Ar gyfer peirianwyr morol sy'n nodi gwresogyddion trochi trydan ar gyfer llwyfannau alltraeth, systemau bwrdd llongau, a phlanhigion diwydiannol arfordirol, mae'r cyfuniad o lwytho mecanyddol cylchol a chorydiad clorid yn creu mecanwaith methiant arbennig o ymosodol a elwir yn flinder cyrydiad. Yn wahanol i flinder pur mewn aer neu gyrydiad pur mewn amodau sefydlog, mae blinder cyrydiad yn achosi cychwyn crac ar osgledau straen sylweddol is a bywydau beicio byrrach. Roedd y straen gweddilliol a gyflwynwyd yn ystod y broses swatio-yn cael ei ddefnyddio i gryno inswleiddio magnesiwm ocsid o amgylch y wifren ymwrthedd-rhyngweithio â straen gwasanaeth i naill ai gyflymu neu arafu twf hollt yn dibynnu ar eu harwydd a'u maint. Mae'r erthygl hon yn meintioli sut mae trwch wal gwain 316 o ddur di-staen yn effeithio ar ddosbarthiad straen gweddilliol ar ôl swaging a sut mae'r straenau gweddilliol hyn yn addasu bywyd blinder cyrydiad mewn amgylcheddau morol.
Cynhyrchu Straen Gweddilliol yn ystod Cyfnewid 316 o Weinau
Pan fydd tiwb dur di-staen 316 yn cael ei symud o ddiamedr mwy i ddiamedr llai o amgylch y craidd wedi'i lenwi â MgO, mae'r broses yn achosi patrwm straen gweddilliol nodweddiadol. Mae arwyneb allanol y wain yn profi straen gweddilliol cywasgol oherwydd bod y swaging yn marw yn morthwylio'r deunydd i mewn, tra bod yr arwyneb mewnol yn profi straen gweddilliol tynnol wrth i'r MgO cywasgedig wthio allan yn ystod gwanwyn elastig. Mae maint y pwysau gweddilliol hyn yn dibynnu ar drwch y wal o'i gymharu â'r gostyngiad diamedr. Ar gyfer gwain muriog tenau-islaw 1.0 mm-mae'r grym swaging yn treiddio bron i drwch y wal gyfan, gan gynhyrchu straen cywasgol uchel ar yr wyneb allanol (-200 i -300 MPa fel arfer) a straeniau tynnol cymedrol ar yr arwyneb mewnol ({{1} - i {1} MPa). Ar gyfer gwain wal drwchus-uwchlaw 1.8 mm-mae'r grym swaging yn cael ei amsugno'n bennaf yn yr haenau allanol, gan gynhyrchu straen cywasgol uchel ger yr wyneb allanol yn unig, gan adael yr haenau mewnol yn gymharol ddigyfnewid. Mae'r straeniau tynnol ar yr arwyneb mewnol hefyd yn is oherwydd bod y cywasgiad MgO yn llai cyflawn, fel y trafodwyd yn Erthygl 12. Mae mesuriadau diffreithiant pelydr-X o straen gweddilliol mewn gwain 316 swaged yn cadarnhau'r berthynas hon. Roedd gwain wal 0.9 mm yn dangos straen cywasgol arwyneb o -280 MPa. Roedd gwain wal 1.5 mm yn dangos -180 MPa. Roedd gwain wal 2.0 mm yn dangos -120 MPa yn unig. Mae'r wain deneuach yn storio straen cywasgol mwy buddiol ar yr wyneb allanol - y lleoliad lle mae craciau blinder cyrydiad yn cychwyn fel arfer.
Sut mae Straen Cywasgol Gweddilliol yn Retard Cychwyn Blinder Cyrydiad Cychwyn Crac
Mae cychwyn crac blinder cyrydiad mewn 316 o ddur di-staen yn gofyn am straen tynnol cylchol ac electrolyt cyrydol sy'n cynnwys cloridau. Mae'r crac yn cychwyn wrth bwll arwyneb neu gynhwysiant lle mae'r ffilm goddefol amddiffynnol wedi torri i lawr. Os yw'r wyneb mewn cyflwr o straen cywasgol gweddilliol, rhaid i'r straen tynnol cylchol cymhwysol oresgyn y cywasgu hwn yn gyntaf cyn i'r deunydd brofi tensiwn net ar flaen y crac. Mae hyn i bob pwrpas yn codi'r straen trothwy ar gyfer cychwyn crac. Ar gyfer gwain 0.9 mm 316 gyda - cywasgu gweddilliol arwyneb - 280 MPa, mae straen cylchol cymhwysol o +200 MPa yn cynhyrchu dim ond -80 MPa rhwyd ar yr arwyneb-dal yn gywasgol ac yn analluog i gychwyn crac blinder. Dim ond pan fydd y straen cylchol cymhwysol yn fwy na +280 MPa y mae'r wyneb yn profi tensiwn net. Mewn cyferbyniad, mae gwain 2.0 mm gyda dim ond -120 MPa cywasgu arwyneb yn profi tensiwn net pan fydd straen cymhwysol yn fwy na +120 MPa, trothwy llawer is. Mae profion blinder cyrydiad mewn dŵr môr synthetig ar 60 ° C yn cadarnhau'r effaith hon. Goroesodd samplau â thrwch wal 0.9 mm a chywasgiad gweddilliol uchel 10 miliwn o gylchoedd ar 250 MPa o straen bob yn ail heb gychwyn crac. Methodd samplau â thrwch wal 2.0 mm a chywasgiad gweddilliol isel ar ôl 2 filiwn o gylchoedd ar yr un straen cymhwysol. Darparodd y wain deneuach bum gwaith bywyd blinder cyrydu hirach er gwaethaf cael trwch wal llai absoliwt.
Y Fasnach-Diffodd Rhwng Budd Straen Gweddilliol ac Ymyl Trwch Wal
Rhaid cydbwyso mantais blinder cyrydiad gwain â waliau tenau yn erbyn yr ymyl llai o ddeunydd unwaith y bydd crac yn cychwyn. Gall gwain 0.9 mm gyda chywasgiad gweddilliol uchel wrthsefyll cychwyn crac am filiynau o gylchoedd. Fodd bynnag, unwaith y bydd hollt yn goresgyn y maes straen gweddilliol-er enghraifft, oherwydd pwll arwyneb mawr neu orlwyth dros dro{5}}rhaid iddo ymledu trwy 0.9 mm yn unig o ddeunydd cyn trydylliad. Gall gwain 2.0 mm gyda chywasgiad gweddilliol is gychwyn crac ar ôl llai o gylchoedd, ond rhaid i'r crac deithio trwy 2.0 mm i achosi methiant. Cyfanswm bywyd i fethiant yw swm bywyd cychwyn a bywyd lluosogi. Mae data arbrofol o brofion blinder cyrydiad trawst cylchdroi mewn dŵr môr 60 ° C yn dangos cyfanswm y cylchoedd i fethiant ar gyfer gwain 10 mm OD 316 ar straen eiledol 200 MPa. Cyflawnodd gwain 0.8 mm gyfanswm o 12 miliwn o gylchoedd (cychwyn 11.5 miliwn, lluosogi 0.5 miliwn). Cyflawnodd gwain 1.2 mm 8 miliwn o gylchoedd (cychwyn 7 miliwn, lluosogiad 1 miliwn). Cyflawnodd gwain 1.6 mm 5 miliwn o gylchoedd (cychwyn 3 miliwn, lluosogiad 2 filiwn). Cyflawnodd gwain 2.0 mm 3.5 miliwn o gylchoedd (cychwyn 1.5 miliwn, lluosogiad 2 filiwn). Mae'r wain wal denau gyda chywasgiad gweddilliol uchel yn darparu'r bywyd cyfan hiraf er gwaethaf ei ymyl lluosogi lleiaf.
Matrics Dewis Bywyd Blinder Cyrydiad ar gyfer Amgylcheddau Morol
Mae'r tabl canlynol yn darparu 316 o drwch wal gwain a argymhellir ar gyfer gwresogyddion trochi trydan mewn amgylcheddau morol yn seiliedig ar osgled straen cylchol disgwyliedig a bywyd gwasanaeth gofynnol. Mae gwerthoedd yn rhagdybio amlygiad parhaus i ddŵr môr neu ddŵr hallt ar 30–60°C a phrosesau swatio safonol heb aneliad ôl-swage.
| Osgled Straen Cylchol Disgwyliedig | Bywyd Gwasanaeth Gofynnol | Argymhellir 316 Trwch Wal Gwain | Modd Methiant Dominyddol | Sail Resymegol y Dyluniad |
|---|---|---|---|---|
| Isel (< 50 MPa) | >10 mlynedd | 1.2 - 1.6 mm | Cyrydiad hollt | Mae budd straen gweddilliol yn llai pwysig; lwfans cyrydiad yn gyrru trwch |
| Cymedrol (50 - 150 MPa) | 5-10 mlynedd | 1.0 – 1.2 mm | Cychwyn blinder cyrydu | Mae wal denau yn darparu cywasgiad gweddilliol uchel ar gyfer atal crac |
| Cymedrol (50 - 150 MPa) | >10 mlynedd | 1.4 – 1.6 mm gyda post-anelio swage | Lluosogi ar ôl cychwyn | Mae anelio yn dileu budd straen gweddilliol; dibynnu ar ymyl trwch |
| Uchel (150 - 250 MPa) | 3-5 mlynedd | 0.8 – 1.0 mm | Cychwyn blinder cyrydu | Uchafswm cywasgu gweddilliol yn hanfodol; derbyn bywyd gwasanaeth byrrach |
| Uchel (150 - 250 MPa) | >5 mlynedd | Ddim yn ymarferol gyda 316 | Gorlwytho neu gracio cyflym | Uwchraddio i Incoloy 825 neu ditaniwm |
| Yn amrywio gyda gorlwytho aml | Unrhyw | 1.6 - 2.0 mm | Lluosogi ar ôl crac annisgwyl | Mae ymyl trwch yn amddiffyn rhag digwyddiadau anrhagweladwy |
Ar gyfer ceisiadau lle mae straen cylchol yn deillio o ddirgryniad, beicio ehangu thermol, neu amrywiadau pwysau, mae mesur neu amcangyfrif yr osgled straen yn hanfodol. Os yw mesur yn amhosibl, mae cymryd lefel straen gymedrol o 100 MPa yn rhagosodiad ceidwadol. Mewn achosion o'r fath, mae trwch wal 1.2 mm yn cynnig y cydbwysedd gorau o fudd straen gweddilliol ac ymyl lluosogi. Dylai peirianwyr hefyd ystyried nodi -anelio swage post ar gyfer -gwainiau muriog trwchus a fwriedir ar gyfer rhaglenni beicio uchel. Mae anelio ar 1,050 ° C yn dileu straen gweddilliol yn gyfan gwbl, gan ddileu budd blinder cyrydiad waliau tenau ond hefyd yn dileu'r straen gweddilliol tynnol ar yr wyneb mewnol a all gyfrannu at ymlediad craciau. Mae gwain 1.6mm wedi'i hanelio yn ymddwyn yn debyg i wain 1.2 mm heb ei hanelio o ran bywyd blinder llwyr, gan ddarparu llwybr amgen i gyflawni bywyd gwasanaeth hir heb ddibynnu ar waliau tenau. Mae'r dewis rhwng waliau tenau â straen gweddilliol uchel a waliau trwchus ag anelio yn dibynnu ar alluoedd gweithgynhyrchu a chost. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau morol lle mae dirgryniad yn bresennol ond nid yn ddifrifol, mae trwch wal 1.2-1.4 mm gyda swaging safonol yn darparu perfformiad blinder cyrydiad dibynadwy heb fod angen prosesu arbennig.
