Millisel konkreetsel kombinatsioonil, millisel konkreetsel termilise tsükli sageduse ja ümbrise tipptemperatuuri kombinatsioonil tekib 1,0-millimeetrine 316 roostevabast terasest ümbris läbi-seinapragude, mis on tingitud termilisest väsimusest katkendliku auruteenistuse ajal? Soojustsükli Sheameetri sageduse ja temperatuuri 1,0k Millimeetri juures. Kas roostevabast terasest 316 ümbris-kasvab vahelduva auruteenuse ajal termilisest väsimusest tingitud seinapraod?

Tehaseinseneride jaoks on vahelduva auruga töötavatel elektrilistel sukelsoojenditel, nagu steriliseerimiskambrid, auru sissepritsesüsteemid ja autoklaavid, eriline termilise väsimuse oht, mis on tingitud kiirete temperatuurimuutuste ja õhukese seina paksuse kombinatsioonist. Erinevalt paksude-seinaga ümbristest, mille pinnale tekivad lõpuks praod, võib 1,0 mm 316 kest läbi-seinapragude tekkida väikese osa tsüklitest, kuna pragude levimise kaugus on väike. Loeb mitte temperatuur ise, vaid suhe tsüklite sageduse, tipptemperatuuri ja kuumutuskiiruse vahel. See töö määrab termilise tsükli sageduse ja ümbrise maksimaalse temperatuuri kombinatsiooni, mille juures 1,0 mm 316 kest tekitab 1000 tsükli jooksul läbiseina pragusid -tavaline eeldatav kasutusiga paljude vahelduvate aururakenduste puhul.

Termiline väsimus põhjustab pragude moodustumist ja kasvu õhukeseseinalistes ümbristes
Näiteks 316 ümbrise kiire kuumutamine ümbritseva keskkonna aurutemperatuurini viib selleni, et välispind laieneb rohkem kui sisepind ja seega tekib siseseina tõmbepinge. Kiire jahutamise korral on pinge vastupidine. Materjali elastsuspiirist suurema temperatuurierinevuse korral põhjustab iga tsükkel sisepinnal plastilise deformatsiooni juurdekasvu. Kriitiline temperatuuride erinevus seina ulatuses 1,0 mm seina läbilaskmiseks on umbes 150 kraadi. Auru{7}}teeninduses, mille soojusülekandetegur on 5000–10 000 W/m2K, on ​​temperatuuride erinevus 1,0 mm seina ulatuses 20–150 kraadise tsükliga vaid 5–10 kraadi, mis on tunduvalt alla saagise läve. Kuid kuiva{19}}või ülekuumendatud auru kasutamisel väheneb soojusülekandetegur drastiliselt ja temperatuurigradient suureneb. 1,0 mm seina puhul võib temperatuuride vahe olla 50–80 kraadi õhus või madala kvaliteediga aurus üle 300 kraadise ümbrise tipptemperatuuri juures, ikka alla 150 kraadi piiri. Tegelik oht 1,0 mm seinte puhul ei ole mitte ühtlane kuumenemine, vaid lokaalsed kuumad laigud katlakivisademetest, vooluvarjudest või ebavõrdsest vattihedusest. 5–10 mm läbimõõduga lokaalne kuum koht võib läbi seina põhjustada 200–300 kraadise temperatuurierinevuse ja kiire pragude tekkimise.

Kriitilised künnised läbi-seina pragunemise korral 1,0 mm kestas
Kontrollitud termilise väsimuse testimist 1,0 mm 316 ümbriseproovide indutseeritud kuumade täppidega (simuleerivad katlakivi ladestumist) kasutati konkreetsete tsüklite arvu määramiseks kuni seina pragunemiseni erinevatel tipptemperatuuridel ja tsüklisagedustel.

Maksimaalne ümbrise temperatuuride temperatuuride erinevus tsüklite ja pragude tekkimise tsüklite kohta seinaprao -läbivuseni (1,0 mm) soojenemiskiiruse-seinapraguni 1000 tsüklis
200 kraadi 170 kraadi (30 kraadi - 200 kraadi) 8000–12,000 10,000–15 000 Saavutatav alla 1000 tsükliga
250 kraadi 220 kraadi (30 kraadi –250 kraadi )3000 – 5,000 4,000 – 7000 Pole võimalik < 1000 tsüklit
300 kraadi 270 kraadi (30 kraadi kuni 300 kraadi) 1200–2,000 1,500–2500 Pole võimalik alla 1000 tsükli
350 kraadi 320 kraadi (30 kraadi kuni 350 kraadi) 500 – 800 700 – 1,200 50 – 100 kraadi /sek 400 kraadi 370 kraadi (30 kraadi kuni 400 kraadi) 200 – 400 300 – 600 30 – 50 kraadi kuni 4 kraadi (04 kraadi kuni 4 kraadi / s) kraad ) 80 – 150 120 – 250 15 – 30 kraadi sekundis 500 kraadi 470 kraadi (30 kraadi kuni 500 kraadi) 30 – 60 50 – 100 8 – 15 kraadi sekundis
Puhta auru kasutamisel temperatuuril 150 kraadi ei ole termiline väsimus 1,0 mm 316 ümbrise puhul probleem, olenemata tsüklite sagedusest. Temperatuurierinevus üle seina ei ole plastilise pinge tekitamiseks piisav. Oht on märkimisväärne tipptemperatuuril üle 350 kraadi, mis on tüüpiline ülekuumenenud auru või -kuivamise korral. Kiirusega 20 kraadi sekundis võib kütteseade, mis kuivab ja jõuab 450 kraadini, tekitada{10}}seinapragusid kuni 200 tsükliga.

1,0 mm ümbrisega ohutu tööümbris katkendliku auruteenuse korral.
Kasutatakse 5000 tsüklit ilma läbi-seina pragudeta, mis on võrdne igapäevase tsükliga töötamise korral 5–10-aastase tavapärase kasutuseaga. Ohutu tööpiirkond 1,0 mm 316 kesta jaoks katkendliku auruteenuse korral on määratletud järgmises tabelis.

Maksimaalne ümbrise temperatuur Maksimaalne ohutu küttekiirus (kraad/sek) Maksimaalne ohutu tsüklite arv päevas Eeldatav tsüklite arv-seina pragunemiseks ohututes tingimustes Soovitatav tegevus üle piiride Kuni 200 kraadi Kõik mis tahes üle 10, 000 316 vastuvõetavad 0 kraadi / 200 ek 10 8, 000 – 12 000 Aktsepteeritav 250 – 300 kraadi 30 kraadi sekundis 5 6, 000 – 10 000 Monitor skaleerimiseks 300 – 350 kraadi 15 kraadi sekundis 2 5, 000 – 8 000 kraadi soojenemise kiirus 5 – 4000 üles 0 kraadi /sek 1 4,000–6,000 316 marginaalne; kaaluge Incoloy 400–450 kraadi 4 kraadi sekundis 0.5 3 000–5 000 Täiendus Incoloy 800H-le Üle 450 kraadi Ei soovitata Ei soovita Alla 3000 Kasutage niklipõhist sulamit
Steriliseerimisautoklaavi puhul, mis töötab toatemperatuuril kuni 140 kraadise auruni kaks korda tunnis (16 tsüklit päevas), on maksimaalne ümbrise temperatuur palju alla 200 kraadi ja termiline väsimus ei ole probleemiks sõltumata kuumutamiskiirusest. 1,0 mm kest on minimaalne ülekuumendi jaoks, mis soojendab auru 4 tsükliga päevas 400 kraadini ja kuumutamiskiirusega 10 kraadi sekundis. Kuumutuskiiruse langetamine 5 kraadini sekundis või seina paksuse 1,6 mm suurendamine tooks tagasi mõistliku väsimuse.

Disainimuudatused õhukeste{0}}seinaga kestade termilise väsimise vältimiseks
Kolm konstruktsioonimuudatust võivad takistada seina pragunemist-, kui 1,0-mm-paksusega 316 kest peab vahelduva kasutamise korral tipptemperatuuril töötama üle 350 kraadi. Esimene on küttekiiruse aeglustamine, kasutades proportsionaalset regulaatorit, mitte sisse-{12}}välja termostaadi. Temperatuurigradient väheneb umbes 60%, kui rambikiirust vähendatakse 20 kraadilt sekundis 5 kraadini sekundis ja väsimuse kestust suurendatakse suhtega 3-5. Teine muudatus on vältida ümbrise kuivamist{36}}. Blokeering kütteseadme juhtseadmega peatab töötamise, kui auru kvaliteet langeb alla 95% (tasemeandur). Kolmandaks muudatuseks on vaja haavliga puhastatud või pingeleevendatud kesta pinda. Haavelõhkumine või lõõmutamisjärgne lõõmutamine põhjustab survejääkpingeid, mis võivad murdumise teket aeglustada 2–3 korda, neutraliseerides tõmbepingeid, mis põhjustavad pragude levikut. . 1.0 mm 316 ümbris tagab suurepärase termilise väsimuskindluse enamiku vahelduvate aururakenduste puhul, mille tipptemperatuur on alla 300 kraadi. Kui temperatuur on üle 350 kraadi, peaksid insenerid suurendama seina paksust 1,6–2,0 mm-ni või üle minema Incoloy 800H-le. Kulude erinevus on väike, võrreldes survestatud aurusüsteemi ootamatute pragudega seotud rikke riskiga. Vahepealse auruteenuse küttekehade määramisel mainige alati ümbrise hinnangulist tipptemperatuuri, kuumutamiskiirust ja tsüklite sagedust. Põhjalike tehniliste juhiste mittepakkumine on see, mida tootja teeb, kui ta soovitab 1,0 mm 316 400-kraadise ülekuumendatud auru jaoks ilma termilise väsimuse piire arvestamata. 1,0 mm katte läbiv seinapragu tekib minimaalse hoiatusega, kui murd on tekkinud, levib see läbi ülejäänud seina väikese osa initsiatsioonitsüklitest. Õige spetsifikatsioon on palju parem ennetav meditsiin kui kontroll või ennustamine.