Domov / Správy / Správy z priemyslu / Ako ovplyvňuje tepelná cyklistika a rýchle kolísanie teploty štrukturálnu integritu sedadla výfukového plynu kompresora?
Správy

Ako ovplyvňuje tepelná cyklistika a rýchle kolísanie teploty štrukturálnu integritu sedadla výfukového plynu kompresora?

Jeden z najdôležitejších účinkov tepelnej cyklistiky na Sedadlo výfukového kompresora je tepelná únava, ktorá sa vyskytuje, keď komponent pociťuje opakovanú expanziu a kontrakciu v dôsledku rýchlych teplotných posunov počas spustenia a vypínania. Zakaždým, keď kompresor prechádza z teploty okolia na úroveň prevádzkového tepla a späť, materiál prechádza mechanickým namáhaním. Toto je obzvlášť závažné, keď sú rýchlosti zahrievania alebo chladenia vysoké, pretože kovová štruktúra nemá čas na stabilizáciu. Opakované cykly v priebehu času spôsobujú tvorbu mikrokrakov, ktoré sa často začínajú vo vnútornom koncentrátoroch napätia, ako sú inklúzie, hranice zŕn, ostré rohy alebo povrchové nedokonalosti. Ako tepelná únava postupuje, tieto mikrokraky sa pri každom cykle šíria hlbšie a môžu sa pripájať k vytvoreniu väčšej zlomeniny, čo vedie k vážnemu štrukturálnemu zlyhaniu. Nebezpečenstvo nie je vždy okamžité, ale postupne sa hromadí, takže pravidelná kontrola a únava modelovanie je nevyhnutné v prostrediach s vysokým výkonom cyklu. Použitie zliatin s vysokou tepelnou rezistenciou na únavu, ako sú materiály na báze niklu alebo kobaltu, je často potrebné na predĺženie životnosti servisných výfukových sedadiel vystavených agresívnemu tepelnému cyklu.

Tepelné gradienty spôsobené rýchlymi zmenami teploty nie vždy ovplyvňujú celý povrch sedadla výfukového plynu kompresora rovnomerne. Rôzne oddiely sa môžu rozširovať alebo kontraktovať rôznymi sadzbami, najmä ak dizajnu chýba geometrická symetria alebo materiálna uniformita. To vedie k nerovnomerným vnútorným stresom, ktoré vedú k skresleniu alebo deformácii. Dokonca aj drobné skreslenie môže ovplyvniť spôsob, akým výfukový ventil tesne proti sedadlu, čo potenciálne vedie k úniku, strate tlaku alebo chlopne ventilu. Sedadlo môže tiež stratiť svoju koncentrickosť s vodcom ventilu, čo ohrozí charakteristiky toku a vytvára lokalizované turbulencie. V priebehu času môže akumulácia tepelného skreslenia spôsobiť trvalú deformáciu, ktorá spôsobuje nepoužiteľné sedadlo. Na zmiernenie takýchto rizík môžu výrobcovia zahrnúť prvky, ako sú rozširujúce sloty alebo skosené okraje v návrhu, a po obrábaní materiálu môžu využívať procesy tepelného spracovania tepelného ošetrenia stresu.

Mnoho výfukových sedadiel kompresora je vyrovnaných povrchom, aby odolalo mechanickému opotrebeniu nárazu ventilu a oderu plynu. Techniky, ako je nitriding, karburizácia alebo aplikácia tvrdých zliatin, ako je Stellite, sa bežne používajú na vytvorenie odolnej vonkajšej vrstvy. Avšak pri opakovanom vystavení vysokým teplotám, najmä ak tieto teploty presahujú rozsah stability povrchového ošetrenia, sa kalená vrstva môže začať degradovať. V niektorých prípadoch sa tvrdosť znižuje v dôsledku fázovej transformácie alebo zmierňovacích účinkov, zatiaľ čo v iných sa adhézia povlaku na základný kov oslabuje, čo vedie k delaminácii. Akonáhle sa povrchová vrstva zhorší, mäkší substrát sa stane exponovaný a zraniteľný voči erózii, galovaniu a deformácii nárazu. To podkopáva funkčný tesniaci povrch a zvyšuje pravdepodobnosť úniku plynu alebo úplného zlyhania ventilu. Výrobcovia často špecifikujú horné tepelné limity pre substrátové aj poťahové materiály, aby sa zabezpečila tepelná kompatibilita.

Tepelná cyklovanie urýchľuje oxidáciu, najmä v prostrediach, kde sú prítomné kyslíka, vodná pary alebo korozívne plyny. Počas každého vyhrievacieho cyklu reaguje povrch výfukového sedadla kompresora s kyslíkom a v závislosti od zloženia materiálu tvorí oxidové vrstvy, ako je oxid železa, oxid chróm alebo oxid niklu. Zatiaľ čo niektoré oxidové filmy sú ochranné a seba obmedzujúce, rýchle kolísanie teploty spôsobujú, že tieto vrstvy sa opakovane rozširujú a sťahujú, čo vedie k prasknutiu alebo spallácii. To vystavuje základný materiál čerstvej oxidácii, čo vedie k kontinuálnej degradácii povrchu. Oxidy odlupovania môžu tiež interferovať s operáciou ventilu, čo spôsobuje únik sedadla alebo vnútorné oderie susedných komponentov. V extrémnych prípadoch môže tento cyklus viesť k jamkovaniu korózie, lokalizovaného riedenia kovu alebo ohromeniu v dôsledku intergranulárnej oxidácie. Na boj proti poškodeniu oxidácie sa často používajú zliatiny s vysokým obsahom chrómu alebo vysokej hliníku kvôli ich schopnosti tvoriť stabilné, adherentné oxidové stupnice.