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    行業金屬波紋管的疲勞機理和疲勞壽命研究

    作者:河北華潔 發布日期:2016-11-17 GMT 11:11:21 點擊:
    金屬波紋管是一種外表面呈波紋狀的薄壁原件,一般由奧氏體不銹鋼,高鎳合金制造,是石油化工,調節附件中重要的彈性元件.

      金屬波紋管是一種外表面呈波紋狀的薄壁原件,一般由奧氏體不銹鋼,高鎳合金制造,是石油化工,調節附件中的彈性元件。金屬波紋管的疲勞失效會給整個系統帶來嚴重危害。因此,波紋管的使用壽命具有意義。
      一:金屬波紋管的疲勞機理:疲勞是材料或者構件在低于其靜強度的交變載荷作用下,某些局部或大范圍區域首入屈服狀態,在局部地區出現高度的塑性變形,(通常在材料或構件表面)萌生多種類型的內部缺陷,如位錯,滑移,孔洞等等,形成應力集中,這種局部的反復的塑性變形,時間后導致微裂紋的產生,微裂紋長大,合并,形成一條或幾條主裂紋,主裂紋逐漸擴展并產生斷裂。在實際運行過程中,尤其是開停車及變工況工作時,波紋管波峰或波谷附近局部區域內的應力超過材料的屈服強度而產生大范圍的塑性變形,當塑性變形累積的程度,波紋管局部區域產生微裂紋,微裂紋長大,合并,形稱一條或幾條主裂紋,波紋管就有可能會出現低周疲勞斷裂失效,在工程上,波紋管,低周疲勞斷裂失效大多事由這種原因造成的。
      二:金屬波紋管疲勞壽命研究:
      1常溫疲勞壽命研究:
      疲勞壽命作為波紋管設計的一個重要指標,從事波紋管設計的工作者對波紋管的疲勞壽命進行了大量的研究工作,當波紋管金屬的實際工作溫度低于材料的蠕變溫度時,通常不考慮溫度對疲勞壽命的影響。為獲得應力與波紋管疲勞壽命的關系,通過理論方法和試驗對無加強形,不同壓力對波紋管的疲勞壽命約為液壓成形的三倍,鑒于代行波紋管膨脹節全尺寸疲勞壽命試驗在工程上實現的困哪性,基于局部應力一應變預測構件疲勞壽命的理論,提出用光滑試板代替大型波紋管進行疲勞試驗,并用試板的疲勞曲線預測波紋管的疲勞壽命。
      2高溫疲勞壽命研究:
      在高溫環境中,構件的疲勞規律比較復雜,常溫環境下得出的疲勞規律不能直接應用于高溫下的情況,壽命估算的問題也大有不同,一般認為,當合金的工作溫度與合金熔點的比值大于0.5時,這時認為構件處于高溫工作狀態,構件的蠕變現象就不可忽略,所以高溫疲勞研究的是疲勞和蠕變共同作用下的材料力學行為,在高溫下的循環載荷就往往會導致蠕變一疲勞斷裂,這種破壞行為是一個與時間有關的變形機制,在這種機制下,構件的斷裂形式由穿晶斷裂變成了沿晶斷裂,沿晶斷裂是蠕變斷裂的一個重要特征,踏實由晶間空穴生長和互連形式成的?!?/p>

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