Dengiz va dengizda foydalanishda{0}}korroziyaga chidamli elektr isitish elementlarini belgilovchi muhandislar uchun qoplama materiali sifatida 316 zanglamaydigan po'latni tanlash deyarli avtomatik hisoblanadi. Tarkibidagi molibden tuzli atmosferalarda va dengiz suvi chayqaladigan zonalarda-xlorid-qo'zg'atuvchi chuqurchalar va yoriqlar korroziyasiga qarshi isbotlangan qarshilikni ta'minlaydi. Shu bilan birga, kamroq muhokama qilinadigan, ammo bir xil darajada muhim parametr - bu g'ilof devorining qalinligi va uzoq{6}}muddatli tebranish bardoshliligi o'rtasidagi mexanik o'zaro ta'sir. Dengiz muhiti dizel generatorlari, pervanel vali harmoniklari, to'lqinlar bilan induktsiyalangan-qo'shimcha nasos tizimlarining-tebranishi-bo'lgan. Statik kimyoviy rezervuarda mukammal ishlaydigan isitgich dvigatel skidiga yoki kemaning devoriga o'rnatilganda bir necha oy ichida ishdan chiqishi mumkin. Ushbu maqola 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqning devor qalinligini kamaytirish uning doimiy tebranish yuklanishida charchoq muddatini qanday o'zgartirishini ko'rib chiqadi va dengizdagi talablar uchun xavfsiz spetsifikatsiya uchun miqdoriy asosni taqdim etadi.
Tsiklik tebranish kuchlanishlari ostida qobiq devori qalinligining mexanik roli
316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan g'ilofning devor qalinligi to'g'ridan-to'g'ri uning kesma modulini-belgilaydi, bu egilish momentlari va tsiklik kuchlanishlarga qarshilik ko'rsatadi. Vibratsiyali{3}}o'rnatishlarda isitish elementi o'zini konsolli nur kabi tutadi. Qopqoq o'rnatish gardish yoki tishli ulanishda o'rnatiladi, bo'sh uchi esa texnologik muhitga cho'ziladi. Ulangan mexanizmlardan tebranish kirishlari belgilangan chegarada o'zgaruvchan egilish kuchlanishlarini keltirib chiqaradi. Silindrsimon kesma uchun kesma moduli tashqi diametrning kubi bilan ichki diametrga mutanosib ravishda ortadi. Amalda, bir xil tashqi diametrni saqlab qolgan holda, devor qalinligini 2,0 mm dan 1,0 mm gacha kamaytirish qism modulini taxminan 40% ga kamaytiradi. Bu pasayish shuni anglatadiki, bir xil tebranish amplitudasi va chastotasi uchun yupqaroq qobiq yuqori egilish stressini boshdan kechiradi. Ushbu o'zgaruvchan kuchlanishlar materialning chidamlilik chegarasidan oshib ketgandan so'ng, charchoq yorilishi boshlanadi. 316 zanglamaydigan po'lat korroziy muhitda haqiqiy charchoq chegarasiga ega emas; S-N egri chizig'i juda yuqori sikl sonida ham pasayishda davom etadi. Xlorid ta'sirida dengiz sharoitida korroziya charchoqlari yoriqlar tarqalishini yanada tezlashtiradi. 1,0 mm qoplamaning tashqi yuzasida boshlangan yoriq, qisqaroq yoriq tarqalish masofasini hisobga olgan holda, 2,0 mm qoplamaga qaraganda to'liq devor qalinligidan sezilarli darajada tezroq kirib borishi mumkin. Shunday qilib, yaxshi issiqlik uzatish uchun devor qalinligini kamaytirish bo'yicha oddiy ko'rinadigan qaror tebranish ostida mexanik ishonchlilik uchun to'g'ridan-to'g'ri va miqdoriy oqibatlarga olib keladi.
Dengiz xizmatida 316 ta qobiq uchun charchoqning miqdoriy tahlili
Dengiz dvigatellari xonalaridagi odatiy tebranish chastotalari 15 Gts dan 200 Gts gacha, tezlashuv esa aylanuvchi uskunaga yaqinligiga qarab 0,5 g dan 5 g gacha. Tashqi diametri 12 mm bo'lgan 300 mm uzunlikdagi cho'milish isitgichi uchun devor qalinligini 1,8 mm dan 1,0 mm gacha qisqartirish bir xil tebranish kiritishda o'rnatish joyidagi maksimal egilish kuchlanishini taxminan 55% ga oshiradi. Bunday konfiguratsiyalarni chekli elementlarni modellashtirish shuni ko'rsatadiki, 30 Gts chastotada 2 g vertikal tebranishga duchor bo'lgan 1,0 mm devor qalinligi 316 g'ilof 10 million tsikldan so'ng 68 MPa cho'qqi o'zgaruvchan stressiga etib, dengiz suvida materialning korroziya charchoq kuchiga yaqinlashadi. 1,8 mm g'ilofga qo'llaniladigan bir xil tebranish faqat 42 MPa o'zgaruvchan stressni hosil qiladi, bu sezilarli darajada xavfsizroq chegara. Simulyatsiya qilingan dengiz muhitida 316 zanglamaydigan po'lat quvurlarning laboratoriya charchoq sinovi devor qalinligi 1,0 mm bo'lgan namunalar 50 MPa o'zgaruvchan stress ostida 8 dan 15 million tsiklgacha ishlamay qolishini tasdiqlaydi, 1,8 mm namunalar esa bir xil sharoitlarda 50 million tsikldan omon qoladi. Ushbu ma'lumotlar to'g'ridan-to'g'ri xizmat muddatiga aylanadi: 30 Gts chastotada dominant tebranish bilan kuniga 24 soat ishlaydigan kema kuniga taxminan 2,6 million tsiklni to'playdi. Charchoq chegarasiga yaqinlashib qolgan 1,0 mm qoplama bir haftadan kamroq uzluksiz ishlamay qolishi mumkin. Pastroq o'zgaruvchan stressda ishlaydigan 1,8 mm qoplama bir necha yil davom etishi mumkin. Xulosa-yuqori tebranishli dengiz ilovalari uchun bir ma'noli emas, devor qalinligining kamayishi, agar isitgich juda yaxshi quvvatlanmasa yoki sezilarli darajada qisqartirilmasa, xavfsiz ishlashga putur etkazadi.
Vibratsiyadagi qalinroq qobiqlarning termal oqibatlari-bardoshli dizaynlar
Qalinroq devorlar tebranish charchoqqa chidamliligini ta'minlasa-da, termal jazo tan olinishi va boshqarilishi kerak. 1,8 mm 316 g'ilof bir xil tashqi diametrli 1,0 mm g'ilofga nisbatan taxminan 35% yuqori termal qarshilik ko'rsatadi. Muayyan quvvat kiritish uchun ichki qarshilik simining harorati muhitga sekinroq issiqlik uzatishni qoplash uchun ko'tariladi. Suyuqlikning umumiy harorati 80 darajadan past bo'lgan suvni isitish dasturlarida 12 Vt/sm² quvvatda ishlaydigan 1,8 mm qoplama ichki simni bir xil vatt zichlikdagi 1,0 mm qobiqdan taxminan 45 daraja issiqroq ishlaydi. Bu ko'tarilgan harorat ikkita degradatsiya mexanizmini tezlashtiradi. Birinchidan, nikel{14}}xromga chidamli simning oksidlanishi harorat bilan eksponent tarzda davom etadi. 600 darajadan oshgan har 25 daraja o'sish uchun simning ishlash muddati taxminan ikki baravar kamayadi. Ikkinchidan, magniy oksidi izolyatsiyasi yuqori haroratlarda qarshilikning pasayishiga olib keladi, bu esa oqish oqimi xavfini oshiradi. Biroq, bu termal jazolarni vatt zichligi spetsifikatsiyasini kamaytirish orqali yumshatish mumkin. 1,8 mm qoplamada 12 Vt/sm² dan 8 Vt/sm² gacha o'chirish ichki sim haroratini taxminan 60 darajaga pasaytiradi, bu esa tebranishga chidamli mexanik konvertni saqlab turganda qarshilik simidagi ekvivalent termal kuchlanishni tiklaydi. Shunday qilib, dizayn savdosi{27}birgina devor qalinligidan qalinligi va vatt zichligining muvofiqlashtirilgan tanloviga o'tadi.
316 ta qoplamali isitgichlar uchun tebranish ta'siri va devor qalinligini tanlash matritsasi
Quyidagi matritsa dengiz va sanoat muhitida oʻlchangan yoki taxmin qilingan tebranish darajalariga asoslanib, 316 qavat devor qalinligini belgilash uchun{0}}ilovaga oid maxsus koʻrsatmalar beradi.
| O'rnatish muhiti va tebranish darajasi | Tavsiya etilgan 316 g'ilof devor qalinligi | Maksimal xavfsiz vatt zichligi | Asosiy muhandislik asoslash |
|---|---|---|---|
| Dvigatelning asosiy skidini o'rnatish, pervanel milya to'siqlari (5g tezlashtirish, 20-100 Gts) | 2,0 - 2,5 mm | 6 – 8 Vt/sm² | Maksimal qism moduli talab qilinadi. Qattiq charchoq xavfi eng qalin devorni talab qiladi. Termal qarshilik o'sishini qoplash uchun vatt zichligi kamayadi. |
| Yordamchi generator xonasi, nasos xonasi (2g tezlashtirish, 30-60 Gts) | 1,6 - 2,0 mm | 8 – 10 Vt/sm² | Balanslangan charchoq qarshiligi. O'rtacha termal jarima qabul qilindi. Ko'pgina dengiz texnologik isitgichlari uchun standart spetsifikatsiya. |
| Tankning pastki qismini o'rnatish, korpus tuzilishi mashinadan uzoqda (0,5 g - 1 g tezlashtirish) | 1,2 - 1,6 mm | 10 – 12 Vt/sm² | Past va o'rtacha tebranish. Standart sanoat qalinligi qabul qilinadi. O'rnatish joylarini muntazam ravishda vizual tekshirish tavsiya etiladi. |
| Statik quruq{0}}kimyoviy idish, tebranish manbalari yo'q | 0,8 - 1,2 mm | 12 – 15 Vt/sm² | Tebranish tashvish tug'dirmaydi. Issiqlik samaradorligi birinchi o'rinda turadi. Yupqaroq devor issiqlik uzatishni maksimal darajada oshiradi. Charchoqni tahlil qilish shart emas. |
| Toʻliq uzunlikdagi tayanch trubkasi yoki tashqi hidoyat qavslari-boʻlgan isitgich | 1,0 - 1,2 mm | 15 Vt/sm² gacha | Mexanik cheklash konsolning egilishini yo'q qiladi. Termal daromad olish uchun devor qalinligini kamaytirish mumkin. Muvaffaqiyat uchun muhim dizaynni qo'llab-quvvatlash. |
Yupqaroq devorlarga ruxsat berish uchun o'rnatish va qo'llab-quvvatlash strategiyalari
Jarayonga bo'lgan talablar termal ta'sirchanlik uchun yupqaroq qobiqni qo'llab-quvvatlasa, lekin tebranish bilan bog'liq muammolar qalinroq devorlarni nazarda tutsa, muhandislik echimlari g'ilof o'lchamidan tashqarida mavjud. Eng samarali yondashuv suvga cho'mgan isitgichning erkin uchida mexanik yordamni ta'minlashdir. Tank devoriga yoki idishning ichki qismiga biriktirilgan qo'llab-quvvatlovchi tirgak konsol nurini oddiygina qo'llab-quvvatlanadigan nurga aylantiradi va bir xil tebranish kiritish uchun egilish momentlarini taxminan 75% ga kamaytiradi. To'g'ri qo'llab-quvvatlansa, 1,0 mm 316 g'ilof qo'llab-quvvatlanmaydigan 2,0 mm g'ilof bilan taqqoslanadigan charchoq muddatiga erishishi mumkin. Shu bilan bir qatorda, qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlikni qisqartirish tebranish bardoshliligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Suvga cho'mish chuqurligini 400 mm dan 200 mm gacha ikki baravar qisqartirish, o'rnatish nuqtasida egilish momentini to'rt marta kamaytiradi. Qisqa, yuqori-vattli{13}}zichlikdagi, bir nechta qisqa penetratsiyali isitgichlar tebranish xizmatida odatda bitta uzun isitgichlardan ustun turadi. Orqa gaykalar va tebranishga qarshi{16}}roykalar bilan tishli oʻrnatish, shuningdek, devor qalinligidan qatʼiy nazar charchoq yoriqlari uchun keng tarqalgan boshlanish joyi boʻlgan ulanish interfeysida tebranishning oldini oladi.
Xulosa: 316 qobiq qalinligini haqiqiy tebranish spektriga moslashtirish
Dengiz muhitida elektr bilan isitiladigan suvga cho'mdiruvchi elementlar uchun 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan g'ilofning devor qalinligini belgilash fikrlashning statik quvvatdan dinamik charchoq muddatiga o'tishini talab qiladi. Qisqartirilgan qalinlik oʻlchash mumkin boʻlgan termal afzalliklarni-tezroq javob berish, past ichki sim harorati va erishish mumkin boʻlgan yuqori vatt zichligini taʼminlaydi. Biroq, barqaror tebranish mavjud bo'lganda, yupqaroq g'ilof egilish kuchlanish davrlarini to'playdi, natijada charchoq etishmovchiligiga olib keladi. Buzilish rejimi zudlik bilan qulash emas, balki asta-sekin yoriq boshlanishi va o'sishidir, ko'pincha teshilish sodir bo'lgunga qadar ko'rinmaydi. Dizayn muhandislari uchun amaliy xulosa devor qalinligini yakunlashdan oldin tavsiya etilgan o'rnatish joyidagi tebranish spektrini olish yoki baholashdir. 1 g tezlashuvdan past tebranish darajalari qabul qilinadigan xavf bilan standart sanoat qalinligini 1,0 mm gacha tushirishga imkon beradi. 1 g dan 3 g gacha bo'lgan darajalar 1,4-1,8 mm oraliq qalinligi yoki oxirgi tayanchlarni qo'shishni talab qiladi. 3g dan yuqori darajalar issiqlik jarimasini boshqarish uchun -2,0 mm yoki undan katta qalin devorli qobiqlarni talab qiladi, ular bilan birga vatt zichligi pasaytirilgan. Shubha tug'ilganda, mavjud isitgichning tebranishini asbobli dala o'lchovi spetsifikatsiya uchun eng ishonchli asos bo'ladi. Dengiz isitgichlarining nosozliklari kamdan-kam hollarda to'satdan sodir bo'ladi; ular operatsion muhitni etarli darajada hisobga olmasdan amalga oshirilgan mexanik dizayn tanlovlarining bashorat qilinadigan natijasidir.
