Bu lông bằng thép không gỉ có thể được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng áp suất cao hoặc nhiệt độ cao thông qua một số thiết kế chính và cân nhắc vật liệu. Dưới đây là các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của họ trong các môi trường đòi hỏi khắt khe này:
1. Lựa chọn vật liệu
Điện trở nhiệt độ cao: Chọn các loại thép không gỉ có điện trở nhiệt độ cao hơn, chẳng hạn như lớp 316 hoặc lớp 321, chứa mức độ molybden hoặc titan cao hơn để có khả năng chống nhiệt và oxy hóa tốt hơn. Các lớp này hoạt động tốt trong các ứng dụng trong đó nhiệt độ vượt quá 500 ° F (260 ° C) và có thể chịu được sự giãn nở nhiệt mà không mất cường độ.
Hợp kim chịu nhiệt: Đối với nhiệt độ khắc nghiệt, các hợp kim đặc biệt như Inconel hoặc Hastelloy có thể được sử dụng, vì chúng cung cấp khả năng kháng vượt trội, oxy hóa và mệt mỏi nhiệt dưới nhiệt độ cao.
2. Thiết kế chủ đề và hình học
Phân phối căng thẳng: Để đảm bảo các bu lông có thể xử lý môi trường áp suất cao, thiết kế luồng nên tập trung vào phân phối ứng suất đồng đều. Sử dụng các chủ đề tốt (trái ngược với các chủ đề thô) có thể cung cấp độ bền kéo tốt hơn và khả năng chống tước trong điều kiện áp suất cao.
Các luồng dài hơn hoặc chèn ren: Đối với các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu tải cao, các luồng dài hơn hoặc sử dụng các chèn ren có thể giúp phân phối áp suất đều hơn trên bề mặt, giảm nguy cơ thất bại.
3. Kích thước và sức mạnh của bu lông
Độ bền kéo: Bu lông bằng thép không gỉ nên được chọn với độ bền kéo đủ để xử lý cả lực trục và lực cắt có mặt dưới áp suất cao. Thép không gỉ cường độ cao hơn, chẳng hạn như pH cấp độ 17-4, có thể cần thiết cho các ứng dụng trong đó các bu lông chịu tải hoặc áp suất cao hơn.
Đường kính và chiều dài: Đường kính và chiều dài của các bu lông nên được chọn để xử lý các lực được áp dụng. Đối với các ứng dụng áp suất cao, đường kính lớn hơn có thể cung cấp nhiều diện tích bề mặt hơn để phân phối áp lực tốt hơn và ngăn ngừa lỗi. Độ dài phải đủ để đảm bảo rằng bu lông sẽ giữ các bộ phận an toàn dưới áp suất ứng dụng.
4. Điều trị nhiệt
Ủ hoặc xử lý nhiệt dung dịch: Bu lông bằng thép không gỉ được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao nên được ủ hoặc dung dịch được xử lý nhiệt để làm giảm căng thẳng bên trong và cải thiện độ dẻo và khả năng chống ăn mòn của chúng. Xử lý nhiệt cũng giúp tăng khả năng chống biến dạng creep và duy trì hình dạng của nó dưới nhiệt độ cao kéo dài.
Tải trước: Đảm bảo bu-lông được tải trước trong quá trình cài đặt sẽ giúp duy trì tính toàn vẹn của nó trong điều kiện áp suất cao. Mô-men xoắn hoặc lực căng được kiểm soát đảm bảo bu lông vẫn còn dưới một lực liên tục, ngăn chặn sự nới lỏng và rò rỉ trong các hệ thống áp suất cao.
5. Phương pháp điều trị bề mặt
Lớp phủ: Môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao thường khiến bu lông bị hao mòn và ăn mòn. Các lớp phủ như gốm hoặc ptfe (polytetrafluoroetylen) có thể cải thiện khả năng chống đạp xe và oxy hóa nhiệt. Những lớp phủ này giúp giảm ma sát và hao mòn trong khi cung cấp thêm khả năng chống ăn mòn.
Sự thụ động: Các bu lông có thể trải qua quá trình thụ động để tăng cường khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ, đặc biệt là trong các môi trường tiếp xúc với điều kiện giàu axit hoặc clorua. Bị thụ động bu lông đảm bảo rằng lớp oxit trên bề mặt không có chất gây ô nhiễm, làm giảm nguy cơ nứt ăn mòn căng thẳng dưới áp suất cao.
6. Hệ thống bắt vít và buộc chặt
Sắp xếp bắt vít: Trong các ứng dụng áp suất cao, bu lông có thể được sử dụng trong các sắp xếp đa bu-lông (như kết nối mặt bích). Thiết kế nên đảm bảo tải trên toàn bộ tập hợp các bu lông để ngăn chặn các ứng suất cục bộ. Nhiều ốc vít thường là cần thiết để phân phối áp lực đều và giảm nguy cơ thất bại trong bất kỳ một bu -lông nào.
Cơ chế khóa: Môi trường áp suất cao thường yêu cầu khóa, khóa khóa hoặc chất kết dính khóa sợi để ngăn chặn các bu lông nới lỏng theo thời gian do rung động hoặc đạp xe nhiệt.
7. Căng thẳng và kháng mỏi
Kháng mỏi: bu lông bằng thép không gỉ trong môi trường nhiệt độ cao hoặc áp suất cao thường được tiếp xúc với tải theo chu kỳ, có thể dẫn đến thất bại mệt mỏi. Chọn bu lông với điện trở mỏi tăng cường (như hợp kim cường độ cao hơn) hoặc tăng đường kính và độ sâu ren có thể giúp giảm thiểu nguy cơ nứt mỏi.
Áp suất cao và nhiệt độ leo: Creep đề cập đến biến dạng chậm của vật liệu dưới ứng suất không đổi theo thời gian. Bu lông trong môi trường nhiệt độ cao, áp suất cao phải được thiết kế với các vật liệu thể hiện tốc độ leo thấp, chẳng hạn như thép không gỉ được xử lý nhiệt hoặc hợp kim chuyên dụng.
8. Kiểm soát và kiểm tra chất lượng
Thử nghiệm áp suất cao: Để đảm bảo các bu lông đáp ứng các tiêu chuẩn cần thiết, chúng nên trải qua thử nghiệm thủy lực hoặc khí nén ở mức áp suất sao chép các điều kiện hoạt động. Các xét nghiệm này xác nhận rằng các bu lông có thể chịu được niêm phong chống rò rỉ và duy trì tính toàn vẹn cấu trúc dưới áp lực trong thế giới thực.
Thử nghiệm vật liệu: Bu lông bằng thép không gỉ phải được thử nghiệm như kiểm tra độ bền kéo, kiểm tra độ cứng và kiểm tra tác động để xác minh rằng chúng có thể thực hiện trong cả điều kiện áp suất cao và nhiệt độ cao.
