Що таке явище повзучостікріплення?
1, Повзучість — це явище руйнування, при якому металеві частини зазнають деформації під дією тривалої напруги та високої температури. Основним механізмом повзучості є деформація, викликана ковзанням зерна вздовж меж зерен. Коли температура деформації підвищується до 0.35~0.7 Tm (Tm — температура плавлення), область тонкого шару поблизу межі зерна зазнає відновлення та розм’якшення, утворюючи перехід. Після деформації знову виникає деформація, тому її потрібно знову відновити та розм’якшити, щоб зберегти деформацію в цих областях, що називається зернограничним ковзанням. Через температуру та час, необхідні для відновлення, ковзання по межі зерна може відбуватися лише за умов, що перевищують певну температуру.
Крива повзучості металу при розтягуванні ділиться на три етапи:
На першому етапі швидкість повзучості поступово сповільнюється від швидкої, що пов'язано з перерозподілом дефектів кристала.
На другому етапі це вказує на те, що два механізми зміцнення та відновлення знаходяться в рівновазі з постійною швидкістю повзучості. На цю стадію припадає значна частина всього процесу повзучості.
На третій стадії це проявляється як збільшення швидкості повзучості, при якій деформаційного зміцнення металу вже недостатньо для запобігання деформації, а зменшення ефективного поперечного перерізу сприяє збільшенню швидкості повзучості, що призводить до руйнування. .
Не всі матеріали демонструють вищевказані три стадії кривої повзучості. Явище руйнування, викликане зміною розмірів попередньо натягнутих частин у процесі повзучості, називається термічної релаксацією. Болти, які використовуються для кріплення фланців резервуарів високого тиску, можуть подовжуватися внаслідок повзучості під довгостроковим впливом температури та напруги, що призводить до зменшення попереднього натягу та потенційного витоку резервуара високого тиску.
2. Основною характеристикою та оцінкою повзучості є те, що швидкість деформації є дуже повільною. Його можна проаналізувати на основі конкретних умов роботи деталей, щоб визначити, чи існують умови для повзучості (температура, напруга та час). Без відповідної температури та достатнього часу повзучість або руйнування повзучості не відбудеться. На кінцевій зоні руйнування повзучого руйнування гребінь розриву не такий чіткий, як на руйнуванні розтягування при кімнатній температурі. Під скануючою електронною мікроскопією форма зерна поблизу руйнування повзучості часто не демонструє подовження, тоді як при великому збільшенні іноді можна побачити порожнечі повзучості.
3. Методами ідентифікації руйнування повзучістю є термічна релаксація та пластична деформація, обидва з яких мають залишкову деформацію на макроскопічному рівні, і їх легко сплутати. Пластичне руйнування та стійке руйнування (або повзуче руйнування) легко сплутати, оскільки макроскопічно існує деформація перед руйнуванням і шийка біля поверхні зламу. Відмінності можна розглядати з наступних аспектів.
1. Відмінності умов праці добре відомі. Пластична деформація та пластичне руйнування відбуваються під дією розтягуючої напруги, при цьому процес відбувається швидше та нижчої температури. Термічна релаксація та стійке руйнування є процесами руйнування, у яких температура та час відіграють важливу роль. Вищі робочі температури та довший час служби є необхідними умовами для цього режиму відмови. Для розуміння умов роботи, на додаток до письмових матеріалів, безпосередньо перевірте, чи немає на уламках слідів високої температури, наприклад, кольору окислення. Аналізуючи умови праці, слід бути дуже обережним. Наприклад, високотемпературна посудина під тиском тривалий час працювала при низькому тиску, і раптом тиск підвищується, викликаючи з’єднанняболтиламати. Лише чітко розуміючи відповідний тиск, температуру та час роботи за різних робочих умов, можна визначити, чи є порушення повзучості.
2. Різниця в морфології зламу полягає в тому, що пластичні ямки на поверхні пластичного зламу дуже чіткі, а ділянки, де накопичуються мікропори, відносно гострі. Під скануючою електронною мікроскопією ці ділянки виглядають як яскраві білі лінії. На поверхні руйнування повзучості ділянки, де скупчуються мікропори, відносно тьмяні, і під скануючою електронною мікроскопією в цих областях немає очевидних білих яскравих ліній. На поверхні руйнування повзучості може спостерігатися колір окислення, а іноді також можна побачити пори повзучості.
3. Повзучість мікроструктури поблизу поверхні руйнування є переважно міжзеренним руйнуванням, тоді як пластичне руйнування є переважно трансгранулярним. У зразках, які зазнали повзучості, можна побачити пори повзучості. Крім того, вуглецева сталь тривалий час зберігається при високих температурах, а карбіди піддаються певній мірі кам'яного помелу.
4, Заходи щодо покращення опору повзучості
1. З точки зору дизайну, важливо правильно підібрати матеріали та визначити розміри деталей, виходячи з характеристик виробу. В останні роки було розроблено багато нових матеріалів, щоб відповідати зростаючим вимогам до температури та навантаження продукту, але даних про продуктивність повзучості, які можна надати розробникам, недостатньо. У цьому випадку, з одного боку, може статися ранній вихід із ладу через високий рівень напруги конструкції. З іншого боку, також можливо, що дизайн занадто консервативний, що призводить до непотрібних витрат. Наприклад, розрахунковий термін служби теплової електростанції зазвичай становить 100 000 годин. У Китаї багато магістральних паропроводів 540 градусів, 10 МПа електростанційних котлів високого тиску послідовно досягли свого проектного ресурсу. Однак, згідно з останніми оцінками ресурсу, можна впевнено продовжити термін служби цих котлів до 200 000 годин.
Загалом, цей режим відмови потребує тривалого часу, що призводить до низької швидкості відповіді. Ефективним заходом є подальше вивчення та визначення на основі випробувань та накопичення властивостей повзучості матеріалу.
2. На виробництві впроваджено суворе управління якістю, щоб уникнути складання виробів із деталей, які не відповідають технічним специфікаціям, що особливо важливо для виробів із більш тривалими циклами відмов. Звичайно, конкретні заходи повинні формуватися на основі аналізу відмов під час обслуговування продукту.
3. Заходи, вжиті під час використання: Перевантаження є поширеною причиною руйнування продуктів повзучістю. Тому строгий контроль умов використання під час використання є надзвичайно важливим заходом для збільшення терміну служби та надійності продукту. Посилення моніторингу стану якості продукції в обслуговуванні та ключових компонентів є ефективним заходом для забезпечення надійності продукції.
