Skrutky z nehrdzavejúcej ocele môžu byť navrhnuté tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám vysokotlakových alebo vysokoteplotných aplikácií prostredníctvom niekoľkých kľúčových návrhu a materiálových úvah. Nižšie sú uvedené faktory, ktoré ovplyvňujú ich výkon v týchto náročných prostrediach:
1. Výber materiálu
Vysokoteplotná odolnosť: Vyberte stupne z nehrdzavejúcej ocele s vyšším odporom teploty, ako je stupeň 316 alebo stupeň 321, ktoré obsahujú vyššie hladiny molybdénu alebo titánu pre lepšiu odolnosť proti tepla a oxidácii. Tieto stupne fungujú dobre v aplikáciách, kde teploty presahujú 260 ° C a vydrží tepelnú expanziu bez straty pevnosti.
Zliatiny odolné voči teplu: Pri extrémnych teplotách sa môžu použiť špeciálne zliatiny, ako sú Inconel alebo Hastelloy, pretože ponúkajú vynikajúcu odolnosť proti tečúcej, oxidácii a tepelnej únave pri vysokých teplotách.
2. Návrh a geometria vlákna
Distribúcia napätia: Na zabezpečenie toho, aby skrutky zvládli vysokotlakové prostredia, by sa dizajn vlákna mal zamerať na rovnomerné rozdelenie napätia. Použitie jemných vlákien (na rozdiel od hrubých vlákien) môže zabezpečiť lepšiu pevnosť v ťahu a odolnosť proti striptizácii za vysokoktlakových podmienok.
Dlhšie závity alebo závitové vložky: Pre aplikácie vyžadujúce vysokú kapacitu zaťaženia, dlhšie závity alebo použitie závitových vložiek môžu pomôcť rovnomernejšie rozdeliť tlak na povrch, čím sa zníži riziko zlyhania.
3. Veľkosť a pevnosť skrutky
Sila v ťahu: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele Malo by sa zvoliť s dostatočnou pevnosťou v ťahu na zvládnutie axiálnych aj šmykových síl prítomných pod vysokým tlakom. Pre aplikácie, v ktorých sú skrutky vystavené vyššiemu zaťaženiu alebo tlaku, môžu byť potrebné nehrdzavejúce ocele s vyššou pevnosťou, napríklad pH stupňa 17-4.
Priemer a dĺžka: Priemer a dĺžka skrutiek by sa mali zvoliť na manipuláciu s aplikovanými silami. V prípade vysokotlakových aplikácií môže väčšie priemery poskytnúť väčšiu plochu povrchu na lepší distribučný tlak a zabrániť zlyhaniu. Dĺžka musí byť dostatočná na zabezpečenie toho, aby skrutka bezpečne dala komponenty pod aplikovaným tlakom.
4. Tepelné spracovanie
Žíha alebo tepelné ošetrenie roztoku: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele používané vo vysokoteplotných prostrediach by sa mali žíhať alebo sa tepelne ošetrenie roztoku, aby sa zmiernili vnútorné napätia a zlepšili ich ťažnosť a odolnosť proti korózii. Tepelné spracovanie tiež zvyšuje schopnosť skrutky odolávať deformácii tečenia a udržiavať jej tvar pri predĺžených vysokých teplotách.
Predbežné načítanie: Zabezpečenie správneho predpätia skrutky počas inštalácie pomôže udržať jeho integritu za vysokých tlakových podmienok. Riadený krútiaci moment alebo napínanie zaisťuje, že skrutka zostáva pod kontinuálnou silou, čím zabráni uvoľneniu a úniku vo vysokotlakových systémoch.
5. Povrchové úpravy
Povlaky: Vysokotlakové a vysokoteplotné prostredie často vystavujú skrutky extrémne opotrebeniu a korózii. Povlaky, ako je keramika alebo PTFE (polytetrafluóretylén), môžu zlepšiť rezistenciu na tepelnú cyklovanie a oxidáciu. Tieto povlaky pomáhajú znižovať trenie a opotrebenie a zároveň poskytujú ďalšiu odolnosť proti korózii.
Pasivácia: Skrutky môžu podstúpiť proces pasivácie, aby sa zvýšila odolnosť nehrdzavejúcej ocele, najmä v prostrediach vystavených kyslým alebo chloridovým podmienkam. Pasivácia skrutky zaisťuje, že oxidová vrstva na povrchu je bez kontaminantov, čím sa znižuje riziko prasknutia korózie napätia pod vysokým tlakom.
6. Skrutkový systém a upevnenie
Usporiadanie skrutiek: V vysokotlakových aplikáciách sa skrutky môžu použiť v usporiadaní viacerých skrutiek (napríklad prírubové pripojenia). Dizajn by mal zabezpečiť rovnomerné načítanie cez celú sadu skrutiek, aby sa zabránilo lokalizovaným napätiam. Na rovnomerné rozdelenie tlaku a zníženie rizika zlyhania v ktorejkoľvek skrutke je často potrebných viac upevňovacích prvkov.
Blokovacie mechanizmy: Vysokotlakové prostredie často vyžadujú blokovanie, uzamykacie podložky alebo lepidlá lopty, aby sa zabránilo uvoľneniu skrutiek v priebehu času v dôsledku vibrácií alebo tepelnej cyklovania.
7. Odolnosť v strese a únave
Odolnosť v únave: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele vo vysokoteplotných alebo vysokotlakových prostrediach sú často vystavené cyklickému zaťaženiu, čo môže viesť k zlyhaniu únavy. Výber skrutiek so zvýšenou rezistenciou na únavu (napríklad zliatiny s vyššou pevnosťou) alebo zvýšenie hĺbky priemeru a hĺbky nite môže pomôcť zmierniť riziko praskania únavy.
Vysoký tlak a teplota sa tečú: Creep sa v priebehu času vzťahuje na pomalú deformáciu materiálu pri neustálom napätí. Skrutky vo vysokotlakových a vysokoteplotných prostrediach musia byť navrhnuté z materiálov, ktoré vykazujú nízke rýchlosti tečenia, ako je napríklad tepelne ošetrená nehrdzavejúca oceľ alebo špecializované zliatiny.
8. Kontrola kvality a testovanie
Vysokotlakové testovanie: Aby sa zabezpečilo, že skrutky spĺňajú požadované normy, mali by podstúpiť hydraulické alebo pneumatické testovanie pri úrovniach tlaku, ktoré replikujú prevádzkové podmienky. Tieto testy potvrdzujú, že skrutky vydržia tesnenie odolné voči úniku a udržiavajú štrukturálnu integritu pod tlakom v reálnom svete.
Testovanie materiálu: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele by sa mali podrobiť testom, ako je testovanie pevnosti v ťahu, testovanie tvrdosti a testovanie nárazu, aby sa overilo, či môžu vykonávať vysokoklané aj vysoko teplotné podmienky.
