Оборудование работает в суровой среде с большой разницей температуры между днем и ночью или при условии большой разницы температуры до и после запуска;и затягивающие характеристики болтов и отверстий для винтов будут значительно затронуты из-за теплового расширения и холодного сокращенияОсобенно для сценария применения тонкостенного винтового отверстия, разница в коэффициенте теплового расширения материала напрямую определяет изменение силы крепления.Эта статья начнётся с влияния разницы температуры на силу затягивания болта и отверстия винта, проанализировать механизм разницы теплового расширения и предложить конструкцию и выбор материала для адаптации к температурной разнице.

1Механизм влияния разницы температуры на болты и отверстия для винтов

В условиях температурной разницы коэффициент теплового расширения каждого компонента оборудования отличается,и болты и винтовые отверстия будут производить дополнительное напряжение из-за несоответствия степени расширения или сжатияОсновные механизмы описаны следующим образом:

1.1 Изменение напряжения, вызванное разницей в тепловом расширении

Разница в коэффициенте теплового расширения материала Разница в коэффициенте теплового расширения различных материалов может привести к относительному смещению между болтами и отверстиями для винтов,который вызывает изменение или ослабление силы напряжения.

При большой температурной разнице между днем и ночью скорость нагрева или охлаждения оборудования не является постоянной,которая может привести к неравномерному распределению напряжения в отверстии винта и повлиять на стабильность силы крепления.

1.2 Концентрация теплового напряжения

Перед и после запуска оборудования тепловое напряжение сосредоточено в местных зонах из-за резкого изменения температурной разницы.который особенно неблагоприятен для соединительной затяжной силы болтов и отверстий для винтов:

Корень нити является областью концентрации напряжения, и высокая температура расширения может вызвать микротрещины расширения материала.

В тонкостенных отверстиях винтов больше шансов потерять плотность координации нити из-за местной деформации, вызванной температурной разницей.

2Специфическое воздействие разницы температуры на силу затягивания

2.1 Увеличение или уменьшение затяжной силы

Когда болт расширяется быстрее, чем отверстие винта, сила сцепления увеличивается, что может привести к ползучести болта или местной производительности материала.

Когда скорость сокращения болта быстрее, чем отверстие винта, сила закрепления уменьшается, и может возникнуть ослабление или сбой соединения.

2.2 Влияние тепловой усталости и циклической нагрузки

Повторяющиеся температурные циклы могут вызвать феномен тепловой усталости и повлиять на срок службы крепежных элементов:

Начальный тепловой цикл поверхности материала усиливает развитие микро трещин в контактной поверхности нити.

Изменения силы развязки, сопровождаемые небольшим скольжением, могут привести к саморазвязыванию болта.

3Предложения по проектированию и выбору материала для температурной разницы

3.1 Выбор подходящих материалов

В среде высокого теплового расширения, соответствующего материалу с большой температурной разницей,должны быть выбраны болты с коэффициентом теплового расширения, близким к материалу отверстия винтаНапример:

Комбинация стали и стали (например, 35 CrMo стальной болт и Q235 винтовые отверстия)

Титановые болты используются для легкого оборудования

Материалы с высокой и низкой температурной стойкостью, с высокой теплостойкостью и низкой температурной прочностью, такие как высокий никелевый сплав (Inconel 718) или мартенситовая нержавеющая сталь (17-4 PH).

3.2 Оптимизировать конструкцию отверстий и болтов

Круглый угол корня нити оптимизирован для увеличения круглого радиуса угла корня нити, снижения концентрации напряжения и улучшения устойчивости к тепловой усталости.

Толщина стенки должна соответствовать требованиям стабильности конструкции в процессе теплового расширения, чтобы избежать отказа отверстия винта из-за слишком тонкого.

3.3 Точное управление силой натяжения

Критически важный для проектирования и контроля давления в условиях температурной разницы:

Использовать инструмент управления крутящим моментом с стабильной производительностью при динамической нагрузке.

Конструкция претензии оптимизирована для совместимости с изменениями нагрузки, вызванными экстремальными температурными различиями.

Нельзя игнорировать влияние температурной разницы на силу сцепления болтов и отверстий.оптимизированный дизайн и процесс обработки поверхностиВ сочетании с передовой технологией мониторинга термической усталости,риск отказа при соединении болтов может быть эффективно предсказан, чтобы гарантировать долгосрочную стабильную работу оборудования.