Vijci od nehrđajućeg čelika mogu se dizajnirati tako da ispune specifične zahtjeve aplikacija visokog pritiska ili visokotemperaturne primjene kroz nekoliko ključnih razmatranja dizajna i materijala. Ispod su čimbenici koji utječu na njihov učinak u ovim zahtjevnim okruženjima:
1. Izbor materijala
Otpor visoke temperature: Odaberite stupnjeve od nehrđajućeg čelika s višom temperaturnom otporom, poput stupnja 316 ili stupnja 321, koji sadrže višu razinu molibdena ili titana za bolji otpor topline i oksidacije. Ove ocjene dobro djeluju u primjenama gdje temperature prelaze 500 ° F (260 ° C) i mogu podnijeti toplinsku ekspanziju bez gubitka snage.
Legure otporne na toplinu: Za ekstremne temperature mogu se koristiti posebne legure poput Inconel ili Hastelloy, jer nude vrhunsku otpornost na puzanje, oksidaciju i toplinski umor pod visokim temperaturama.
2. Dizajn niti i geometrija
Raspodjela napona: Kako bi se osiguralo da vijci mogu podnijeti okruženje visokog pritiska, dizajn navoja trebao bi se usredotočiti na jednoliku raspodjelu napona. Korištenje finih niti (za razliku od grubih niti) može pružiti bolju vlačnu čvrstoću i otpornost na uklanjanje u uvjetima visokog pritiska.
Dulji navoji ili navojni umeci: Za primjene koje zahtijevaju visoki kapacitet opterećenja, duže navoje ili uporaba navojnih umetaka mogu vam pomoći da se tlak ravnomjerno rasporedi na površini, smanjujući rizik od kvara.
3. Veličina i čvrstoća vijaka
Vučna čvrstoća: Vijci od nehrđajućeg čelika treba odabrati s dovoljno vlačne čvrstoće za obradu aksijalnih i smičnih sila prisutnih pod visokim tlakom. Nehrđajući čelici veće čvrstoće, poput pH razreda 17-4, mogu biti potrebni za primjene gdje su vijci podložni većem opterećenju ili tlaku.
Promjer i duljina: Promjer i duljina vijaka treba odabrati za rukovanje primijenjenim silama. Za primjene visokog tlaka, veći promjeri mogu osigurati veću površinu kako bi se bolje distribuirala tlak i spriječila neuspjeh. Duljina mora biti dovoljna da se osigura da će vijak sigurno držati komponente pod primijenjenim tlakom.
4. Toplotna obrada
Obrada ili otopina toplinska obrada: vijci od nehrđajućeg čelika koji se koriste u okruženjima s visokim temperaturama trebaju se žaliti ili toplinski tretirati otopinu kako bi se ublažile unutarnja naprezanja i poboljšala njihova duktilnost i otpornost na koroziju. Toplinska obrada također pojačava sposobnost vijaka da odupre deformaciju puzanja i održava svoj oblik pod produljenim visokim temperaturama.
Unaprijed učitavanje: Osiguravanje da se vijak pravilno unaprijed učita tijekom instalacije pomoći će održavanju integriteta u uvjetima visokog tlaka. Kontrolirano moment ili zatezanje osigurava da vijak ostaje pod kontinuiranom silom, sprečavajući labavljenje i curenje u sustavima visokog pritiska.
5. Površinski tretmani
Premazi: okruženje visokog pritiska i visoke temperature često izlažu vijke ekstremnom trošenju i koroziji. Premazi poput keramike ili PTFE (politetrafluoroetilen) mogu poboljšati otpornost na toplinsku biciklizmu i oksidaciju. Ovi premazi pomažu u smanjenju trenja i trošenja, pružajući dodatnu otpornost na koroziju.
Pasivacija: Vijci mogu proći proces pasivacije kako bi se poboljšala otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika, posebno u okruženjima izloženim kiselim ili kloridnim uvjetima. Pasiviranje vijaka osigurava da oksidni sloj na površini ne ima onečišćenja, smanjujući rizik od pucanja korozije stresa pod visokim tlakom.
6. Sustav za vijke i pričvršćivanje
Raspored za vijke: U primjenama visokog tlaka vijci se mogu koristiti u rasporedu s više vijaka (poput prirubnih priključaka). Dizajn bi trebao osigurati čak i opterećenje po cijelom nizu vijaka kako bi se spriječile lokalizirane napone. Često je potrebno više pričvršćivača za ravnomjerno raspoređivanje tlaka i smanjenje rizika od neuspjeha u bilo kojem vijku.
Mehanizmi zaključavanja: okruženje visokog tlaka često zahtijevaju lopte, zapiranje podloške ili ljepila za zaključavanje navoja kako bi se spriječilo da se vijci s vremenom otpuštaju zbog vibracije ili toplinskog ciklusa.
7. Otpornost na stres i umor
Otpornost na umor: vijci od nehrđajućeg čelika u okruženju visokog temperature ili visokotlačnog tlaka često su izloženi cikličkom opterećenju, što može dovesti do neuspjeha umora. Odabir vijaka s pojačanom otporom umora (poput legura veće čvrstoće) ili povećanjem promjera i dubine navoja može pomoći u ublažavanju rizika od pucanja umora.
Puzanje visokog tlaka i temperature: Puzanje se odnosi na sporu deformaciju materijala pod konstantnim naponom tijekom vremena. Vijci u okruženju visokog pritiska, visokotemperaturne okruženja moraju biti dizajnirani s materijalima koji pokazuju nisku stopu puzanja, poput toplinskog liječenog nehrđajućeg čelika ili specijaliziranih legura.
8. Kontrola kvalitete i testiranje
Ispitivanje visokog pritiska: Da bi se osiguralo da vijci ispunjavaju potrebne standarde, trebali bi proći hidraulično ili pneumatsko ispitivanje na razini tlaka koji repliciraju operativne uvjete. Ovi testovi potvrđuju da vijci mogu izdržati brtvljenje otporno na propuštanje i održavati strukturni integritet pod stvarnim tlakom.
Ispitivanje materijala: vijci od nehrđajućeg čelika trebaju biti podvrgnuti testovima poput ispitivanja vlačne čvrstoće, ispitivanja tvrdoće i ispitivanja utjecaja kako bi se provjerile mogu li izvesti i uvjeti visokotlačne i visoke temperature.
