Paslanmaz çelik cıvatalar, çeşitli temel tasarım ve malzeme hususları yoluyla yüksek basınç veya yüksek sıcaklık uygulamalarının özel gereksinimlerini karşılamak için tasarlanabilir. Bu zorlu ortamlardaki performanslarını etkileyen faktörler aşağıdadır:
1. Malzeme seçimi
Yüksek sıcaklık direnci: Isı ve oksidasyona karşı daha iyi direnç için daha yüksek molibden veya titanyum seviyeleri içeren derece 316 veya derece 321 gibi daha yüksek sıcaklık direncine sahip paslanmaz çelik kalitelerini seçin. Bu dereceler, sıcaklıkların 260 ° C'yi (260 ° C) aştığı ve güç kaybetmeden termal genleşmeye dayanabileceği uygulamalarda iyi performans gösterir.
Isıya Dayanıklı Alaşımlar: Aşırı sıcaklıklar için, yüksek sıcaklıklar altında sürünme, oksidasyon ve termal yorgunluğa karşı üstün direnç sundukları için Inconel veya Hastelloy gibi özel alaşımlar kullanılabilir.
2. İplik tasarımı ve geometrisi
Stres dağılımı: Cıvataların yüksek basınçlı ortamları işleyebilmesini sağlamak için, iplik tasarımı düzgün stres dağılımına odaklanmalıdır. İnce ipliklerin kullanılması (kaba ipliklerin aksine) daha iyi gerilme mukavemeti ve yüksek basınçlı koşullar altında sıyırmaya karşı direnç sağlayabilir.
Daha uzun iplikler veya dişli ekler: Yüksek yük taşıma kapasitesi, daha uzun dişler veya dişli uçların kullanımı gerektiren uygulamalar için basıncı yüzey boyunca daha eşit bir şekilde dağıtmaya yardımcı olarak başarısızlık riskini azaltır.
3. Cıvata boyutu ve mukavemeti
Gerilme mukavemeti: Paslanmaz çelik cıvatalar Yüksek basınç altında bulunan hem eksenel hem de kesme kuvvetlerini işlemek için yeterli gerilme mukavemeti ile seçilmelidir. Cıvataların daha yüksek yüklere veya basınca maruz kaldığı uygulamalar için 17-4 pH gibi daha yüksek güçlü paslanmaz çelikler gerekebilir.
Çap ve Uzunluk: Uygulanan kuvvetleri işlemek için cıvataların çapı ve uzunluğu seçilmelidir. Yüksek basınçlı uygulamalar için, daha büyük çaplar basıncı daha iyi dağıtmak ve başarısızlığı önlemek için daha fazla yüzey alanı sağlayabilir. Cıvatanın bileşenleri uygulanan basınç altında güvenli bir şekilde tutmasını sağlamak için uzunluk yeterli olmalıdır.
4. Isı işlemi
Tavanma veya Çözelti Isı Tedavisi: Yüksek sıcaklıklı ortamlarda kullanılan paslanmaz çelik cıvatalar, iç gerilmeleri hafifletmek ve süneklik ve korozyon direnclerini iyileştirmek için tavlamalı veya çözelti ısı ile muamele edilmelidir. Isıl işlem ayrıca cıvatanın sürünme deformasyonuna direnme ve uzun süreli yüksek sıcaklıklar altında şeklini koruma yeteneğini arttırır.
Ön yükleme: Kurulum sırasında cıvatanın uygun şekilde önceden yüklenmesini sağlamak, yüksek basınç koşulları altında bütünlüğünün korunmasına yardımcı olacaktır. Kontrollü tork veya germe, cıvatanın sürekli bir kuvvet altında kalmasını sağlar ve yüksek basınçlı sistemlerde gevşemeyi ve sızıntıyı önler.
5. Yüzey tedavileri
Kaplamalar: Yüksek basınç ve yüksek sıcaklık ortamları genellikle cıvataları aşırı aşınma ve korozyona maruz bırakır. Seramik veya PTFE (politetrafloroetilen) gibi kaplamalar termal döngü ve oksidasyona karşı direnci geliştirebilir. Bu kaplamalar, ek korozyon direnci sağlarken sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmaya yardımcı olur.
Pasivasyon: Cıvatalar, özellikle asidik veya klorür açısından zengin koşullara maruz kalan ortamlarda paslanmaz çeliğin korozyon direncini arttırmak için pasivasyon işlemine tabi tutulabilir. Cıvatanın pasifine edilmesi, yüzeydeki oksit tabakasının kirletici maddeler içermediğini ve yüksek basınç altında stres korozyonunun çatlama riskini azaltır.
6. cıvatalama sistemi ve sabitleme
Cevap Düzenlemesi: Yüksek basınçlı uygulamalarda cıvatalar çoklu cıvata düzenlemelerinde (flanşlı bağlantılar gibi) kullanılabilir. Tasarım, lokal stresleri önlemek için tüm cıvata setine bile yüklenmesini sağlamalıdır. Basıncı eşit olarak dağıtmak ve herhangi bir cıvatada başarısızlık riskini azaltmak için genellikle çoklu bağlantı elemanlarına ihtiyaç vardır.
Kilitleme Mekanizmaları: Yüksek basınçlı ortamlar, cıvataların titreşim veya termal döngü nedeniyle zamanla gevşemesini önlemek için genellikle kilitleme, kilitleme pulları veya iplik kilitleme yapıştırıcıları gerektirir.
7. Stres ve yorgunluk direnci
Yorgunluk direnci: Yüksek sıcaklık veya yüksek basınçlı ortamlarda paslanmaz çelik cıvatalar genellikle siklik yüklemeye maruz kalır, bu da yorulma başarısızlığına yol açabilir. Gelişmiş yorgunluk direnci (daha yüksek mukavemetli alaşımlar gibi) veya çap ve iplik derinliğini arttırmak, yorgunluk çatlaması riskini azaltmaya yardımcı olabilir.
Yüksek basınç ve sıcaklık sürünme: Sürünme, zaman içinde sabit stres altında bir malzemenin yavaş deformasyonunu ifade eder. Yüksek basınçlı, yüksek sıcaklık ortamlarındaki cıvatalar, ısıl işlem gören paslanmaz çelik veya özel alaşımlar gibi düşük sürünme oranları sergileyen malzemelerle tasarlanmalıdır.
8. Kalite kontrolü ve testleri
Yüksek basınçlı test: Cıvataların gerekli standartları karşılamasını sağlamak için, operasyonel koşulları çoğaltan basınç seviyelerinde hidrolik veya pnömatik testler yapmalıdır. Bu testler, cıvataların sızdırmaz sızdırmazlıklara dayanabileceğini ve gerçek dünya basıncı altında yapısal bütünlüğü koruyabileceğini doğrular.
Malzeme Testi: Paslanmaz çelik cıvatalar, hem yüksek basınçlı hem de yüksek sıcaklık koşulları altında performans gösterebildiklerini doğrulamak için gerilme mukavemeti testi, sertlik testi ve darbe testi gibi testlere tabi tutulmalıdır.
