抛块砖,都来说说螺钉的高温防松
在其他群有人问了个问题:在900摄氏度情况下螺钉的防松怎么处理。
初始用的304失效了,说是打算换成316 加上316弹簧垫片
有人讲:310S,或者319兴许可以。晶相相对稳定。一般金属到850C都是退火温度了,重结晶
也有人讲:这么高的温度 为啥别人天天讨论膨胀系统 你们就抓着螺丝不放呢,认为不是螺丝的问题,主要考虑膨胀与热应力
还有人讲:螺栓其实就是起到个固定作用,提供个剪切力矩。中间加个隔热垫,隔热套筒,温度不就下来了
燃气轮机叶片材料,已经很耐高温了,但是如果直接高温下也很快就挂了。人家不也是通过叶片内的冷却系统做到降温的
讨论看起来很热闹,群里好像也没有讨论清楚,材料问题是肯定的,具体还有什么措施实现防松。
首先,分清一点,螺钉和螺栓紧固形式上的区别。一般来说,螺栓以螺母配对,以夹心饼干的四层形式出现。被紧固位置或直接或间接接触。螺钉则多以三明治形式或者紧定形式出现,可以近似理解为一个螺栓连接只夹了一块板,或者透过一块板顶另一块板。连接紧固形式上的区别决定了最终失效时的表象和产生原因的不同。这个条件要讲清楚,否则分析起来就没有头绪。
其次,热模型问题的分析,第一个步骤就是构建热模,画等温线,找到那个热变趋势,找到导热流道,分清哪里是热源,哪里是散热点。没有这个工作,那后面就都是猜的,没有依据了。
然后,一般的说,连接紧固的接触部分,热导率低于原金属材料本身,空气间隔的部分低于接触部分。由此,一般的说,螺杆本身受热影响的伸长量相较热源(如果在紧固基体上)要小一些,在螺纹塑性变形失效前,紧固本身不应失效。螺纹处的热影响存在,但是由于螺旋形式的复合接触方式,螺纹处本身的热变性失效几率较低。这是对于螺栓而言。对于紧定形式的螺钉而言,主要考虑热影响中螺钉同紧定件的脱离性。而这个脱离性主要取决于紧定基体和被紧定体的热变形。
此外,源于材料本身的温度失效,是针对永久变形、断裂的失效形式考量的主要因素之一。比如高温的蠕变性,相变的强度变化等等。
接着,是楼上寂静大侠(应该是天花板大侠吧)提到的部分,由于热影响形成的连接体变形不均,会诱发螺钉或螺栓连接由二力状态变为带弯距的复合状态,从而额外的疲劳源,诱发失效。这个必须要根据热模型详细判断。
还有,静热模型和交变热模型不同,影响也不同。脉冲交变和弦波交变的影响也不同。这个都要根据你的实际情况逐步的去分析判断。
先说这些吧。一些个人经验,供参考。 具体问题竟然妄图广普分析。;P:Q
本帖最后由 icegoods 于 2017-3-23 20:26 编辑
找了本 《火力发电厂高温金属运行 》,这书和我年纪一样大,这年头资料真不缺,随便一搜一大堆资料!带着问题从高温合金视角开始,一目十行瞄了瞄,博大精深,一看目录就觉得材料学太浅了,人家几十年前的东西够啃几个月的了。 本帖最后由 icegoods 于 2017-3-23 21:38 编辑
《DL_T 439-2006 火力发电厂高温紧固件技术导则》
也是可以看看的资料 900度和100度时,304的线膨胀系数就不一样。不说螺牙变形,就说被固定件吧,从常温升到900度,其自身形状就发生变化。
举个栗子;P,图中固定条,常温状态台阶孔
900度状态台阶孔
明显隆起,这变形是夸大的,但显而易见,热变形会别住螺钉。如果再算上螺杆高温蠕变
超_超_临界汽轮机汽缸紧固螺栓高温蠕变断裂研究
http://wenku.baidu.com/view/dd6c680e52ea551810a68777.html
转子联接螺栓的蠕变及蠕变寿命分析
http://wenku.baidu.com/view/3c869b27bcd126fff7050b0b
紧固件选用之火电用高温螺栓的寿命
http://www.shanghaidite.com/detail.asp?id=287
高温下,材料的抗蠕变性能也会影响螺栓锁紧力能否长时间保持一致,弹性变形慢慢会变成塑形变形? 本帖最后由 icegoods 于 2017-3-23 23:40 编辑
《金属材料的高温强度理论·设计》这书又是一扇窗,瞄了几眼,静不下心看,光顾着找900度的玩意了 本帖最后由 icegoods 于 2017-3-24 10:12 编辑
zerowing 发表于 2017-3-24 00:27
首先,分清一点,螺钉和螺栓紧固形式上的区别。一般来说,螺栓以螺母配对,以夹心饼干的四层形式出现。被紧 ...
问题本主提了个问题,虽然提得比较空泛,但是引入了900度,问题就大了,一开始看他们讨论的结论不是很满意,至少不能说服我,我呢也是顺着900度的问题看点资料学习下。提出问题的人觉得可以凑合那就凑合呗,我预计做的东西也不是什么高附加值的玩意,但是不影响我个人深入问题,我把这个问题可以自己展开思考,就这么个出发点。
我向对方要了下面这个图,M6螺钉,底下热源900度,顶上15mm的板子实测温度600度 看到一本书讲螺纹联接讲得比较清楚,鬼子70年写的书,基本上都讲到了,啃完估计不会再问螺纹连接的一般性问题。《螺纹联接的理论与计算》 ,微盘一搜就能找到
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