Устойчивость метизов к экстремальным условиям

21.07.2024   116

Часто метизы подвержены экстремальным условиям эксплуатации, что потребует предварительной подготовки к таковым. Ведь надежное сцепление элементов играет важную роль в целостности всей конструкции. Метиз должен быть жаростойким и не подвержен воздействию агрессивных сред при экстремальных температурах. Что нужно учитывать?

Факторы взаимодействия

В промышленных и окружающих средах крепежные элементы часто подвергаются воздействию экстремально высоких температур. Это является настоящим вызовом для сохранения их работоспособности. Причина возникновения таковых - проявление тепловых процессов, эксплуатация техники с перезагрузкой, использование высокотемпературного оборудования, специфические условия эксплуатации (касается печей, теплообменников, котлов, двигателей). Экстремальные показатели от 500 градусов по Цельсию. Такие параметры могут быть стабильными либо изменчивыми. Плюс метиз может быть подвергнут высокому давлению, амплитудами и различным термическим циклам. Задача производители подобных крепежных элементов - это нанести на основание антикоррозийное покрытие, способное выдерживать подобные нагрузки.

Дополнительно могут внести деструктивный характер:

• Химические факторы. Это могут быть пары, агрессивные газы, жидкости, которые в больше или меньше мере воздействует на крепежные элементы, приводят к коррозии и окислению. А также могут усугубить воздействие экстремальных температур, привести к неконтролируемым реакциям, повлиять на стойкость крепежа;
• Низкие температуры. При воздействии отрицательных температурных показателей металл становится ломким. Даже при незначительных механических воздействиях есть риск растрескивания и нарушения целостности всей системы. При добавлении специальных компонентов к крепежным элементам этот фактор можно нейтрализовать;
• Термические циклы. Это нестабильное воздействие температур и их амплитуды на поверхность металла метиза. Быстрое изменение параметров может ослабить прочность креплений и сделать более расшатанной всю конструкцию. Выход – это выбор жаростойких элементов вроде болтов, винтов, гаек, гвоздей, заклепок, анкеров и прочего;
• Динамические нагрузки. В отличие от статических их значения постоянно меняется. И ситуация может быть усугублена тем, что поверхность крепежного элемента подвергается одновременно химическим агрессивным фактором, повышенным температурам. В этом случае гвоздь или болт должен иметь повышенную устойчивость ко всем неблагоприятным факторам.

Правила разумного выбора

Ошибиться в выборе жаростойкого крепежа нельзя. В противном случае есть риски для расшатывания всей конструкции. Нужно подбирать материалы, которые в состоянии выдерживать не только экстремально высокие температуры, но и агрессивные среды. Зачастую это сплавы из преобладающим содержанием:

• Никеля. Они обладают высокой устойчивостью к механическим повреждениям, окислению, коррозии при эксплуатации в условиях экстремально высоких температур, их амплитуды. Благодаря этому получили широкое применение в промышленности, используется для оборудования производственных печей, котлов, радиаторов и прочего теплогенерирующего оборудования;
• Хрома. Сплав из стали и хрома серии 25CrMo имеет универсальную устойчивость к окислению и потере прочности при экстремально высоких температурах. Соответственно нашли свое применение в промышленной среде;
• Молибдена. Отличной термической устойчивостью обладают сплавы, включающие молибден, титан, цирконий. Они прекрасно справляются не только с высокими температурами, но их колебаниями. Часто используются в производственном цикле;
• Композиты из керамики. Для жаростойкого крепежа, который планируется использовать в агрессивных средах, могут применяться некоторые керамические материалы. Это оксиды алюминия, карбида кремния. По своей химической формуле они жаропрочны, невосприимчивы к агрессивным проявлениям;
• Термостойкие покрытия. Это композитные жаростойкие материалы с металлическим или керамическим покрытием, которые имеют повышенную устойчивость к коррозии и окислению, невосприимчивы к высоким температурам;
• Комбинированные материалы. По большей части являются новаторскими. Позволяют добиться оптимальных характеристик прочности, устойчивости к механическим повреждениям и динамическим нагрузкам в процессе эксплуатации под высоким температурным воздействием.

Сфера применения

Выполненные из жаропрочных составов метизы широко применяются в различных отраслях народного хозяйства. Для примера:

• Болты используются для крепления рабочих элементов оборудования, при монтаже трубопроводов, которые эксплуатируются при экстремально высоких температурах. При этом они должны обеспечивать устойчивость сцепления и невосприимчивость к механическим нагрузкам;
• Гайки. Идут в комплекте с болтами и должны обеспечивать надежное крепление при условиях применение в температурах выше 500 градусов по Цельсию;
• Шпильки. Такой метиз используется для соединения 2 элементов. Обычные варианты из металла не подойдут, так как не в состоянии обеспечить повышенную жаростойкость. Используются специальные сплавы;
• Заклепки. Производятся из сплавов, которые в состоянии обеспечить высокие жаростойкие свойства при эксплуатации условиях высоких температур и воздействия механических, динамических, вибрационных нагрузок;
• Пластины. При воздействии на них высоких температур или термических циклов они должны сохранять прочность, устойчивость к деформации;
• Перемычке. Под воздействием тепла (свыше 500 градусов) такая деталь должна сохранять подвижность, точность геометрии, быть безотказной при выполнении своих функций;
• Фланцы. Их используют в качестве соединительных элементов для трубопроводов, необходимых для обеспечения и герметичности. При воздействии высоких температур извне или транспортировки горячих жидкостей, паров данный соединительный компонент должен обеспечивать безотказную работу;
• Скобы/зажимы применяются для долговечности, надежности конструкций. Поэтому должны обладать повышенной устойчивостью к воздействию экстремальных условий.

Предварительная оценка условий эксплуатации, устойчивости использованных крепежных элементов - факторы разумного выбора.