Yüksek basınçlı hidrolik silindirler için dikişsiz çelik borular

Yüksek basınçlı hidrolik silindirler için dikişsiz çelik borular
Yüksek basınçlı hidrolik silindirler, olağanüstü mukavemetli dikişsiz çelik borular gerektirir, dayanıklılık, ve aşırı koşullar altında güvenilir performans sağlamak için basınç direnci. Düzgün yapıları nedeniyle sorunsuz borular kaynaklı borular üzerinde tercih edilir, Kaynak dikişlerinin eksikliği, ve yüksek iç baskılara dayanma konusunda üstün yetenek. Bu yanıt, yaygın olarak kullanılan kesintisiz çelik boru türlerini detaylandırır, Malzeme notları, standartlar, ve mekanik özellikler.
1. Neden Dikişsiz Çelik Borular?
Dikişsiz çelik borular, bir delici çubuktan katı bir kütük ekstrüde ederek üretilir, Kaynaksız içi boş bir tüp oluşturmak. Bu süreç sağlar:
- Tek tip duvar kalınlığı ve mukavemeti.
- Zayıf nokta yok (örneğin, kaynak dikişleri) baskı altında başarısız olabilir.
- Çember stresine karşı gelişmiş direnç, Yüksek basınçlı uygulamalar için kritik.
Çember stresi (S_H) silindirik basınçlı bir kap olarak:
S_H = (P × D) / (2 × t)
Nerede:
- P = İç Basıncı (MPa)
- D = dış çap (mm)
- t = duvar kalınlığı (mm)
Kesintisiz borular, tutarlı malzeme özellikleri nedeniyle daha yüksek σ_h sürdürebilir.
2. Yaygın dikişsiz çelik boru dereceleri
Yüksek basınçlı hidrolik silindirler için birkaç karbon ve alaşım çelik derecesi kullanılır, güce dayalı seçildi, dayanıklılık, ve üretilebilirlik.
Seviye | Standart | Akma Dayanımı (MPa) | Çekme Dayanımı (MPa) | Tipik Uygulama |
---|---|---|---|---|
ST52 (E355) | İTİBAREN 2391, İÇİNDE 10305-1 | 355–520 | 490–630 | Hidrolik silindir varilleri |
SAE 1045 | ASTM A519 | 450–550 | 620–750 | Orta basınçlı silindirler |
SAE 4140 (42CrMo) | ASTM A519 | 650–850 | 850–1000 | Yüksek basınçlı silindirler |
37Mn | Büyük Britanya 18248 | ≥540 | ≥750 | Gaz ve hidrolik silindirler |
34CrMo4 | İÇİNDE 10297-1 | ≥650 | ≥900 | Ultra yüksek basınç sistemleri |
3. Kesintisiz borular için temel standartlar
Bu standartlar boyutsal doğruluğu sağlar, malzeme kalitesi, ve basınç direnci:
- İTİBAREN 2391 / İÇİNDE 10305-1: Hidrolik ve pnömatik sistemler için hassas kesintisiz çelik tüpler, Sıkı toleransları ve pürüzsüz yüzeyleri vurgulamak.
- ASTM A519: Dikişsiz karbon ve alaşımlı çelik mekanik borular, yüksek basınçlı uygulamalara uygun.
- Büyük Britanya 18248: Gaz ve hidrolik silindirler için kesintisiz çelik tüpler, Çin'de yaygın olarak kullanılır.
- JIS G3429: Yüksek basınçlı gaz silindirleri için dikişsiz çelik tüpler, Hidrolik sistemler için geçerli.
4. Mekanik Özellikler ve Seçim Kriterleri
Kesintisiz boru seçimi çalışma basıncına bağlıdır, sıcaklık, ve silindir tasarımı. Anahtar özellikler içerir:
- Akma Dayanımı (S_Y): Basınçla indüklenen maksimum stresi aşmalıdır.
- Çekme Dayanımı: Rüptüre karşı direnç sağlar.
- Uzama: Oluşturma ve yorgunluk direnci için sünekliği gösterir.
- Sertlik: Aşınma direncini etkiler, Özellikle honlanmış yüzeyler için.
Örnek hesaplama: P = ile bir silindir için 35 MPa, D = 100 mm, ve t = 10 mm:
S_H = (35 × 100) / (2 × 10) = 175 MPa
ST52 gibi bir not (S_Y = 355 MPa) yeterli, ~ 2 güvenlik faktörü ile.
5. Belirli boru türleri ve özellikleri
5.1 ST52 (E355)
ST52, yüksek mukavemetli bir karbon çeliğidir, Genellikle soğuk ve pürüzsüz iç yüzeyler için honlanmış. Güç dengesi nedeniyle hidrolik silindir varilleri için idealdir. (S_Y ≥ 355 MPa) ve dayanıklılık.
5.2 SAE 4140 (42CrMo)
Bu alaşım çelik üstün güç sunar (S_Y ≥ 650 MPa) ve sertleştirilebilirlik, Ultra yüksek basınçlı silindirler için uygun hale getirmek (örneğin, 5000–10.000 psi). Gelişmiş performans için genellikle ısıl işlem görür.
5.3 37MN ve 34CRMO4
Bu alaşım çelikler yüksek basınçlı gaz ve hidrolik silindirlerde kullanılır. 34CrMo4, krom ve molibden içeriği ile, Mükemmel yorgunluk direnci sağlar ve aşan basınçları kaldırabilir 50 MPa.
6. Üretim Süreci
Hidrolik silindirler için kesintisiz borular tipik olarak:
- Soğuk: Boyutsal doğruluğu ve yüzey kaplamasını arttırır.
- Honlanmış: Pürüzsüz bir iç yüzey sağlar (RA ≤ 0.4 μm) Piston hareketi ve uzun ömürlü mühürler için.
- Isıya Taşıtlı: Normalleştirme veya söndürme/temperleme mekanik özellikleri geliştirir.
7. Tipik boyutlar
Parametre | Menzil | Birim |
---|---|---|
Dış Çap (İLE İLGİLİ) | 50–300 | mm |
Duvar Kalınlığı (T) | 5–30 | mm |
Uzunluk | 3–12 | M |
8. Pratik düşünceler
Basınç Değeri: Borular baskılara dayanmalıdır 2000 psi (13.8 MPa) aşırı 10,000 psi (69 MPa), uygulamaya bağlı olarak.
Korozyon: Karbon çeliği ıslak ortamlarda kaplama veya inhibitör gerektirir; paslanmaz çelik (örneğin, 304/316) aşındırıcı sıvılar için bir alternatiftir.
Tükenmişlik: Döngüsel yükleme yüksek yorgunluk direnci gerektirir, Alaşımlı çelikleri tercih etmek 4140 veya 34crmo4.