Vilka är de mekaniska egenskaperna hos oljerörskruvar under hög temperatur och högtrycksförhållanden?

Under höga temperatur- och högtrycksförhållanden, de mekaniska egenskaperna hos oljerörskruvar är en nyckelfaktor för att säkerställa säkerheten och tillförlitligheten för rörledningsanslutningar. I denna miljö måste skruvarna tåla extrema arbetsförhållanden, inklusive utmaningar som hög stress, termisk expansion, korrosion och krypning. Följande är en detaljerad analys av de mekaniska egenskaperna hos oljerörskruvar under hög temperatur och högtrycksförhållanden:

1. Effekterna av materialval på mekaniska egenskaper
Högstyrka legeringsstål:
Under höga temperatur- och högtrycksförhållanden väljs vanligtvis höghållfast legeringsstål (såsom 42CRMO, AISI 4140 eller AISI 8740) som skruvmaterial. Dessa material har hög draghållfasthet och avkastningsstyrka och kan motstå plastisk deformation under högt tryck.
Rostfritt stål:
Om det finns ett frätande medium i miljön (såsom vätesulfid, koldioxid eller saltvatten), kan rostfritt stål med bättre korrosionsbeständighet (såsom 316L, duplex rostfritt stål eller super duplex rostfritt stål) väljas. Även om styrkan hos rostfritt stål kan vara lägre än för vissa legeringsstål, gör dess korrosionsbeständighet och hög temperaturstabilitet det till ett idealiskt val.
Superlegeringar:
Under extremt höga temperaturer (över 500 ° C) och högtrycksförhållanden kan nickelbaserade eller koboltbaserade superlegeringar (såsom Inconel 718, Hastelloy C-276) användas. Dessa material har utmärkt högtemperaturstyrka, oxidationsmotstånd och krypmotstånd.
2. Effekt av hög temperatur på mekaniska egenskaper
Minskning av draghållfasthet och avkastningsstyrka:

Med ökande temperatur kommer draghållfastheten och avkastningsstyrkan hos metallmaterial att minska avsevärt. Till exempel, över 400 ° C, kan styrkan hos vanligt kolstål minska med 30%-50%. Därför måste lämpligt material väljas enligt den faktiska arbetstemperaturen.
Krypfenomen:
Vid höga temperaturer kommer metallmaterial att genomgå krypfenomen, det vill säga plastisk deformation förekommer gradvis under konstant stress. För att undvika anslutningsfel orsakat av krypning bör material med god krypmotstånd väljas, och skruvarnas arbetsspänning bör styras inom det tillåtna intervallet.
Termisk expansionskoefficient:
Skillnaden i värmeutvidgningskoefficienter för olika material kan leda till att passformen och oljelöret är löst eller för hårt. Därför måste termisk expansionsmatchning beaktas under design för att undvika läckage eller skador orsakade av termisk stress.
3. Effekt av högt tryck på mekaniska egenskaper
Komprimeringsresistens:
Under högtrycksförhållanden måste skruvarna tåla enorm axiell stress. Om skruvens draghållfasthet är otillräcklig kan det orsaka trådfraktur eller anslutningsfel. Därför måste minsta skruvstorlek och styrka som krävs beräknas enligt arbetstrycket.
Trötthetsprestanda:
Under högt tryck och vibrationsmiljö kan skruvar utsättas för periodisk stress, vilket kan orsaka trötthetsfraktur. För att förbättra trötthetsmotståndet kan skruvar som har släckts och härdat eller stärkas ytan.
Tätningsprestanda:
Under högtrycksförhållanden är skruvarnas tätningsprestanda avgörande. Trådade anslutningar kan orsaka spårläckage på grund av högt tryck, så det är nödvändigt att kombinera tätningsringar, råband eller andra tätningsmetoder för att förbättra tätningseffekten.
4. Vanliga problem och lösningar
Lösa skruvar:
Under höga temperatur- och högtrycksförhållanden kan skruvar gradvis lossa på grund av värmeväxt och vibrationer. För att lösa detta problem kan följande åtgärder vidtas:
Använd anti-losskande nötter eller låsbrickor;
Applicera trådlåsande lim (t.ex. loctite);
Öka förbelastningen, men var försiktig så att du inte överskrider skruvens utbytesstyrka.
Trådslitage:
Under dynamiska belastningar med högt tryck kan trådar bära på grund av friktion. Servicelivet kan förlängas med:
Ythärdning av trådarna (såsom nitriding eller kromplätering);
Använda material med högre slitstyrka;
Inspekterar och ersätter regelbundet allvarligt slitna skruvar.
Stresskorrosionsprickor:
I miljöer med hög temperatur, högt tryck och frätande media kan skruvar drabbas av stresskorrosion. Lösningar inkluderar:
Val av korrosionsbeständiga material;
Minskar skruvarnas arbetsspänning;
Applicera antikorrosionsbeläggning på skruvarna.

För att säkerställa skruvarnas tillförlitlighet och säkerhet bör dessa faktorer betraktas som omfattande och designen bör optimeras genom rigorös testning och verifiering. Det slutliga valet bör baseras på det specifika applikationsscenariot för att säkerställa att skruvarna kan uppfylla prestandakraven under hela deras livslängd.