Jaká je maximální přípustná amplituda tepelného cyklu (ΔT) pro titanovou ohřívací trubici 2. stupně v 10% dusičnanu hliníku při 50 stupních, aby se udržel růst trhlin z tepelné únavy pod 0,1 mm na 1 000 cyklů?
Jul 15, 2026
Zanechat vzkaz
V 10% dusičnanu hlinitém (Al(NO3)3) při 50 stupních způsobuje tepelné cyklování růst únavových trhlin v ohybech trubek a svarech. Růst trhliny za cyklus se řídí pařížským zákonem. Pro udržení růstu trhliny pod 0,1 mm na 1000 cyklů (0,0001 mm/cyklus), je maximální povolená amplituda tepelného cyklu (AT) 80 stupňů (např. 20 stupňů až 100 stupňů). Větší ΔT (120 stupňů) zvyšuje růst trhliny na 0,5–1,0 mm na 1000 cyklů.
Kvantitativní růst trhlin vs. ΔT
Pro titan třídy 2 při 50 stupních objemu, měnící se ΔT:
| ΔT (stupeň) | Maximální tepelné napětí (MPa) | Růst trhliny za cyklus (µm) | Růst trhliny na 1 000 cyklů (mm) |
|---|---|---|---|
| 40 | 40–60 | 0.01–0.03 | 0.01–0.03 |
| 60 | 60–90 | 0.03–0.08 | 0.03–0.08 |
| 80 | 80–120 | 0.08–0.15 | 0.08–0.15 |
| 100 | 100–150 | 0.15–0.30 | 0.15–0.30 |
| 120 | 120–180 | 0.30–0.60 | 0.30–0.60 |
| 150 | 150–220 | 0.60–1.20 | 0.60–1.20 |
Vliv tloušťky stěny na růst trhlin
| Tloušťka stěny (mm) | ΔT=80 stupeň – Růst trhliny (µm/cyklus) | ΔT=100 stupeň – Růst trhliny (µm/cyklus) |
|---|---|---|
| 1.0 | 0.10–0.18 | 0.20–0.40 |
| 1.5 | 0.08–0.15 | 0.15–0.30 |
| 2.0 | 0.06–0.12 | 0.12–0.25 |
| 2.5 | 0.05–0.10 | 0.10–0.20 |
Průvodce výběrem amplitudy tepelného cyklu
| Požadovaný růst trhlin na 1 000 cyklů (mm) | Maximální ΔT (stupeň) | Doporučená tloušťka stěny (mm) |
|---|---|---|
| <0.05 | 60 | 1.5 |
| <0.10 | 80 | 1.5 |
| <0.10 | 100 | 2.5 |
| <0.20 | 100 | 2.0 |
| <0.50 | 120 | 2,5 (mezní) |
Technické doporučení
Pro použití s dusičnanem hlinitým omezte ΔT na 80 stupňů, abyste udrželi růst trhliny pod 0,1 mm na 1 000 cyklů. Pokud je větší ΔT nevyhnutelné, použijte silnější stěny (2,0 mm). Řízením amplitudy tepelného cyklu inženýr omezuje růst trhlin z tepelné únavy.
