As fundições de máquinas de petróleo estão sujeitas a condições ambientais e de carga complexas durante a extração e processamento de petróleo, como alta pressão, alta temperatura e corrosão. Esses fatores podem levar à formação de trincas de fadiga em fundidos, afetando a segurança e a vida útil do equipamento. Portanto, é de grande importância analisar e melhorar as propriedades de fadiga de peças fundidas de máquinas de petróleo. Este trabalho abordará métodos de análise e estratégias de melhoria do desempenho em fadiga de fundidos de máquinas de petróleo.
Análise de desempenho de fadiga de fundição de máquinas de petróleo
Fissuras de fadiga
Sob a ação da carga cíclica, as fundições de máquinas de petróleo produzirão pequenas rachaduras no local de concentração de tensão. Essas trincas geralmente se originam na superfície do molde e se propagam gradualmente com a ação repetitiva de tensões.
Propagação de fissuras por fadiga
Quando uma trinca é formada, ela se propaga perpendicularmente à tensão, com mudanças periódicas de tensão. A velocidade de propagação de trincas geralmente está relacionada com a magnitude das tensões, propriedades do material e fatores ambientais, entre outros.
Ruptura por fadiga
Quando a rachadura se expande até certo ponto, a fundição de máquinas de petróleo irá quebrar em um instante, resultando em falha do equipamento. A fratura por fadiga é uma das principais formas de falha em fundidos de máquinas de petróleo.
Para melhorar as propriedades de fadiga das peças fundidas de máquinas de petróleo, é necessário melhorar nos seguintes aspectos:
As propriedades dos materiais podem ter uma influência importante nas propriedades de fadiga das peças fundidas. A escolha de materiais com alta resistência, tenacidade e resistência à fadiga contribui para o aumento da vida útil das peças fundidas. Por exemplo, aços de liga de alta resistência, ferro fundido resistente ao desgaste e outros materiais têm melhor resistência à fadiga e podem ser utilizados na fabricação de peças fundidas em partes críticas.
A estrutura de design razoável ajuda a aliviar o grau de concentração de tensão e melhorar a condição de força da fundição. Por exemplo, cantos arredondados ou design de zona de transição em pontos-chave de fundição para reduzir a concentração de tensão; O arranjo razoável dos reforços melhora a rigidez e a resistência à fadiga das peças fundidas.
Os processos de tratamento térmico podem alterar a estrutura e as propriedades da microestrutura interna do material, melhorando assim as propriedades de fadiga das peças fundidas. Por exemplo, melhorar a força e a tenacidade do material por têmpera, têmpera e outros processos; A dureza superficial e a resistência à fadiga são melhoradas com tratamento de reforço de superfície, como jateamento e laminação.
Durante a fabricação e o uso, os fatores que causam a concentração do esforço, tais como arranhões, colisões, etc. devem ser evitados tanto quanto possível. Além disso, o processo de envelhecimento de vibração também pode ser usado para eliminar o estresse de fundição e reduzir a concentração de estresse durante o uso.
Para importantes peças fundidas de máquinas de petróleo, o monitoramento em tempo real e o diagnóstico podem ser feitos durante o uso. As trincas de fadiga potenciais podem ser encontradas e tratadas a tempo. Por exemplo, a detecção de trincas internas em peças fundidas é realizada por técnicas de emissão acústica, detecção de defeitos por raios-x, etc.
As propriedades de fadiga de peças fundidas de máquinas de petróleo têm um impacto importante na sua vida útil e segurança. As propriedades de fadiga das peças fundidas podem ser efetivamente melhoradas através da seleção racional de materiais de fundição, design otimizado da estrutura, melhoria do processo de tratamento térmico e redução do fator de concentração de tensão. Ao mesmo tempo, o monitoramento em tempo real e o diagnóstico do processo de uso de peças fundidas importantes ajudam a detectar e lidar com rachaduras de fadiga potenciais em tempo hábil, melhorando a segurança e a vida útil do equipamento.
