Les moulages de machines pétrolières sont soumis à des conditions environnementales et de charge complexes pendant l’exploitation et le traitement du pétrole, telles que la haute pression, la haute température et la corrosion. Ces facteurs peuvent causer la formation de fissures de fatigue dans les pièces coulées, ce qui peut nuire à la sécurité et à la durée de vie de l’équipement. Il est donc important d’analyser et d’améliorer les propriétés à la fatigue des coulées de machines pétrolières. Cet article examine les méthodes d’analyse des propriétés à la fatigue et les stratégies d’amélioration des coulées de machines pétrolières.
Analyse des coulées de machines pétrolières
Naissance de fissures de fatigue
Sous l’action de la charge cyclique, les moulages de machines pétrolières produiront de petites fissures dans les sites de concentration de tension. Ces fissures prennent généralement leur origine à la surface de la pièce coulée et se propagent progressivement par l’action répétée des contraintes.
Propagation des fissures de fatigue
Une fois formée, la fissure se propage dans une direction perpendiculaire à la contrainte en fonction des variations périodiques de la contrainte. La vitesse de propagation des fissures est généralement liée à l’importance des contraintes, aux propriétés des matériaux et aux facteurs environnementaux.
Rupture par fatigue
Lorsque les fissures s’étendent jusqu’à un certain point, les moulages de machines à pétrole se casseront en un instant, ce qui conduira à la défaillance de l’équipement. La rupture par fatigue est l’une des principales formes de défaillance dans les coulées de machines pétrolières.
Afin d’améliorer les propriétés de fatigue des moulages de machines pétrolières, il est nécessaire d’améliorer les aspects suivants:
Les propriétés des matériaux ont une influence importante sur les propriétés à la fatigue des pièces coulées. Le choix de matériaux à haute résistance, ténacité et résistance à la fatigue contribue à augmenter la durée de vie des pièces coulées. Par exemple, des matériaux tels que les aciers alliés à haute résistance et les fontes résistantes à l’usure ont une meilleure résistance à la fatigue et peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces moulées dans des parties critiques.
La structure de conception raisonnable aide à réduire le degré de concentration de tension et à améliorer l’état de force de la coulée. Par exemple, des coins arrondis ou des zones de transition sont conçus pour réduire les concentrations de tension dans les parties critiques de la coulée; La disposition rationnelle des raidisseurs améliore la rigidité et la résistance à la fatigue des pièces coulées.
Les procédés de traitement thermique peuvent modifier la structure et les propriétés de la structure interne du matériau, ce qui améliore les propriétés de fatigue des pièces coulées. Par exemple, l’amélioration de la résistance et de la ténacité des matériaux par trempe, revenu, etc.; La dureté de surface et la résistance à la fatigue sont améliorées par des traitements de renforcement de surface tels que le grenaillage et le broyage.
Lors de la fabrication et de l’utilisation, évitez autant que possible les facteurs causant la concentration de tension, tels que les rayures, les bosses, etc. En outre, le processus de vieillissement par vibration peut être utilisé pour éliminer le stress de coulée et réduire la concentration de stress pendant l’utilisation.
Pour les moulages importants de machines pétrolières, la surveillance et le diagnostic en temps réel peuvent être effectués pendant l’utilisation. Les fissures potentielles de fatigue peuvent être détectées et traitées à temps. Par exemple, la détection des fissures internes dans les pièces coulées est effectuée par des techniques d’émission acoustique, de détection des défauts par rayons X, etc.
Les propriétés de fatigue des pièces moulées pour machines pétrolières ont un impact important sur leur durée de vie et leur sécurité. La résistance à la fatigue des pièces coulées peut être efficacement améliorée par le choix rationnel des matériaux de coulée, la conception optimale de la structure, l’amélioration du processus de traitement thermique et la réduction du facteur de concentration de tension. Dans le même temps, la surveillance en temps réel et le diagnostic du processus d’utilisation des pièces moulées importantes aident à détecter et à traiter les fissures potentielles de fatigue à temps, ce qui améliore la sécurité et la durée de vie de l’équipement.
