ロータリージョイントは、流体伝動システムで動的および静的シールを実現するためのコアコンポーネントとして、蒸気や高温の油などの高温媒体の用途に広く使用されています。{0}熱応力破壊は典型的な故障モードの 1 つであり、メディアの漏洩、機器のダウンタイム、さらには安全上の事故につながる可能性があります。したがって、その原因と予防策を理解することは工業生産にとって非常に重要です。
熱応力破壊の本質は、温度変化によって引き起こされるコンポーネントの熱膨張と熱収縮の差によって、ロータリー ジョイント内に解放されない応力が形成されることです。この応力が材料の降伏強度を超えると、脆性破壊または延性破壊が発生します。
主な原因には次の 3 つの側面が含まれます。
まず、急激な温度変動です。シャットダウン中の高温媒体の急速な導入や急速な冷却により、ジョイント ハウジングやシャフト スリーブなどのコンポーネントに急激な温度変化が発生します。{0}結果として生じる熱膨張の瞬間的な変化は構造によって制限され、自由な膨張と収縮が妨げられ、大きな熱応力が蓄積されます。
第二に、構造設計の欠陥です。不均一な壁厚、過度に小さい遷移半径、シール面とハウジング間の接続の剛性が不十分な場合、応力集中点が生じ、熱サイクル中に亀裂が発生する可能性があります。
第三に、不適切な材料選択です。耐熱合金鋼の代わりに普通炭素鋼を使用するなど、使用条件に基づいて高温耐性と熱膨張係数が低い材料を選択しなかったり、材料に鋳造欠陥が存在したりすると、熱応力に対する耐性が低下します。{0}
熱応力破壊を防ぐには、作業条件への適応、構造設計の最適化、材料のアップグレード、運用と保守管理の改善など、多面的なアプローチが必要です。{0}
作業条件レベルでは、媒体の温度変動率を制御し、高温媒体が接合部に直接衝突するのを避ける必要があります。{0}}予熱または緩衝装置を追加できます。
構造設計に関しては、等しい厚さのハウジングを使用し、遷移半径を大きくし、シール キャビティに弾性補償構造を組み込むことで、熱膨張と収縮によって発生する応力を解放できます。{0}
材料の選択は使用温度と一致する必要があります。高温-用途では、316L ステンレス鋼やインコネル合金などの耐熱性材料を優先する必要があります。また、耐熱性を高めるために重要な領域にセラミック コーティングを使用できます。
運転・保守にあたっては、継手の温度分布やシール状態を定期的に確認し、局部的に高温となる乾摩擦を避けるとともに、温度ショックを軽減するために停止時の徐冷措置を講じてください。
要約すると、ロータリー ジョイントの熱応力破壊は、温度変化、構造設計、および材料特性の複合的な影響の結果です。動作条件を科学的に適合させ、構造設計を最適化し、高品質の材料を選択し、運用と保守管理を強化することで、熱応力破壊のリスクを効果的に低減し、ロータリー ジョイントの長期安定した動作を確保できます。-