球阀在高温工况下,碟簧的选择尤为重要。基于上一篇(球阀中碟簧的通用材料介绍)分析,在此工况下碟簧材料多选择耐高温性良好的镍基合金。高温工况下碟簧性能的好坏主要取决于其材料的弹性模量、强度,以及碟簧的疲劳寿命和热膨胀系数。
高温工况下碟簧材料的弹性模量将会下降,直接影响碟簧提供的弹性力,从而影响球阀的密封性能。镍基合金的高温弹性模量在 200 ~ 1000 ℃的范围内变化较小,例如: Inconel 625 在 200 ℃至 538 ℃温度范围内的高温弹性模量几乎不变,约为 190GPa,表明其在高温下仍能保证稳定的结构。热膨胀系数也是高温工况下碟簧材料的重要指标,体现了材料在温度变化下尺寸的变化程度; 镍基材料在高温下的热膨胀系数较低,因此在高温下尺寸变化较小。
高温工况下碟簧材料的强度会有所下降,疲劳寿命也将大大降低。众所周知,金属材料的强度是指抵抗外力导致材料变形甚者破坏的能力; 但在高温工况下,金属材料内部的分子结构运动加剧,导致材料自身的稳定性变差,降低了金属材料的强度。此外,高温环境同样加速了金属材料的机械疲劳和热疲劳,导致材料出现疲劳裂纹,大大降低了碟簧的使用寿命。因此,高温工况下选择如镍基合金和钴基合金等具有优异的耐高温性能、优良的强度和抗疲劳性能的金属材料,以及通过合理的碟簧设计和适当的表面处理等方式提高碟簧的稳定性和使用寿命。
因此,高温工况下选择如镍基合金和钴基合金等具有优异的耐高温性能、优良的强度和抗疲劳性能的金属材料,以及通过合理的碟簧设计和适当的表面处理等方式提高碟簧的稳定性和使用寿命。
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