Hipergarsiniai transporto priemonių bandymai vamzdynus nustato vienoje iš sunkiausių inžinerijos aplinkų. Stagnacijos temperatūra aukštame-Macho vėjo tunelyje gali viršyti įprasto plieno lydymosi temperatūrą, o toje pačioje bandymo kilpoje vienu metu gali būti kriogeninis vandenilis, helis arba metanas kaip aušinimo skystis ir kuras. Todėl šiam tikslui skirtas lydinio vamzdis turi derinti aukštą -temperatūrinį stiprumą ir atsparumą oksidacijai su patikimu atsparumu žemai -temperatūrai, artimą matmenų toleranciją ir vidinį paviršių, kuris neužterštų bandomųjų dujų.
Aptarnavimo sąlygos hipergarsinio bandymo kilpoje
Vienu metu vamzdyną veikia trys apkrovos: aerodinaminis šildymas iš bandomojo srauto, terminis ciklas tarp nuoseklių važiavimų ir vibracija, perduodama iš purkštuko, modelio atramos ir degalų tiekimo sistemos. Vamzdžiai, esantys netoli bandymo sekcijos, paprastai yra aktyviai aušinami, su aušinimo skysčio kanalais, suformuotais ortakio sienelėje arba lituojant ant jos. Scramjet bandomojo gaminio degalų tiekimo linijos turi atlaikyti kriogeninę įleidimo temperatūrą šaltajame gale ir stiprų šilumos įsiurbimą iškart po purkštuko.
Stagnacijos temperatūra: keli tūkstančiai laipsnių Celsijaus aukšto{0}}Macho modelio priekiniame krašte.
Aušinimo skysčio temperatūra: iki skysto vandenilio ir skysto helio lygio.
Vibracija: nuolatinis aukšto{0}}dažnio apkrovimas esant 5 mach ir daugiau.
Grynumas: bandomųjų dujų sudėtis neturi keistis dėl išmetamųjų dujų arba korozijos produktų.
Aukštos{0}}temperatūros vamzdynų lydinių klasės ir specifikacijos
| Lydinių šeima | Tipinė specifikacija | Pagrindinės charakteristikos | Tipiškas naudojimas |
|---|---|---|---|
| Austenitinis nerūdijantis 304L ir 316L | ASTM A312, ASTM A213 | Atsparumas oksidacijai, lengvas suvirinimas | Valymo ir komunalinių tinklų, vidutinės temperatūros |
| Nikelio-chromo-geležies lydinys UNS N06600 | ASTM B167, ASTM B163 | Atsparumas oksidacijai aukštesnėje temperatūroje, geras terminio šoko elgesys | Šildytuvai ir karštųjų{0}}dujų kanalai |
| Nikelio-chromo-molibdeno-niobio lydinys UNS N06625 | ASTM B444, ASTM B705 | Didelis stiprumas, platus atsparumas korozijai, mažas šiluminis plėtimasis | Matavimo ritės ir aukšto {0}slėgio karštosios sekcijos |
| Nusodinimo{0}}sukietintas nikelis-geležis-chromo lydinys UNS N07718 | ASTM B637, ASTM B670 | Didelis stiprumas išlaikomas esant temperatūrai, kriogeninis kietumas | Scramjet degalų tiekimo linijos ir flanšai |
| Titano lydinio 5 klasė | ASTM B338, ASTM B861 | Mažas tankis, kriogeninis suderinamumas | Lengvos aušinimo skysčio ir kuro linijos |
| Ugniai atsparūs metalai: volframas, molibdenas, TZM | ASTM B760, ASTM B387 | Labai aukšta lydymosi temperatūra, tik inertiška arba vakuuminė | Gerklės įdėklai ir sąstingio{0}}taškų komponentai |
Aušinimo kanalų ir kuro tiekimo vamzdžių projektavimas
Aušinimo kanalo geometrija paprastai fiksuojama naudojant konjuguoto šilumos perdavimo{0}}analizę, o ne vien tik slėgio įvertinimą. Sienelės storis, kanalo kraštinių santykis ir aušinimo skysčio greitis yra subalansuoti su leistina pasirinkto lydinio sienelės temperatūra. Jei linija teka vandenilį, projektuotojas taip pat turi atsižvelgti į didelį šiluminį susitraukimą atvėsus, pasirinktos klasės jautrumą vandenilio trapumui ir slėgio padidėjimą, atsirandantį paleidus vožtuvą.
Naudokite lanksčias dumples arba išsiplėtimo kilpas, kad sugertumėte visą šiluminį susitraukimą tarp aplinkos ir kriogeninių sąlygų.
Suvirintų jungčių skaičius vėsiose sekcijose yra minimalus; ten, kur jungtis yra neišvengiama, naudokite pilno{0}}siskverbimo suvirinimo siūles su suderintu užpildu.
Venkite staigių sekcijų keitimų, dėl kurių atsiranda vietinių karštų taškų ir susikaupia stresas.
Palaikykite liniją taip, kad šiluminio ciklo metu jis galėtų slysti ašies kryptimi, tačiau negalėtų vibruoti.
Paviršiaus apdaila, valymas ir užteršimo kontrolė
Vidiniai paviršiai yra mechaniškai poliruojami, o po to valomi laikantis aukštų -grynumo standartų, nes šiurkšti arba užteršta siena pažeidžia ribinį sluoksnį ir gali išleisti daleles į bandymo srautą. Austenitinės klasės yra pasyvuotos pagal ASTM A967. Nikelio lydiniai nuriebalinami, marinuojami arba elektropoliruojami pagal poreikį ir, kai to reikalauja pareiga, kepami vakuume, kad pašalintų lakiuosius likučius. Valymas atliekamas naudojant tam skirtus įrankius, kad tarp lydinių šeimų nebūtų kryžminio-užteršimo.
Apžiūros ir kokybės dokumentacija
Šios klasės darbams skirtas vamzdis paprastai tiekiamas su EN 10204 3.1 tipo patikros sertifikatu, cheminių ir mechaninių bandymų rezultatais ir, kur nurodyta, ultragarsiniu arba sūkuriniu vamzdžio korpuso tyrimu. Pagamintos ritės įrodomos hidrostatinio arba pneumatinio slėgio bandymu, helio masės -spektrometru nuotėkio bandymu, dažų skvarbos ar radiografijos būdu suvirinimo siūlėse ir matmenys patikrinami pagal izometrinį brėžinį prieš išsiunčiant.
DUK
Kl.: Kurie lydiniai išgyvena didelio{0}}Macho vėjo tunelio sąstingio sąlygomis?
Ugniai atsparūs metalai, tokie kaip volframas, molibdenas ir TZM, tarnauja aukščiausioje -temperatūroje vakuume arba inertinėje atmosferoje, o aktyviai aušinami nikelio -lydinių, pvz., UNS N06625 arba UNS N07718, kanalai atlieka didžiąją srauto dalį.
Kl .: Kaip išvengiama bandymo dujų užteršimo?
Poliruojant ir valant vidinius paviršius pagal aukštus -grynumo standartus, kai reikia, naudojant vakuuminį kepimą ir kiekvieną lydinį naudojant tam skirtus įrankius, kad į srauto kelią nepatektų pašalinių medžiagų.
Kl.: Dėl ko sunku suprojektuoti scramjet degalų tiekimo vamzdžius?
Linija turi toleruoti kriogeninį aušinimo skystį prie įleidimo angos ir stiprų karščio sugėrimą arti purkštuko, atsispirti vibracijai esant 5 mach ir daugiau, ir prisitaikyti prie viso bėgimo terminio susitraukimo neperkraunant purkštuko flanšo.
Kl .: Kodėl bandomiesiems vamzdžiams naudojamos šiluminės apsaugos priemonės?
Izoliacija arba apsauginis įdėklas riboja šilumos absorbciją tarp važiavimų, sutrumpina aušinimo{0}}periodą ir apsaugo prietaisus bei sandariklius, todėl padaugėja bandymų, kuriuos įmonė gali atlikti.
Kl .: Kaip tikrinamos hipergarsinių bandymų vamzdynų apkrovos?
Daugiafizinis modeliavimas sujungia skaičiavimo skysčių dinamiką su termine ir struktūrine analize, o rezultatai patvirtinami išmatuojant deformacijos matuoklį ir atliekant vibracijos bandymus ant surinktos ritės.
Kl.: kokie standartai taikomi suvirintų lydinių vamzdžiams, naudojamiems aukštoje{0}}temperatūroje?
Besiūlis ir suvirintas vamzdis užsakomas pagal ASTM A213, A312, B163, B167, B444 arba B705, atsižvelgiant į lydinį, o gatavo ritės gamyba ir tikrinimas paprastai vadovaujasi ASME B31.1 arba ASME B31.3.
