Испытания и расчет ударной усталостной прочности клапанных сталей марок Flap-X и SS 716

Аннотация

Во время работы поршневых компрессоров пластина открывается и закрывается под действием статического перепада давления и динамического воздействия потока газа. Закрываясь, она ударяется о седло клапана, создавая напряжение и шум. Этот цикл нагрузки приводит к возникновению изгибающих и ударных усталостных напряжений в пластине. Он повторяется многократно на протяжении срока службы компрессора и определяет его ресурс и надежность. Цель этого исследования состояла в том, чтобы рассчитать ударно-усталостную прочность марок Flap-X и SS 716 и предоставить производителям компрессоров информацию, которую они могут ис пользовать для определения марки стали, используемой в их компрессорах, для повышения их надежности. Испытания на усталостную прочность при ударных
нагрузках проводились на специально изготовленной установке для испытаний на ударно-усталостную прочность, кото- рая использовала воздушные импульсы для обеспечения движения лепестковых  клапанов, изготовленных крупным европейским производителем компрессоров Nidec Global appliance GmbH, с частотой 315 Гц и продолжительностью импульса 2,2 миллисекунды. Тестирование проводилось в соответствии с методом, подробно описанным в Международном стандарте SS-ISO 12107:2012. Ударная усталостная прочность стальных клапанов Flap-X
и SS 716 была рассчитана с точки зрения скорости удара в соответствии с модифицированным методом, указанным выше. Результаты испытаний и их статистический анализ показали, что ударная усталостная прочность марки Flap-X была выше по сравнению с маркой SS 716. Расчет и испытания на ударную усталостную прочность клапанных сталей могут помочь проектировщикам компрессоров выбрать оптимальный материал для своих конструкций компрессоров, чтобы повысить их надёжность. Чем выше ударная усталостная прочность стали типа Flap-X, тем более низкая частота отказов и более длительный срок службы при ударных нагрузках; это позволяет производителям компрессоров
разрабатывать клапаны с более тонкими пластинами, поскольку при более тонких пластинах клапаны производят меньше шума при заданном давлении и частоте.