Оглавление:
Метастабильная аустенитная сталь для топливных баков, работающих на сжиженных газах
- Метастабильная аустенитная сталь Для хода топливного бака О сжиженном газе Стабильная аустенитная сталь на основе CR-Ni не изменяет фазового состава при низкотемпературной деформации и дает достаточно высокое относительное удлинение и вязкость к температуре жидкого гелия. Однако они имеют низкое значение предела текучести Отпуск Комнатная температура. Поэтому, если металл представляет собой структуру, которая не требует стабильной структуры, размера и проницаемости в процессе эксплуатации、 Схема термической обработки 43.4 зубов в рисе Сплав 768хигх и высокая сталь, которая не практически.
В то же время многие метастабильные аустенитные стали не только имеют высокие значения предела текучести, но и из-за фазового упрочнения и эффекта»бегущей горловины«, существует ряд деталей и узлов, работающих при очень низких температурах, требующих удельной прочности O0, 2/Y (где Y-плотность материала) выше стабильной, но конструкционными требованиями являются, например, баки для транспортировки криогенных жидкостей, перспективные проекты топливных баков
для автомобилей, путешествующих на сжиженном природном газе, самолетов, путешествующих на жидком водороде. Людмила Фирмаль
Транспортировка сжиженного природного газа морским транспортом более экономична, чем использование трубопроводов на расстоянии более 1600-2000 км. Техническое развитие судов для перевозки сжиженного природного газа характеризуется быстрым ростом его габаритов и совершенствованием конструкции грузовых танков. Материал баллона-газоносителя обеспечивает надежность и надежность работы при низких температурах. Популяризация природного газа как автомобильного топлива позволит решить важнейшие вопросы в области экономики и энергетики, а также экологии.
Грузовик «ЗИЛ», работающий на сжиженном метане, по сравнению с аналогичным автомобилем с бензиновым двигателем, запас хода увеличен в 1,4 раза, токсичность вредных выбросов в 10 раз ниже, компрессионный газ в качестве топлива при температуре окружающей среды, имеет значительную массу, применение систем высокого давления, подверженных повышенной опасности, необходимо, это наиболее подходящий вариант. vehicle. it идет использование природного газа в сжиженном виде. При расчете максимально возможного напряжения в баке транспортного средства, если оно равно 1,6 МПа, а толщина стенки h=2 мм, допустимое напряжение материала составляет ОТА=200 МПА.
- Ввиду того, что топливный бак автомобиля работает под постоянной знакопеременной нагрузкой, а в случае аварии он может подвергнуться сильной ударной нагрузке, коэффициент запаса прочности PT = 1,65 в процессе эксплуатации автомобиля может развиться полный запас сжиженного метана, и топливный бак может начать прогреваться под давлением. В этом случае максимальное кольцевое напряжение от материала прикладывается к материалу при температуре 769 окружающая среда. Это обстоятельство делает невозможным использование эффекта холодного упрочнения при определении допустимых напряжений. Пластические свойства разработанной стали должны быть не хуже, чем у известной стали 12Х18Н10Т, а относительное удлинение тонкого (2,5 мм) листа составляет 77-55=37%.
Поскольку топливный бак представляет собой сварную конструкцию, необходимо, чтобы сталь была хорошо сварена и не требовала дополнительной термической обработки сварного соединения. В соответствии с проведенным анализом сформулированы основные требования к механическим свойствам тонких листов материала для изготовления топливных баков транспортных средств, путешествующих на сжиженном природном газе. Завершена совместная работа немецких и российских ученых по созданию самолетов на криогенном топливе. Он летает либо на жидком водороде, либо на сжиженном природном газе.
Повышенная взрыво-и пожароопасность, криогенные температуры и низкий удельный вес затрудняют использование водорода. Людмила Фирмаль
Однако его уникальные свойства, а также вся высокая удельная теплотворная способность, в три раза превышающая таковую у углеводородных топлив, и авиационные топливные баки, предназначенные для хранения жидкого водорода, который практически выводит вредные выбросы в атмосферу, должны быть равны по объему, внутренняя температура которого составляет 20к. В экспериментальном топливном баке самолета Ту-155 по существу два бака вставлены в другой. Интерьер с помощью шеста и специальной подставки поддерживается снаружи. Жидкий водород, кипящий при температуре 20 к, требует очень эффективной изоляции, обеспечиваемой вакуумом между внешней оболочкой и внутренней оболочкой.
Специальная система поддерживает давление на уровне чуть выше атмосферного, чтобы избежать испарения значительной части топлива при подъеме на высоту. Во время полета в баке поддерживается давление, равное давлению насыщенных паров водорода. Предусмотрена система, состоящая из подсистемы наддува газообразным водородом и регулирования его расхода. Работа предохранительного клапана топливного бака и перекачка топлива из бака в двигатель осуществляется с помощью насоса, который выбрасывается из теплоизолированной магистрали на специальное расширение, которое снимается со всех агрегатов при нарушении изоляции водородом.
Смесь (газ и жидкость) предварительно нагревается, газообразный водород поступает в двигатель. Топливный бак самолета, представляющий собой сферический контейнер, Он находится под воздействием внутреннего давления и силы тяжести находящейся в нем жидкости. Однако при заполнении резервуара жидким водородом, как толщина стенки, так и угол заполнения, то есть температурное напряжение границы раздела газ-жидкость может превышать напряжение от внутреннего давления в резервуаре с температурой выше температуры насыщения водородом при атмосферном давлении, заполнение резервуара характеризуется прочностью фовективности между стенкой и стенкой.
При кипячении в больших количествах испарение отличается естественной конвекцией, пузырьковым кипением и пленочным кипением. При наполнении теплой емкости происходит кипение в пленке. В условиях пленочного кипения жидкость не соприкасается непосредственно со стенками-тепло передается ей через слой пара (пленку) конвекцией и излучением. Когда стенки резервуара остывают, пленочный кипяток превращается в пузырьковый кипяток. Теплообменник в процессе пузырькового кипения очень интенсивен и позволяет отводить от поверхности стенки большой тепловой поток.
Переход от мембранного кипения к пузырьковому кипению сопровождается резким увеличением скорости теплообмена между твердой стенкой и жидкостью. В то же время температурное напряжение, вызванное изменением режима кипения, значительно возрастает. Температура предварительного охлаждения резервуара существенно влияет на величину результирующего температурного напряжения. Заполнение бака 300K сопровождается давлением растяжения до 700 МПа и давлением сжатия до 550 МПа. Заполнение предварительно охлажденного резервуара до 100 к приводило к давлению растяжения до 400 МПа и давлению сжатия до 350 МПа. При использовании метастабильной аустенитной стали (Мас.%) для транспортных топливных баков методом дисперсионного упрочнения с легированием азотом, ванадием и сталью предел текучести при комнатной температуре составил 43,5).
Деформационное мартенситное превращение приводит к увеличению величины относительного удлинения и ударной вязкости при криогенных температурах. На основании проведенных исследований определен состав метастабильных аустенитных сталей (% , более): 0,06 C; 14-16SG;8,5-9,5 Ni;7-9MP;0,2-0,4 N;1,0-1,5 V. 771a б < , МПа KCV UV, л Вт / см2 Рис. 43.5 влияние низкотемпературного и деформационного мартенситного превращения на свойства метастабильной аустенитной стали: А-GT»; б-KCV Разработанная Марка 06Х15Н9Г8АФ была доведена до практической реализации — сосуд высокого давления имеет достаточно хорошую связь по сравнению с сосудом из стали 12Х18Н10Т 43,5 и с Рис. 43.6).
Топливная криогенная система обязательно включает криогенные трубопроводы с запорными и предохранительными клапанами. Перекачка топлива из бака в двигатель осуществляется с помощью насоса. Топливо поступает в камеру сгорания по трубе. Т а б л и Ц А43. Пять Механические свойства и результаты испытаний стали 12Х18Н10Т и 06Х15Н9Г8АФ внутренний сосуд высокого давления Сталь МПа °(>2″ MYA e0/KCV, 5 ′ / 0MJ / m2 удельная прочность, км Давление разрушения, МПа Момент разрушения стенок напряжения, МПа Место разрушения, к-ния 293 293 77 20 77 20 12X18N10T660 260 37 32 3 2,8 3,0 9,8-13,2 490-660 продольный шов 06Х15Н9Г8АФ зона
термического воздействия 900 500 46 36 2,42 2,2 6,4 18,0-21,01038-1240circle вой шов 772). 43.6 результате испытания внутреннего сосуда под давлением: а, б-сталь 06H15N9G8AF; Б, г-сталь 12Х18Н10Т При определенных гидродинамических условиях в движущемся потоке жидкости это явление, возникающее в жидкости с нарушением сплошности за счет пузырьков, которые могут возникать с разной скоростью и частотой, сжиматься и исчезать, называется кавитацией.
Смотрите также:
