hrvatski

Procjena radnog vijeka kućišta ventila

U radu je provedena trodimenzijska analiza nastanka i rasta pukotine kao i rast hipotetskih pukotina na prolaznim i troputim kućištima ventila s različitim debljinama stijenki. Linearno elastičnom analizom kućišta ventila određeno je stanje naprezanja na kućištima opterećenih unutarnjim tlakom. Numerički model je verificiran eksperimentalnim ispitivanjem, pomoću metode tenzometrije, mjerenjem deformacija troputog kućišta ventila DN100 i prolaznog kućišta DN50, opterećenih unutarnjim tlakom. Poznavanjem stanja naprezanja te pomoću ovisnosti amplitude deformacije o broju ciklusa do nastanka pukotine određeno je potencijalno mjesto i broj ciklusa do nastanka pukotine na homogenim kućištima ventila. Nakon toga je provedena analiza rasta nastale pukotine do kritične duljine inkrementalnim povećavanjem duljine pukotine i određivanjem koeficijenta intenzivnosti naprezanja za svaki inkrement. Na osnovu određenih koeficijenata i poznavanjem karakteristika materijala određeni su brojevi ciklusa rasta pukotine korištenjem numeričke integracije Parisovog zakona. Korištenjem dijagrama procijene loma za vrijednosti kritičnih duljina pukotine uočeno je da neće doći do sloma kućišta ventila, nego da će se pojaviti slučaj propuštanja prije loma. Kako je u praksi rijetkost da se procesom lijevanja dobije homogena struktura, proveden je postupak određivanja najveće dopustive greške u stijenci kućišta ventila. Pukotine koje su smještene u području na kojima su najveća glavna naprezanja imaju najbrži rast a time i kućišta s tim pukotinama imaju najkraći radni vijek. U cilju definiranja najveće dopustive greške s kojom će kućište imati traženi radni vijek, određeni su brojevi ciklusa potrebni za rast hipotetskih pukotina do kritične duljine i na kućišta na kojima nije došlo do nastanka pukotine. Na osnovu brojeva ciklusa rasta pukotine, grafičkim putem određene su najveća duljina pukotina čiji daljnji rast do kritične duljine neće biti kraći od radnog vijeka kućišta ventila. Na greškama koje imaju duljine najvećih dopustivih pukotina, proveden je postupak određivanja nastanka oštre pukotine, na osnovu čega je uočeno da je broj ciklusa do nastanka oštre pukotine kod ovakvih grešaka jako kratak i da se u odnosu na traženi radni vijek može zanemariti.

Kućište ventila; nastanak pukotine; rast pukotine; zamor materijala; metoda kritičnih ravnina; MKE; X-FEM

nije evidentirano