Как газовый цилиндр ISO9809-1 работает в условиях циклической нагрузки, особенно в приложениях, где цилиндр часто заполняется и разряжается?

ISO9809-1 Газовые цилиндры специально спроектированы с устойчивостью к усталости в качестве основного конструктивного рассмотрения. Стандарт требует использования высокопрочных стальных материалов, холодных или горячих форм, чтобы обеспечить постоянные механические свойства по всему корпусу цилиндра. Материалы, такие как 34CRMO4 и 37MN, предпочитают их высокую прочность на растяжение, превосходную пластичность и превосходную устойчивость к усталости. В циклических средах нагрузки, где внутреннее давление часто изменяется из -за повторяющегося наполнения и опорожнения, основной задачей является накопление микроскопического повреждения с течением времени. ISO9809-1 решает это путем установления минимальной прочности урожая, прочности на растяжение и требований к удлинению, гарантируя, что цилиндр может упруго деформироваться и вернуться к своей исходной форме во время каждого цикла без накапливания постоянного напряжения. Конструкция также включает в себя меры безопасности в толщине стенки, чтобы предотвратить начало усталостных трещин из концентраций напряжений, что в противном случае может возникнуть в результате колебаний давления.

Циклическая нагрузка в газовом цилиндре относится к процессу подчинения сосуда чередующемуся высокому и низкому внутреннему давлению, как это происходит во время повторных операций зарядки и сброса. Это повторное изменение давления индуцирует циклическое растяжение и сжимающие напряжения в стенках цилиндра, что в конечном итоге может привести к утомляемому повреждению в виде микроплетения или деградации материала. Спецификация ISO9809-1 предвидит эту схему напряжения и обеспечивает критерии структурного проектирования для противодействия механизмах усталости, которые развиваются с течением времени. Такие факторы, как напряжение обруча (окружной напряжение), продольное напряжение и отношение напряжения (минимальное давление до максимального давления), учитываются в расчетах в проектном расчете. Правильно изготовленные цилиндры ISO9809-1 способны противостоять тысячам таких циклов-в диапазоне от 10 000 до 15 000-без существенной потери структурной целостности или риска отказа. Эффективность этой стратегии лечения усталости сильно зависит от однородности толщины стенки, отсутствия поверхностных дефектов и металлургического качества основного материала.

Стандартный ISO9809-1 предписывает строгий протокол тестирования, который включает в себя как тестирование типа на этапе утверждения, так и периодические партийные тестирование во время производства. Одним из ключевых тестов, связанных с усталостью, является тест цикла давления, который имитирует реальные условия работы цилиндра в течение длительного периода. Этот тест включает в себя неоднократно давление на цилиндр до указанного уровня - часто на или выше рабочего давления цилиндра, а затем спрыгнуть его в быстрой последовательности в течение нескольких тысяч циклов. Цель состоит в том, чтобы обнаружить ранние усталости и подтвердить способность дизайна поддерживать длительное использование циклического. Каждый цилиндр ISO9809-1 должен проходить тестирование гидростатического давления, как правило, в 1,5 раза превышает рабочее давление цилиндра, чтобы подтвердить его сопротивление деформации и разрыва в условиях статической перегрузки. Эти комбинированные тесты гарантируют, что цилиндры могут поддерживать свои меры безопасности и механическую целостность на протяжении всего срока их срока службы, даже при воздействии требовательного циклического использования.

Одной из определяющих характеристик газового цилиндра ISO9809-1 является его бесшовная конструкция, что означает, что цилиндр производится без каких-либо сварных швов или суставов вдоль тела с давлением. Этот метод изготовления, осуществляемый с помощью таких процессов, как горячее вращение, глубокий рисунок или экструзия, вызывает непрерывную гомогенную структуру по всему сосуду. Сварные швы являются хорошо документированными источниками слабости в сосудах давления, потому что они могут содержать включения, пористость и неровные зерновые структуры, которые служат точками инициации для усталостных трещин. Полностью исключая сварные швы, газовые цилиндры ISO9809-1 по своей природе улучшают свои усталостные показатели, особенно в условиях повторного цикла давления. Безусловное тело также поддерживает равномерное распределение напряжений во время работы, сводя к минимуму риск локальной перегрузки или пластической деформации. Это особенно важно в отраслях, где цилиндры быстро оказываются под давлением и спрыгнули несколько раз в день, например, в сварке, распределении медицинских газов или высокочастотных системах инъекции газа.