1,000사이클당 열피로 균열 성장을 0.1Mm 미만으로 유지하기 위해 50도에서 10% 질산알루미늄을 함유한 2등급 티타늄 히터 튜브의 최대 허용 열 사이클 진폭(ΔT)은 얼마입니까?
Jul 15, 2026
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50도의 10% 질산알루미늄(Al(NO₃)₃)에서 열 순환은 튜브 굴곡 및 용접에서 피로 균열 성장을 유발합니다. 주기당 균열 성장은 파리 법칙을 따릅니다. 1,000주기당 0.1mm(0.0001mm/주기) 미만으로 균열 성장을 유지하려면 최대 허용 열 주기 진폭(ΔT)은 80도(예: 20도 ~ 100도)입니다. 더 큰 ΔT(120도)는 1,000사이클당 균열 성장을 0.5~1.0mm로 증가시킵니다.
정량적 균열 성장 대 ΔT
50도 벌크의 2등급 티타늄의 경우 다양한 ΔT:
| ΔT(도) | 최대 열 응력(MPa) | 주기당 균열 성장(μm) | 1,000주기당 균열 성장(mm) |
|---|---|---|---|
| 40 | 40–60 | 0.01–0.03 | 0.01–0.03 |
| 60 | 60–90 | 0.03–0.08 | 0.03–0.08 |
| 80 | 80–120 | 0.08–0.15 | 0.08–0.15 |
| 100 | 100–150 | 0.15–0.30 | 0.15–0.30 |
| 120 | 120–180 | 0.30–0.60 | 0.30–0.60 |
| 150 | 150–220 | 0.60–1.20 | 0.60–1.20 |
균열 성장에 대한 벽 두께의 영향
| 벽 두께(mm) | ΔT=80도 – 균열 성장(μm/주기) | ΔT=100도 – 균열 성장(μm/주기) |
|---|---|---|
| 1.0 | 0.10–0.18 | 0.20–0.40 |
| 1.5 | 0.08–0.15 | 0.15–0.30 |
| 2.0 | 0.06–0.12 | 0.12–0.25 |
| 2.5 | 0.05–0.10 | 0.10–0.20 |
열주기 진폭 선택 가이드
| 1,000주기당 원하는 균열 성장(mm) | 최대 ΔT(도) | 권장 벽 두께(mm) |
|---|---|---|
| <0.05 | 60 | 1.5 |
| <0.10 | 80 | 1.5 |
| <0.10 | 100 | 2.5 |
| <0.20 | 100 | 2.0 |
| <0.50 | 120 | 2.5(한계) |
엔지니어링 권장사항
질산알루미늄 서비스의 경우 균열 성장을 1,000주기당 0.1mm 미만으로 유지하려면 ΔT를 80도로 제한하십시오. 더 큰 ΔT가 불가피하다면 더 두꺼운 벽(2.0mm)을 사용하십시오. 엔지니어는 열 주기 진폭을 제어하여 열 피로 균열 성장을 제한합니다.
