थर्मल थकान दरार वृद्धि को 0.1 मिमी प्रति 1,000 चक्र से कम रखने के लिए 50 डिग्री पर 10% एल्यूमीनियम नाइट्रेट में ग्रेड 2 टाइटेनियम हीटर ट्यूब के लिए अधिकतम स्वीकार्य थर्मल चक्र आयाम (ΔT) क्या है?
Jul 15, 2026
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50 डिग्री पर 10% एल्युमीनियम नाइट्रेट (Al(NO₃)₃) में, थर्मल साइक्लिंग से ट्यूब मोड़ और वेल्ड पर थकान दरार बढ़ जाती है। प्रति चक्र दरार वृद्धि पेरिस कानून का पालन करती है। दरार वृद्धि को 0.1 मिमी प्रति 1,000 चक्र (0.0001 मिमी/चक्र) से नीचे रखने के लिए, अधिकतम स्वीकार्य थर्मल चक्र आयाम (ΔT) 80 डिग्री (उदाहरण के लिए, 20 डिग्री से 100 डिग्री) है। बड़ा ΔT (120 डिग्री) दरार वृद्धि को प्रति 1,000 चक्रों में 0.5-1.0 मिमी तक बढ़ा देता है।
मात्रात्मक क्रैक ग्रोथ बनाम ΔT
50 डिग्री थोक पर ग्रेड 2 टाइटेनियम के लिए, भिन्न ΔT:
| ΔT (डिग्री) | अधिकतम तापीय तनाव (एमपीए) | प्रति चक्र क्रैक ग्रोथ (µm) | प्रति 1,000 चक्र में दरार वृद्धि (मिमी) |
|---|---|---|---|
| 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 |
दरार वृद्धि पर दीवार की मोटाई का प्रभाव
| दीवार की मोटाई (मिमी) | ΔT=80 डिग्री - क्रैक ग्रोथ (µm/चक्र) | ΔT=100 डिग्री - क्रैक ग्रोथ (µm/चक्र) |
|---|---|---|
| 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 |
थर्मल साइकिल आयाम चयन गाइड
| प्रति 1,000 चक्रों में वांछित दरार वृद्धि (मिमी) | अधिकतम ΔT (डिग्री) | अनुशंसित दीवार की मोटाई (मिमी) |
|---|---|---|
| <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 (सीमांत) |
इंजीनियरिंग सिफ़ारिश
एल्युमीनियम नाइट्रेट सेवा के लिए, दरार वृद्धि को प्रति 1,000 चक्रों में 0.1 मिमी से कम रखने के लिए ΔT को 80 डिग्री तक सीमित करें। यदि बड़ा ΔT अपरिहार्य है तो मोटी दीवारों (2.0 मिमी) का उपयोग करें। थर्मल चक्र आयाम को नियंत्रित करके, इंजीनियर थर्मल थकान दरार वृद्धि को सीमित करता है।
