Materiālu izvēle automobiļu šķidruma līnijām
Alumīnija caurule ir izspiedusi tēraudu un varu automobiļu šķidrumu sistēmās, jo tā nodrošina nepieciešamo spiedienu ar aptuveni pusi no svara. Parasti automobiļu rūpniecībā zema-piediena degvielas un atgaitas līnijām tiek izmantots 3003 H14 un bremžu, sajūga un augsta spiediena{6}}hidrauliskās ķēdes 6061 T6. 3003 H14 caurule darbojas ar 145–150 MPa stiepes izturību ar 8–12 procentu pagarinājumu, kas nodrošina pietiekamu elastību stingriem lieces rādiusiem, savukārt 6061 T6 palielina stiepes izturību līdz aptuveni 310 MPa ar 276 MPa izlaidi un 12 procentu pagarinājumu spiedienam.
Izturība pret koroziju ir otrais virzītājspēks. Dabiskais oksīda slānis ir izturīgs pret ceļa sāli, bremžu šķidrumu un etanola{1}}jaukto degvielu, un ilgstošas-3xxx un 6xxx caurules iegremdēšanas testi glikola dzesēšanas šķidrumā un E10 līdz E85 maisījumos uzrāda nenozīmīgus sienas zudumus. Piekrastes un -atsaldēšanas-sāls vidēm 5052 H32 caurule nodrošina 228 MPa stiepes izturību un labāko hlorīda izturību metināmajā grupā. Alumīnijs arī vada siltumu pie 160–200 W/m·K, kas palīdz bremžu un pārvades līnijām izvadīt siltumu, nevis vadīt to gar šasiju.
Aviācijas un kosmosa cauruļu kategorijas un specifikācijas
Aviācijas un kosmosa hidrauliskās, degvielas un pneimatiskās caurules darbojas saskaņā ar dažādiem ierobežojumiem: necaurlaidīgs spiediens, noguruma kalpošanas laiks, izmēru pielaide un pilnīga izsekojamība. Šeit dominē 2xxx un 7xxx ģimenes.
| Sakausējums un rūdījums | Tipisks kosmosa lietojums | Stiepes izturība | Ražas spēks | Darbības diapazons |
|---|---|---|---|---|
| 2024 T3 | Hidrauliskās spiediena līnijas | 483 MPa | 345 MPa | -55 līdz 150 grādiem |
| 7075 T6 | Augstspiediena{0}}pneimatiskās un strukturālās līnijas | 572 MPa | 503 MPa | -55 līdz 120 grādiem |
| 2099 T83 | Svara{0}}kritiskās hidrauliskās līnijas | 545 MPa | 500 MPa | -55 līdz 150 grādiem |
| 6061 T6 | Zema spiediena{0}}degvielas un gaisa caurules | 310 MPa | 276 MPa | -55 līdz 150 grādiem |
Alumīnija-litija markas, piemēram, 2099 T83, palielina stingrību par aptuveni 8-10 procentiem un blīvuma samazinājumu par 3 procentiem, salīdzinot ar 7075 T6, kas ir vērtīgi garos hidrauliskos braucienos, kur katrs kilograms ir svarīgs. Apmaiņā tie pieprasa stingrāku formēšanas un apstrādes kontroli, jo litiju saturošie sakausējumi ir jutīgāki pret sprieguma koroziju apstrādātajās malās un piesārņojumu remonta laikā.
Caurule ir norādīta ASTM B210 vai ASTM B210M vilktām bezšuvju caurulēm un ASTM B241 vai ASTM B241M ekstrudētai caurulei, un 2024 un 7075 kosmosa daļas ir papildus pasūtītas saskaņā ar piemērojamo sakausējuma kosmosa materiālu specifikāciju. Sienas biezuma pielaide aviācijas un kosmosa caurulēm parasti ir plus vai mīnus 10 procenti no nominālās, ar diametra pielaidi 0,1 mm robežās uz precīzijas līnijām. Iekšējai virsmai jābūt tīrai un sausai, jo smērvielas vai mitruma paliekas ir gan korozijas, gan sistēmas piesārņojuma avots.
Liekšanas, sienas biezuma un spiediena rādītāji
Sienas biezums tiek iestatīts ar Bārlova attiecību plānas -sienas caurulei: pieļaujamais darba spiediens ir vienāds ar divreiz pieļaujamo spriegumu un sienas biezumu, kas dalīts ar ārējo diametru. Izmantojot pieļaujamo spriegumu 165 MPa, kas ir 60 procenti no 276 MPa tecēšanas robežas 6061 T6, tālāk norādītais aprēķinātais darba spiediens parāda, kā diametrs un siena nosaka nominālo vērtību.
| Ārējais diametrs | Sienas biezums | Aprēķinātais darba spiediens | Tipisks pielietojums |
|---|---|---|---|
| 4,76 mm | 0,8 mm | 55 MPa | Bremžu un sajūga līnija |
| 6,35 mm | 1,0 mm | 52 MPa | Bremžu līnija, degvielas iesmidzināšanas padeve |
| 9,52 mm | 1,2 mm | 42 MPa | Stūres pastiprinātājs un degvielas vads |
| 12,7 mm | 1,5 mm | 39 MPa | Dzesēšanas šķidruma un gaisa līnija |
| 15,88 mm | 2,0 mm | 42 MPa | Hidrauliskā atgriešanas līnija |
Aviācijas un kosmosa praksē tiek izmantota tā pati formula ar zemāku pieļaujamo spriegumu, parasti vienu ceturtdaļu no maksimālās stiepes izturības lidojuma-kritiskajām hidrauliskajām līnijām, un katra caurule ir pārbaudīta ar 1,5 reizes lielāku sistēmas darba spiedienu. Liekšanu veic ar serdeņu vai rotācijas vilkšanas liecējiem, kuru minimālais viduslīnijas rādiuss ir 3 reizes lielāks par ārējo diametru automobiļu līnijām un 4 līdz 6 reizes lielāks par diametru aviācijas un kosmosa līnijām, kur riņķveida līnijai pēc lieces ir jāsaglabājas 2 procentu robežās. Instrumentu apstrāde ar polimēra vai politetrafluoretilēna ieliktņiem novērš caurules urbuma saspiešanu, un instrumentu datos ir iebūvēta atsperes kompensācija par 1 līdz 3 grādiem. Sarežģīta{11}}caurule tiek atkvēlināta pēc spēcīgas formēšanas, kad izliekums izraisa vairāk nekā aptuveni 15 procentu sienas retināšanu līkuma ārpusē.
Pievienošanās tehnoloģijām cauruļu montāžai
Caurule tiek reti izmantota kā tukša garuma; tas tiek savienots ar veidgabaliem, šļūtenēm un arvien vairāk pie transportlīdzekļa vai lidmašīnas korpusa konstrukcijas. Pieci procesi aptver lielāko daļu ražošanas vajadzību.
| Process | Tipisks lietojums | Galvenais ieguvums |
|---|---|---|
| Automātiskā volframa inertās gāzes orbitālā metināšana | Degvielas un hidrauliskie piederumi | Pilnīga iespiešanās, tīra iekšējā lodīte |
| Berzes maisīšanas metināšana | Rāmja sliedes, konstrukcijas caurule | Cietvielu -savienojums tuvu vecāku stiprībai |
| Paš-caurduroša kniedēšana | Jaukta materiāla korpusa struktūras | Ātri, bez siltuma efekta |
| Lāzerlodēšana ar pildvielu ER4047 | Redzamās kosmētiskās locītavas | Zems deformācijas, noslēgta šuve |
| Magnētiskā impulsa metināšana | Alumīnija un tērauda vai vara savienojumi | Savieno dažādus metālus bez kušanas |
Konstrukciju mezgliem berzes maisīšanas metināšana rada pilnībā nostiprinātu savienojumu ar pārvietošanās ātrumu no 1 līdz 2 metriem minūtē ar savienojuma efektivitāti 90% no pamatmetāla stiprības 6xxx ekstrūzijas gadījumā. Paš-caurduroša kniedēšana un līmēšana tiek izmantota vietās, kur nav pieļaujams karstums, un līmējošā savienošana ar mehāniskiem stiprinājumiem ievērojami uzlabo noguruma kalpošanas laiku, salīdzinot ar stiprinājumiem atsevišķi. Alumīnija caurule, kas savienota ar tēraudu, ir elektriski izolēta savienojuma vietā vai jāpārklāj uz MIL{7}}DTL-5541 pārveidošanas pārklājumu, pretējā gadījumā galvaniskā korozija saskaras ar alumīniju.
Pārbaude, testēšana un izsekojamība
Caurules kvalitāte tiek pārbaudīta trīs punktos: ienākošā spole vai sagatave, -formēšanas process un pabeigta montāža. Standarta nesagraujošā metode alumīnija caurulēm ir virpuļstrāvas pārbaude atbilstoši ASTM E215, kas nosaka sienas garenvirziena un apkārtmēra pārtraukumus. Ultraskaņas sienu biezuma kartēšana tiek izmantota aviācijas un kosmosa līnijās, lai apstiprinātu minimālo sienu pēc lieces, un metinātajām šuvēm un mehāniski apstrādātiem galiem tiek veikta krāsas caurlaidības pārbaude atbilstoši ASTM E1417. Pēc tam katru mezglu pārbauda ar spiedienu vai nu ar 1,5 reizes lielāku darba spiedienu, vai noplūdes pārbaudi ar gaisu zem ūdens vai mikrogāzi.
Izsekojamība ir daļa no specifikācijas, nevis izvēles papildinājums. Aviācijas un kosmosa caurule tiek piegādāta ar siltuma numuru, sakausējumu, rūdīšanu, dzirnavu sertifikātu un izmēru ierakstiem, kas seko detaļai locīšanas, metināšanas un montāžas laikā, lai remontu vai autoparka pārbaudi varētu piesaistīt konkrētai ražošanas partijai. Automašīnu līnijas iet pa vieglāku, bet līdzvērtīgu maršrutu ar partijas izsekojamību caurulē un procesa uzraudzību uz liekšanas ierīces un metināšanas elementa.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kurš alumīnija sakausējums tiek izmantots automašīnu bremžu līnijām?
6061 T6 vilkta bezšuvju caurule ir izplatīta bremžu un sajūga ķēdēm, savukārt 3003 H14 izmanto zemāka spiediena degvielas un atgaitas līnijām, kur saliekamība ir svarīgāka par izturību.
J: Kā tiek aprēķināts caurules sienas biezums?
Izmantojiet Bārlova attiecību: darba spiediens ir vienāds ar divreiz pieļaujamo spriegumu un sienas biezumu, kas dalīts ar ārējo diametru. Ar 165 MPa pieļaujamo spriegumu 6,35 mm caurule ar 1,0 mm sienu nodrošina aptuveni 52 MPa.
J: Kāds lieces rādiuss ir sasniedzams alumīnija caurulē?
Mandeles vai rotācijas stiepes lieces viduslīnijas rādiuss ir 3 reizes lielāks par automobiļu līniju ārējo diametru. Aviācijas un kosmosa līnijas parasti izmanto 4 līdz 6 reizes lielāku diametru, lai nodrošinātu 2 procentu robežu.
J: Kāpēc alumīnija caurulei ir nepieciešams pārklājums vietā, kur tā saskaras ar tēraudu?
Alumīnijs un tērauds veido galvanisku pāri, un alumīnija puse galvenokārt korodē mitruma klātbūtnē. Pārklājums uz MIL-DTL-5541 vai izolācijas uzmava savienojuma vietā to novērš.
J: Kā alumīnija caurulē tiek pārbaudīti defekti?
Virpuļstrāvas pārbaude pēc ASTM E215 ir primārā sienu pārtraukumu metode, ko atbalsta ar ultraskaņas sienas biezuma kartēšanu, metināto šuvju krāsu līdz ASTM E1417 un pabeigtu -komponentu spiediena vai noplūdes pārbaudi.
J: Vai alumīnija{0}}litija caurule ir papildu izmaksu vērta?
Jā, ja ir liela svara -kritiskā hidrauliskā darbība: 2099 T83 ietaupa apmēram 3 procentus blīvumā un palielina stingrību par 8–10 procentiem salīdzinājumā ar 7075 T6, taču tam ir nepieciešama stingrāka vadāmības kontrole, lai izvairītos no sprieguma korozijas malu apstākļos.