ภายใต้การผสมผสานเฉพาะของ-การหมุนเวียนความร้อนความถี่สูงและการสั่นสะเทือนทางกล ปลอกสแตนเลส 316 ขนาด 2.0 มิลลิเมตร แสดงให้เห็นอายุการใช้งานที่ล้าน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับปลอก 1.2 มิลลิเมตรในเครื่องทำความร้อนในกระบวนการทางอุตสาหกรรมหรือไม่

วิศวกรด้านความน่าเชื่อถือและผู้เชี่ยวชาญด้านการบำรุงรักษาที่ทำงานเกี่ยวกับเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไฟฟ้าสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต่อเนื่อง (เครื่องฉีดขึ้นรูป ระบบน้ำมันความร้อน แพ็คเกจคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ ฯลฯ) ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมความเหนื่อยล้าที่ซับซ้อนซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างวงจรความร้อนและการสั่นสะเทือนทางกลที่แทบจะไม่เกิดขึ้นอีกโดยการทดสอบโหมดเดียว- สัญชาตญาณจะกำหนดว่าการโหลดแบบวนทุกประเภทมักจะทำให้ปลอกสแตนเลส 316 ที่หนาขึ้น 2.0 มม. มีอายุการใช้งานได้นานกว่าปลอกที่บางกว่า 1.2 มม. อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานที่มีการหมุนเวียนความร้อนความถี่สูงเกิดขึ้นพร้อมกับการสั่นสะเทือนทางกลที่มีนัยสำคัญ กลับกันอาจเป็นจริงได้ ความเครียดจากความร้อนชั่วคราวที่ใหญ่กว่าเกิดขึ้นในผนังที่หนาขึ้นเนื่องจากความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วและความแข็งที่เพิ่มขึ้นของผนังที่ส่งแรงสั่นสะเทือนไปยังส่วนต่อประสาน MgO และลวดต้านทานโดยตรงมากขึ้น งานนี้กำหนดการผสมผสานเฉพาะของความถี่รอบความร้อน การแกว่งของอุณหภูมิ และแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน โดยที่ปลอกขนาด 2.0 มม. เสียก่อนปลอกขนาด 1.2 มม. ซึ่งเป็นเกณฑ์เชิงปริมาณสำหรับการตัดสินใจออกแบบ

กลไกอันตรกิริยาระหว่างความเครียดจากความร้อนและความล้าจากการสั่นสะเทือน
บทความที่ 28 แสดงให้เห็นว่าความล้าของวงจรความร้อนบริสุทธิ์ในปลอก 316 ถูกขับเคลื่อนโดยการไล่ระดับอุณหภูมิผ่านความหนาของผนัง การไล่ระดับสีชั่วคราวสำหรับผนัง 2.0 มม. ในระหว่างรอบ 20 องศาถึง 250 องศาที่ 10 องศา/วินาทีคือประมาณ 220 องศา ซึ่งส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อนประมาณ 350 MPa ซึ่งสูงกว่าความแข็งแรงของผลผลิตที่ 316 มากที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น วัสดุไม่สามารถคืนตัวได้อย่างยืดหยุ่นในทุกรอบและเกิดความเสียหายสะสม สำหรับผนัง 1.2 มม. ภาวะชั่วคราวที่เหมือนกันจะให้ความชันที่ 130 องศาและความเครียด ~200 MPa ซึ่งมักจะต่ำกว่าเกณฑ์ผลผลิต ดังนั้นผนังที่บางกว่าจะได้รับความเครียดจากพลาสติกเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่ได้รับเลยต่อรอบอุณหภูมิ ในขณะที่ผนังที่หนากว่าจะได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง เมื่อการสั่นสะเทือนทางกลถูกซ้อนทับ กลไกความเสียหายจะโต้ตอบกัน การสั่นสะเทือนเพียงอย่างเดียวทำให้เกิดความเครียดในการดัดงอซึ่งน้อยลงในผนังที่หนากว่าเนื่องจากมีโมดูลัสส่วนที่ใหญ่กว่า อย่างไรก็ตาม ความเครียดจากการสั่นสะเทือนจะถูกเพิ่มเข้าไปในความเครียดจากความร้อนในระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อน สำหรับปลอกขนาด 2.0 มม. เมื่อผลผลิตถึงหรือเกินจากความเค้นจากความร้อนเพียงอย่างเดียว แม้แต่ความเค้นจากการสั่นเพียงเล็กน้อยก็จะผลักวัสดุให้ลึกเข้าไปในระบบพลาสติก จึงเป็นการเพิ่มการเริ่มการแตกร้าว เปลือกหนา 1.2 มม. ยังคงยืดหยุ่นได้ภายใต้ความเครียดจากความร้อนเท่านั้น ด้วยการเพิ่มความเครียดจากแรงสั่นสะเทือน วัสดุอาจยังคงต่ำกว่าผลผลิต และด้วยเหตุนี้ความเสียหายจึงไม่ถูกเร่งให้เร็วขึ้น

เกณฑ์เชิงปริมาณสำหรับการผกผันของอายุความเหนื่อยล้า
การวิจัยในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม ซึ่งเกี่ยวข้องกับปลอก 316 ที่ให้ความร้อนบนโต๊ะสั่นสะเทือนพร้อมการหมุนเวียนความร้อนพร้อมกัน ได้ชี้ให้เห็นถึงสภาวะเฉพาะที่อายุการใช้งานของปลอก 2.0 มม. นั้นสั้นกว่าอายุของปลอก 1.2 มม. ที่ความถี่การหมุนเวียนด้วยความร้อน 2 รอบต่อชั่วโมง (48 รอบต่อวัน) การแกว่งของอุณหภูมิ 20 องศาถึง 250 องศา และแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน 1g ที่ 30 Hz ผนัง 2.0 มม. จะล้มเหลวที่ประมาณ 8,000 รอบ ในขณะที่ผนัง 1.2 มม. เกิน 25,000 รอบโดยไม่มีการขัดข้อง หรือมีอัตราส่วนการผกผันชีวิตมากกว่า 3:1 เพื่อใช้ผนังที่บางกว่า ปลอก 2.0 มม. ทนได้ 15,000 รอบที่แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน 0.5 กรัม แต่ยังน้อยกว่า 25,000 รอบของปลอก 1.2 มม. ด้วยระดับการสั่นสะเทือน 0.2 กรัม โดยทั่วไปของการติดตั้งแบบแยกส่วนอย่างดี ปลอกขนาด 2.0 มม. ทำงานได้ 22,000 รอบ ซึ่งใกล้เคียงกับแต่ไม่ได้ดีกว่าประสิทธิภาพของผนังบาง สำหรับความถี่ของวงจรความร้อนที่ต่ำกว่า 0.5 รอบต่อชั่วโมง (12 รอบต่อวัน) ปลอกขนาด 2.0 มม. ให้เวลาเพียงพอระหว่างรอบสำหรับการลดความเครียดและอายุการใช้งานของความล้านั้นเหนือกว่าปลอกขนาด 1.2 มม. โซนสำคัญที่ผนังหนาทำงานได้แย่ลงนั้นเกิดจากแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนที่มากกว่า 0.3g และความถี่ของวงจรความร้อนที่มากกว่า 1 รอบต่อชั่วโมง ในระบบการปกครองนี้ กลไกความล้มเหลวส่วนใหญ่เนื่องมาจากความเครียดจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นของผนังที่หนาขึ้น ในขณะที่ความเครียดจากการสั่นสะเทือนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งมากกว่าสาเหตุหลัก

316 Sheaths - เมทริกซ์การเลือกการโหลดแบบรวม
ตารางต่อไปนี้แสดงรายการความหนาของผนังปลอก 316 ที่แนะนำสำหรับการหมุนเวียนอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนทางกลไปพร้อมกัน ค่าต่างๆ จะขึ้นอยู่กับข้อมูลการทดสอบรวมที่มีความผันผวนของอุณหภูมิ 20 ถึง 250 องศา และความถี่การสั่นสะเทือน 30Hz

ความถี่ของวงจรความร้อน (รอบ/ชม.) แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน (g) การแกว่งของอุณหภูมิ (องศา) ที่แนะนำ 316 รอบความหนาของผนังเปลือกจนถึงความล้มเหลวที่ความหนาที่แนะนำ กลไกความล้มเหลวหลักที่คาดหวัง
<0.5Any Any 2.0 – 2.5 mm 20,000 – 30,000 Vibration stress; thick wall is desirable
0.5 – 1.0 น้อยกว่า 0.2 ก. สูงถึง 200 องศา c 1.6 - 2.0 มม. 18,000 - 25,000 ผสมความหนาใดก็ได้ที่ยอมรับได้
0.5 – 1.0 0.2 – 0.5g สูงถึง 200 องศา 1.2 – 1.6 มม. 15,000 – 22,000 การพัฒนาความเครียดจากความร้อน ชอบผนังบาง
1.0 – 2.0 น้อยกว่า 0.2 กรัม 150 – 250 องศา 1.2 – 1.6 มม. 18,000 – 25,000 ความเครียดจากความร้อนมีอิทธิพลเหนือกว่า หลีกเลี่ยงผนังหนา
1.0 – 2.0 0.2 – 0.5 ก. 150 – 250 องศา 1.0 – 1.2 มม. 15,000 – 20,000 โหลดรวม; จำเป็นต้องมีผนังบาง
1.0 – 2.0 มากกว่า 0.5 กรัม ใดๆ ไม่แนะนำให้ใช้กับ 316<10,000 Upgrade to Incoloy 800H or isolate vibration
สูงกว่า 2.0 ใดๆ ที่สูงกว่า 150 องศา ไม่แนะนำ ต่ำกว่า 8,000 รุนแรงเกินไปสำหรับการหมุนเวียนความร้อน 316
ในพื้นที่-ที่มีความเสี่ยงสูงของเมทริกซ์-ความถี่ของวงจรความร้อนที่สูงกว่า 1 ต่อชั่วโมงและการสั่นสะเทือนที่สูงกว่า 0.3 กรัม วิศวกรมีทางเลือกสามทางสำหรับการใช้งาน ประการแรกคือการแยกฮีตเตอร์ออกจากการสั่นสะเทือนโดยใช้ตัวยึดแบบยืดหยุ่นหรือการติดระยะไกลของตัวเรือนเทอร์มินัล การลดการสั่นสะเทือนจาก 0.5 กรัมเป็น 0.1 กรัมสามารถปรับปรุงอายุการใช้งานความล้าได้ 3 ถึง 5 เท่า ตัวเลือกที่ 2 คือการลดความถี่ของวงจรความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด โดยตั้งอุณหภูมิขั้นต่ำในโหมดสแตนด์บาย แทนที่จะหมุนเวียนฮีตเตอร์จากอุณหภูมิแวดล้อมเป็น 150C-250C อีกทางเลือกหนึ่งคือ Incoloy 800H ซึ่งลดการขยายตัวทางความร้อนและความแข็งแกร่งของอุณหภูมิสูง-ที่สูงขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงต้านทานความล้าจากความร้อนและการสั่นสะเทือนได้ดีขึ้น วิศวกรควรค้นหาข้อมูลความล้าในการบรรทุกรวมจากผู้ผลิตเมื่อระบุเครื่องทำความร้อนสำหรับแพ็คเกจคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบหรืออุปกรณ์การฉีดขึ้นรูป ซึ่งมีรอบการทำความร้อนหลายรอบและมีการสั่นสะเทือนสูง อายุการใช้งานในการทำงานจริงไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างถูกต้องโดยผู้ให้บริการโหมดเดียว (เฉพาะการหมุนเวียนความร้อนหรือการสั่นสะเทือนเท่านั้น) ค่าใช้จ่ายของความล้มเหลวก่อนกำหนดในแอปพลิเคชันจำนวนมากมักต้องปิดกระบวนการต่อเนื่องโดยไม่ได้วางแผน การเลือกความหนาของผนังที่เหมาะสมโดยอิงจากการวิเคราะห์การรับน้ำหนักแบบผสมผสานถือเป็นทางเลือกทางวิศวกรรมที่สำคัญ และไม่สามารถแทนที่ได้ด้วยกฎทั่วไปที่ว่าความหนาจะดีกว่าเสมอไป ในการผสมผสานที่ยากลำบากของการหมุนเวียนความร้อนความถี่สูงและการสั่นสะเทือนเล็กน้อย ปลอก 316 ขนาด 1.2 มม. มักจะใช้งานได้นานกว่าปลอก 2.0 มม. ถึงสองครั้งหรือมากกว่า ดังนั้นผนังที่บางกว่าจึงเป็นข้อกำหนดที่ถูกต้องในด้านอายุการใช้งานที่ยาวนานและประสิทธิภาพในการระบายความร้อน