Les broches de cheville peuvent-elles être utilisées dans des environnements à haute température?

Les broches de cheville peuvent-elles être utilisées dans des environnements à haute température? Il s'agit d'une question qui se pose souvent parmi les ingénieurs, les fabricants et les personnes impliquées dans diverses applications industrielles. En tant que fournisseur d'épingles à cheville, j'ai rencontré cette requête à plusieurs reprises, et dans ce blog, je vais me plonger dans les facteurs qui déterminent la pertinence des broches de cheville dans des paramètres à température élevée.

Comprendre les broches de cheville

Les broches de cheville sont des tiges cylindriques, généralement fabriquées en métal, utilisées pour aligner précisément les pièces de la machine ou pour empêcher le mouvement entre les pièces. Ils sont disponibles dans différentes normes et matériaux, comme leISO8734 ou DIN6325 PIN DOWEL PARALLE,Din7979 SS Dowel Pin, etBroches ISO2338 ou Din7 en acier durci. Chaque type a ses propres caractéristiques et est conçu pour des applications spécifiques.

Facteurs affectant les broches de cheville dans des environnements à haute température

Propriétés des matériaux

Le matériau de la broche de nappe est le facteur le plus crucial lors de l'examen de l'utilisation de la température élevée. Différents métaux ont des points de fusion différents, des coefficients d'extension thermique et une résistance à l'oxydation.

1. Broches en acier: L'acier est un matériau commun pour les broches de cheville. Cependant, les épingles à cheville en acier ordinaires peuvent faire face à des défis dans des environnements à haute température. À des températures élevées, l'acier peut perdre sa dureté et sa résistance. Par exemple, l'acier au carbone commence à perdre considérablement ses propriétés mécaniques à des températures supérieures à 400 à 500 ° C. L'expansion thermique de l'acier peut également provoquer des changements dimensionnels, ce qui peut entraîner un désalignement des pièces qu'elle maintient ensemble.

2. Broches en acier inoxydable: L'acier inoxydable offre une meilleure résistance à la corrosion par rapport à l'acier ordinaire. Certains niveaux en acier inoxydable, comme 316 et 304, peuvent résister à des températures relativement élevées jusqu'à environ 800 à 900 ° C sans oxydation significative. Cependant, similaires à l'acier au carbone, ils connaissent également une expansion thermique. De plus, à des températures très élevées, le chrome en acier inoxydable peut réagir avec l'oxygène dans l'air, formant l'oxyde de chrome, qui peut affecter les propriétés de surface de la broche de nappe.

3. Alliages de température élevés: Les alliages tels que Inconel et Hastelloy sont spécialement conçus pour des applications à haute température. Ces alliages ont des points de fusion élevés, une excellente résistance à l'oxydation et des coefficients d'expansion thermique relativement faibles. Par exemple, Inconel 625 peut maintenir sa force et son intégrité à des températures jusqu'à 1093 ° C. Les broches de cheville fabriquées à partir de ces alliages à haute température conviennent plus à des environnements de température extrêmement élevés.

Extension thermique

La dilatation thermique est un phénomène naturel où les matériaux se développent lorsqu'ils sont chauffés. La différence de dilatation thermique entre la broche de nappe et les pièces qu'il connecte peut causer des problèmes. Si la broche de cheville se dilate plus que les pièces environnantes, elle peut créer une contrainte excessive, conduisant à la fissuration ou à la déformation des pièces. À l'inverse, si la broche de cheville se développe moins, elle peut devenir lâche, entraînant un désalignement et une intégrité articulaire réduite.

Oxydation et corrosion

Dans les environnements à haute température, en particulier en présence d'oxygène, les broches de cheville sont sujets à l'oxydation. L'oxydation peut affaiblir la broche de cheville au fil du temps, réduisant sa résistance et provoquant une dégradation de la surface. La corrosion peut également se produire s'il existe d'autres substances réactives présentes dans l'environnement, telles que les composés de soufre ou de chlore.

Applications des broches de cheville dans des environnements à haute température

1. Industrie aérospatiale: Dans les moteurs d'avion et autres composants aérospatiaux, les broches de cheville sont utilisées pour aligner et sécuriser diverses pièces. Ces composants fonctionnent souvent à des températures extrêmement élevées. Les broches à chevilles en alliage à haute température sont couramment utilisées dans cette industrie pour assurer la fiabilité et la sécurité des systèmes.

2. Production d'électricité: Dans les centrales électriques, qu'il s'agisse d'un charbon - tiré, de gaz ou d'une centrale nucléaire, de nombreux composants sont exposés à des températures élevées. Les épingles à cheville sont utilisées dans les turbines, les chaudières et autres équipements. Le choix des broches de cheville dépend de la température spécifique et des conditions environnementales de chaque application.

3. Fabrication de verre: Le processus de fabrication de verre implique des fours à température haute. Les broches de cheville sont utilisées pour aligner les moules et autres équipements. Les broches en acier inoxydable ou à haute température en alliage à température sont souvent utilisées pour résister aux températures élevées et à l'environnement corrosif créé par le verre fondu.

Études de cas

Jetons un coup d'œil à un exemple réel - mondial. Une entreprise de l'industrie automobile utilisait des broches de cheville en acier ordinaires dans un composant moteur à haute température. Le moteur fonctionnait à des températures d'environ 600 à 700 ° C. Au fil du temps, les broches de cheville ont commencé à perdre leur dureté et se sont détachées en raison de l'expansion thermique. Cela a conduit à un désalignement des pièces, provoquant des problèmes de performance du moteur. Après être passé à des broches à chevilles en alliage à haute température, le problème a été résolu et le moteur fonctionnait en douceur.

Solutions pour l'utilisation des broches dans des environnements à haute température

1. Sélection des matériaux: Comme mentionné précédemment, le choix du bon matériau est crucial. Pour les applications avec des températures allant jusqu'à 500 à 600 ° C, les broches de cheville en acier inoxydable peuvent être suffisantes. Pour des températures plus élevées, des épingles à cheville en alliage à haute température doivent être prises en compte.
2. Revêtements: L'application de revêtements protecteurs sur les broches de cheville peut améliorer leur résistance à l'oxydation et à la corrosion. Les revêtements en céramique, par exemple, peuvent fournir une barrière entre la goupille de cheville et l'environnement environnant, réduisant le taux d'oxydation.
3. Considérations de conception: La conception de l'articulation pour s'adapter à l'expansion thermique est essentielle. Cela peut impliquer d'utiliser des broches de cheville en vrac ou incorporer des joints d'expansion dans la conception.

Conclusion

En conclusion, les broches de cheville peuvent être utilisées dans des environnements à haute température, mais une attention particulière doit être accordée au matériau, à l'expansion thermique et aux facteurs d'oxydation / corrosion. Alors que les broches régulières en acier peuvent ne pas convenir à des applications à très haute température, des alliages de température élevés et des solutions de conception appropriées peuvent rendre les broches de cheville fiables dans de tels environnements.

Si vous avez besoin d'épingles à cheville pour des applications à haute température ou si vous avez des questions sur nos produits, n'hésitez pas à nous contacter pour l'achat et à une discussion plus approfondie. Nous nous engageons à fournir des broches de cheville de haute qualité qui répondent à vos exigences spécifiques.

Références

• Handbook ASM, Volume 2: Propriétés et sélection: alliages non ferreux et matériaux spéciaux.
• "Haute - Matériaux de température et leurs applications" par RA Rapp.
• Fiches techniques de fabricants d'alliages tels que Inco Alloys International et Haynes International.