오랫동안 서있는 금속 피팅 공급 업체 인 저는 수년에 걸쳐 이러한 필수 구성 요소에서 다양한 실패를 목격했습니다. 금속 피팅의 일반적인 실패와 근본 원인을 이해하는 것은 제조업체와 최종 사용자에게 중요합니다. 이 지식은 미래의 문제를 예방하는 데 도움이 될뿐만 아니라 이러한 피팅이 사용되는 시스템의 안전성과 효율성을 보장합니다.
1. 부식
금속 피팅에서 가장 널리 퍼진 실패 중 하나는 부식입니다. 부식은 금속이 환경, 일반적으로 산소 및 수분에 반응 할 때 발생하는 자연 과정입니다. 금속 피팅의 경우, 이는 재료의 손실, 구조적 무결성이 약화되며 결국 완전한 고장으로 이어질 수 있습니다.
부식의 원인
- 수분 노출: 물은 부식의 핵심 촉매제입니다. 야외 응용 분야 또는 지하실, 수역 근처 또는 습도가 높은 산업 환경과 같은 습한 환경에서 사용되는 금속 피팅은 특히 취약합니다. 예를 들어, 수처리 공장의 금속 파이프 피팅은 끊임없이 물에 노출되어 부식의 위험이 증가합니다.
- 화학적 노출: 특정 화학 물질은 부식 공정을 가속화 할 수 있습니다. 산업 환경에서는 금속 피팅이 산, 알칼리 또는 소금과 접촉 할 수 있습니다. 예를 들어, 화학 제조 공장에서 부식성 화학 물질을 운반하는 데 사용되는 파이프 및 피팅은 적절한 재료로 만들어지지 않으면 빠르게 부식 될 수 있습니다.
- 보호 코팅 부족: 많은 금속 피팅은 부식으로부터 보호하기 위해 코팅되어 있습니다. 그러나 마모로 인해 설치, 취급 또는 시간이 지남에 따라 코팅이 손상되면 기본 금속은 부식성 환경에 노출됩니다. 예를 들어,검은 강관 젖꼭지적절한 코팅이 없으면 수분에 노출되면 빠르게 녹슬 낼 수 있습니다.
2. 피로 실패
피로 고장은 금속 피팅이 반복적 인 순환 하중을받을 때 발생합니다. 시간이 지남에 따라 금속에서 작은 균열이 발생하여 점차적으로 자라며 결국 피팅의 실패로 이어집니다.
피로 실패의 원인
- 진동: 작동 중에 진동하는 기계 또는 장비의 금속 피팅은 피로 실패의 위험이 있습니다. 예를 들어, 자동차 엔진에서 다양한 구성 요소를 연결하는 데 사용되는 금속 피팅은 지속적으로 진동에 적용됩니다. 진동이 제대로 축축되지 않으면 피팅은 피로를 경험하고 실패 할 수 있습니다.
- 열 사이클링: 금속 피팅의 반복 가열 및 냉각도 피로를 유발할 수 있습니다. 난방 및 냉각 시스템에서는 파이프 및 피팅이 온도가 변함에 따라 확장되고 수축됩니다. 이주기적인 팽창과 수축은 금속의 균열의 발달로 이어질 수 있습니다.
- 부적절한 디자인: 금속 피팅이 주기적 하중을 견딜 수 있도록 설계되지 않은 경우 피로 실패를 경험할 가능성이 높습니다. 예를 들어, 날카로운 모서리가있는 피팅 또는 크로스 섹션의 갑작스런 변화는 응력 집중점을 만들 수 있으며, 이는 시작되기 쉽습니다.
3. 기계적 과부하
기계적 과부하는 금속 피팅이 설계 용량을 초과하는 하중을받을 때 발생합니다. 이로 인해 피팅의 변형, 균열 또는 완전한 파손이 발생할 수 있습니다.
기계적 과부하의 원인
- 잘못된 설치: 금속 피팅의 부적절한 설치로 인해 과부하가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 설치 중에 파이프 피팅이 너무 많이 조여지면 과도한 응력이 적용될 수 있습니다. 마찬가지로, 피팅이 올바르게 정렬되지 않으면 고르지 않은 하중이 발생할 수 있습니다.
- 예상치 못한 하중: 경우에 따라 금속 피팅이 예기치 않은 하중에 노출 될 수 있습니다. 예를 들어, 시공 프로젝트에서는 실수로 중장비에 부딪쳐 갑자기 과도한 부하가 발생할 수 있습니다.
- 설계 잘못된 계산: 금속 피팅의 설계가 발생할 부하를 정확하게 설명하지 않으면 과부하 할 수 있습니다. 예를 들어, 낮은 압력 적용을 위해 설계된 피팅은 고압 시스템에서 사용되면 실패 할 수 있습니다.
4. Galling
Galling은 두 개의 금속 표면이 서로 닿거나 고압 하에서 서로를 문지르는 경우에 발생하는 접착제 마모의 한 형태입니다. 이로 인해 금속이 한 표면에서 다른 표면으로 전달되어 피팅이 손상 될 수 있습니다.
갤링의 원인
- 비슷한 금속 표면: 동일하거나 유사한 조성물의 두 금속 표면이 접촉 할 때, 그것들은 갤럽 할 가능성이 더 높습니다. 예를 들어,아연 도금 파이프 젖꼭지비슷한 재료로 만들어 졌을 때 함께 조일 수 있습니다.
- 윤활 부족: 윤활은 금속 표면 사이의 마찰을 줄이는 데 도움이됩니다. 윤활이 없거나 윤활이 충분하지 않은 경우 담즙의 위험이 증가합니다.
- 높은 접촉 압력: 두 금속 표면 사이의 고압은 또한 담즙을 촉진 할 수 있습니다. 예를 들어, 높은 토크 적용에서 금속 피팅은 높은 접촉 압력을받을 수있어 담낭의 가능성을 증가시킬 수 있습니다.
5. 부서지기 쉬운 골절
부서지기 쉬운 골절은 금속 피팅이 상당한 변형없이 갑자기 파손될 때 발생합니다. 이러한 유형의 고장은 종종 저온에서 부서지기 쉬우거나 내부 결함이있는 재료와 관련이 있습니다.
부서지기 쉬운 골절의 원인
- 저온: 일부 금속은 저온에서 취성됩니다. 예를 들어, 추운 기후에서는 야외 응용 분야에 사용되는 금속 피팅이 부서지기 쉬울 수 있습니다.
- 재료 결함: 금속의 균열, 포함 또는 공극과 같은 내부 결함은 응력 농도 지점으로 작용하고 부서지기 쉬운 골절의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 예를 들어,가단성 철 파이프 피팅제조 결함이 있으면 부서지기 쉬운 골절이 발생할 가능성이 높습니다.
- 높은 변형 - 속도 로딩: 갑작스런 충격 또는 높은 변형 - 속도 하중은 금속 피팅이 부서지기 쉬운 방식으로 파괴를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 빠르게 움직이는 물체가 치는 피팅은 높은 변형률 하중을 경험하여 부서지기 쉬운 골절로 이어질 수 있습니다.
이러한 실패를 방지하는 방법
- 재료 선택: 응용 프로그램에 적합한 자료를 선택하십시오. 환경과 같은 요인, 피팅 부하가 적용 및 온도 범위를 고려하십시오. 예를 들어, 부식성 환경에서는 부식 - 스테인리스 스틸과 같은 저항성 재료를 사용하십시오.
- 적절한 코팅 및 표면 처리: 부식을 방지하기 위해 금속 피팅에 보호 코팅을 적용하십시오. 정기적으로 코팅에 손상을 입히고 필요한 경우 수리하십시오.
- 올바른 설치: 제조업체의 설치 지침을주의 깊게 따르십시오. 적절한 정렬, 강화 토크 및 적절한 도구 사용을 보장하십시오.
- 정기 검사 및 유지 보수: 부식, 균열 또는 마모와 같은 조기 고장 징후를 감지하기 위해 금속 피팅을 정기적으로 검사하십시오. 손상된 피팅을 즉시 교체하십시오.
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참조
- ASM 핸드북 볼륨 11 : 실패 분석 및 예방.
- Joseph E. Shigley, Charles R. Mischke 및 Richard G. Budynas의 기계 공학 설계.
- 부식 : Ronald G. Kelly의 기본, 테스트 및 보호.
