The Stability of Metal Flexible Couplings in Extreme Temperature Environments

چه چیزی یک کوپلینگ الاستیک فلزی را تعریف می کند

یک کوپلینگ الاستیک فلزی، گشتاور را بین شفت محرک و محور رانده از طریق تغییر شکل الاستیک یک یا چند عنصر انعطاف پذیر فلزی به جای تماس مکانیکی سفت و سخت یا درج پلیمری منتقل می کند. عنصر الاستیک به طور همزمان سه عملکرد را انجام می دهد: گشتاور ارسالی را حمل می کند، ناهماهنگی نسبی شفت را از طریق خمش کنترل شده تطبیق می دهد، و درجه ای از انطباق پیچشی را فراهم می کند که نوسانات سرعت را فیلتر کرده و بار دینامیکی را کاهش می دهد.

خانواده های اصلی جفت الاستیک فلزی که در صنعت و هوافضا با آن مواجه می شوند عبارتند از:

• کوپلینگ های دیسک پک: دیسک‌های چند لایه دایره‌ای نازک، معمولاً از فولاد ضد زنگ یا آلیاژ سخت‌شده در اثر بارش، به‌طور متناوب به فلنج‌های محرک و محرک پیچ می‌شوند. خمش در بسته دیسک رخ می دهد زیرا ناهماهنگی زاویه ای و محوری را در خود جای می دهد.
• کوپلینگ دیافراگمی: یک یا چند دیافراگم حلقوی کانتور، اغلب از آلیاژ تیتانیوم یا فولاد پر آلیاژ، که برای جبران ناهماهنگی خم می‌شوند و در عین حال گشتاور بالا را با واکنش برگشتی بسیار کم منتقل می‌کنند. به طور گسترده در توربوماشین آلات و قطارهای کمپرسور پرسرعت استفاده می شود.
• کوپلینگ دم: یک لوله فلزی با دیواره نازک و راه راه - معمولاً فولاد ضد زنگ آستنیتی یا اینکونل - که استحکام پیچشی را برای انتقال گشتاور فراهم می کند در حالی که به صورت محوری و جانبی خم می شود تا ناهماهنگی را جبران کند. در کاربردهای سروو و رمزگذار دقیق رایج است.
• کوپلینگ های فنر برگ (سرپانتین): نوارهای فلزی سینوسی یا مارپیچ که بین دو فلنج توپی قرار گرفته اند. نوارهای فنر تحت بار خم می شوند و انطباق پیچشی و عدم تراز را فراهم می کنند.

همه این طرح‌ها دارای ویژگی مشخصی هستند که عملکرد آنها به رفتار مکانیکی یک عنصر الاستیک فلزی بستگی دارد - وابستگی که تغییرات ناشی از دما در خواص مواد را به نگرانی اصلی در کاربردهای محیطی شدید تبدیل می‌کند.

اثرات حرارتی بر عناصر الاستیک فلزی

دما از طریق چندین مکانیسم همزمان و متقابل بر رفتار یک جفت الاستیک فلزی تأثیر می گذارد. درک هر مکانیزم به صورت جداگانه، پیش نیازی برای ارزیابی پایداری کلی کوپلینگ در یک محدوده حرارتی وسیع است.

تغییرات در مدول الاستیک

مدول الاستیک یک فلز - نسبت تنش به کرنش در ناحیه الاستیک خطی - با افزایش دما کاهش می‌یابد و با کاهش دما افزایش می‌یابد. برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی که معمولاً در کوپلینگ های دیسکی و دمی استفاده می شوند، مدول الاستیسیته در دمای 500 درجه سانتی گراد معمولاً است. 15 تا 18 درصد کمتر نسبت به دمای اتاق، در حالی که در -200 درجه سانتیگراد ممکن است 10-12٪ بیشتر باشد. این جابجایی مستقیماً بر سختی پیچشی کوپلینگ تأثیر می‌گذارد: یک بسته دیسکی یا دیافراگمی که سفتی زاویه‌ای مشخص را در دمای 20 درجه سانتی‌گراد ارائه می‌کند، در دمای بالا به طور قابل اندازه‌گیری نرم‌تر و در سرویس برودتی سفت‌تر خواهد بود.

نتیجه عملی تغییر در فرکانس طبیعی پیچشی سیستم محرک است. اگر سیستم در دمای اتاق تنظیم شده باشد تا فرکانس تشدید خود را به طور ایمن به دور از فرکانس های تحریک عملیاتی قرار دهد، یک تغییر مدول قابل توجه در دمای سرویس ممکن است آن رزونانس را به سرعت عملیاتی نزدیکتر کند، با عواقب بالقوه مخرب. بنابراین اصلاح حرارتی محاسبات فرکانس طبیعی پیچشی برای سیستم هایی که به خوبی خارج از محدوده دمای محیط کار می کنند اجباری است.

انبساط حرارتی و تغییر ابعاد

اجزای فلزی بر حسب گرمایش منبسط می‌شوند و در هنگام سرمایش متناسب با ضریب انبساط حرارتی (CTE) و تغییر دما منقبض می‌شوند. در یک کوپلینگ الاستیک فلزی، این تأثیر می گذارد:

• متناسب با سوراخ و شفت: تداخل متناسب با اندازه در دمای اتاق ممکن است در دمای بالا شل شود اگر شفت و توپی با سرعت های مختلف منبسط شوند - یک نگرانی مهم در هنگام ترکیب فلزات غیرمشابه، مانند توپی دیافراگم تیتانیوم روی شفت فولادی.
• پیش بارگیری پیچ: اگر عنصر منعطف و پیچ‌هایی که آن را می‌بندند از مواد مختلف با CTE‌های مختلف باشد، چرخه حرارتی می‌تواند بار پیش‌بار پیچ را تغییر دهد، یا نیروی گیره را کاهش دهد (خطر لغزش تحت گشتاور) یا افزایش آن به سطوحی که بر فلنج یا دیسک فشار وارد می‌کند.
• موقعیت محوری ماشین آلات متصل: رشد حرارتی شفت‌ها و محفظه‌های بلند جابجایی محوری ایجاد می‌کند که کوپلینگ باید آن را در خود جای دهد. ظرفیت محوری عنصر انعطاف پذیر باید در برابر رشد حرارتی واقعی در محدوده دمای عملیاتی کامل تأیید شود.

هنگامی که یک مجموعه کوپلینگ یک گرادیان دمایی قابل توجه را در بر می گیرد - برای مثال، یک کوپلینگ که یک شفت توربین داغ را به یک گیربکس خنک تر متصل می کند - انبساط حرارتی دیفرانسیل در امتداد محور کوپلینگ بارگذاری محوری پایدار ایجاد می کند که بر بارهای دینامیکی ناشی از انتقال گشتاور و جبران ناهماهنگی سوار می شود.

قدرت عملکرد و خواص خستگی

عمر خستگی یک عنصر الاستیک فلزی توسط دامنه تنش چرخه ای نسبت به حد استقامت ماده کنترل می شود. هم قدرت تسلیم و هم حد تحمل خستگی فلزات ساختاری به دما بستگی دارد:

• در دماهای بالا ، قدرت تسلیم و حد استقامت کاهش می یابد. یک بسته دیسکی طراحی شده با حاشیه خستگی راحت در دمای اتاق ممکن است تنش های چرخه ای را تجربه کند که به حد استقامت ماده در دمای کاری مورد نظر نزدیک شده یا از آن فراتر می رود و عمر مفید را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.
• در دماهای برودتی اکثر فولادهای پر آلیاژ و آلیاژهای تیتانیوم استحکام کششی و تسلیم خود را حفظ کرده یا اندکی بهبود می بخشند. با این حال، برخی از مواد - به ویژه فولادهای کربنی و فولادهای زنگ نزن فریتی خاص - تحت یک تغییر شکل پذیر به شکننده در زیر دمای بحرانی قرار می گیرند، پس از آن شکست می تواند در سطوح تنش بسیار کمتر از استحکام تسلیم اسمی رخ دهد. انتخاب مواد با چقرمگی برودتی خوب (انرژی ضربه چارپی بالا در حداقل دمای سرویس) یک نیاز اساسی طراحی برای کوپلینگ ها در سرویس های دمای پایین است.

خزش و آرامش استرس

در دماهای بالاتر از تقریباً 30 تا 40 درصد از نقطه ذوب مطلق یک فلز (آستانه خزش)، تنش پایدار باعث تغییر شکل پلاستیک آهسته و وابسته به زمان می شود که به عنوان خزش شناخته می شود. برای فولادها، خزش عملاً بیش از حدود 400-450 درجه سانتیگراد قابل توجه است. برای سوپرآلیاژهای نیکل، آستانه به طور قابل توجهی بالاتر است.

در یک کوپلینگ الاستیک فلزی که در دمای بالا کار می کند، خزش در عنصر انعطاف پذیر یا در پیچ و مهره های گیره منجر به آرامش استرس - کاهش تدریجی تنش الاستیک موجود در مونتاژ. اتصالات پیچ ممکن است پیش بار را از دست بدهند. بسته های دیسک ممکن است یک مجموعه دائمی داشته باشند. دیافراگم ها ممکن است یک افست زاویه ای دائمی از خود نشان دهند. نتیجه کوپلینگی است که دیگر آنطور که طراحی شده است، با تغییر سختی، کاهش عمر خستگی و ظرفیت گشتاور بالقوه به خطر افتاده عمل نمی کند. برای کاربردهای بالاتر از آستانه خزش آلیاژهای استاندارد، مواد جفت کننده باید از درجه های درجه حرارت بالا با مقاومت خزش نشان داده شده انتخاب شوند، مانند Inconel یا Waspaloy سخت شده در اثر بارش.

اکسیداسیون و تخریب سطحی

در دماهای بالا در اتمسفرهای اکسید کننده، سطح عناصر الاستیک فلزی می تواند فلس های اکسیدی را تشکیل دهد. برای اکثر فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای نیکل، یک لایه اکسید چسبنده محافظ تشکیل می شود که اکسیداسیون بیشتر را محدود می کند. با این حال، چرخه حرارتی مکرر می تواند باعث ریزش این لایه شود، فلز تازه را در معرض دید قرار دهد و باعث تخریب تدریجی سطح شود. حفره‌های سطحی، تشکیل رسوب و اکسیداسیون بین دانه‌ای، سطح مقطع مؤثر دیسک یا عناصر دمی نازک را کاهش می‌دهند و به عنوان محل تمرکز تنش عمل می‌کنند که باعث ایجاد ترک‌های خستگی می‌شود. پوشش‌ها، درمان‌های سطحی یا استفاده از آلیاژهای ذاتاً مقاوم در برابر اکسیداسیون، اقدامات حفاظتی مهمی برای کوپلینگ‌هایی هستند که در معرض محیط‌های اکسیدکننده با دمای بالا قرار دارند.

رفتار در محیط های با دمای بالا

کاربردهای دمای بالا برای کوپلینگ‌های الاستیک فلزی شامل درایوهای جانبی موتور توربین گاز، کوپلینگ‌های ژنراتور توربین بخار، محرک‌های اصلی کارخانه نورد گرم، محرک‌های نوار نقاله کوره‌های صنعتی و قطارهای کمپرسور پتروشیمی است. در این محیط ها، کوپلینگ ممکن است در معرض دماهای پایدار از 250 درجه سانتیگراد تا 600 درجه سانتیگراد قرار گیرد، با چرخه حرارتی در هنگام راه اندازی و خاموش شدن.

انتخاب مواد برای سرویس در دمای بالا

انتخاب مواد عنصر انعطاف پذیر حیاتی ترین تصمیم طراحی برای یک کوپلینگ در دمای بالا است. مواد بر اساس چندین معیار ارزیابی می شوند:

• فولادهای زنگ نزن سخت شده در اثر بارش (PH 17-4، 15-5 PH): ترکیب خوبی از استحکام، قابلیت دمای متوسط (حدود 300 تا 350 درجه سانتیگراد) و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد. به طور گسترده در کوپلینگ های دیسک پک برای کاربردهای کمپرسور و پمپ استفاده می شود.
• فولادهای زنگ نزن آستنیتی (316L، 321، 347): مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا بهتر از نمرات سخت شده در اثر بارش، با استحکام قابل استفاده تا حدود 500-550 درجه سانتیگراد. گریدهای تثبیت شده 321 و 347 در برابر حساسیت و خوردگی بین دانه ای پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در دمای بالا مقاومت می کنند.
• سوپرآلیاژهای پایه نیکل (Inconel 718, Waspaloy): استحکام بالا و مقاومت در برابر خزش را تا دمای 650 درجه سانتیگراد و بالاتر حفظ کنید. در سخت‌ترین کوپلینگ‌های توربوماشین‌آلات با دمای بالا که فولادهای ضد زنگ استاندارد کافی نیستند، استفاده می‌شود.
• آلیاژهای تیتانیوم (Ti-6Al-4V): دارای استحکام ویژه بالا و قابلیت دمای بالا تا حدود 300 درجه سانتیگراد، همراه با چگالی کم که اینرسی چرخشی را به حداقل می رساند. در هوافضا و کوپلینگ های دیافراگمی توربوماشین های پرسرعت که وزن یک محدودیت است، استفاده می شود.

ملاحظات روانکاری در دمای بالا

کوپلینگ های الاستیک فلزی are generally designed to operate without lubrication at the flexible element — the flexure is intended to be a clean elastic deformation, not a sliding contact. However, the hub bores, keyways, and fastener threads in high-temperature couplings require anti-seize compounds or high-temperature thread lubricants to prevent galling and to ensure that the coupling can be disassembled for inspection without damaging the mating surfaces. Standard molybdenum disulfide (MoS₂) paste is widely used up to approximately 450°C; copper-based anti-seize compounds extend protection to higher temperatures.

موانع حرارتی و استراتژی های عایق

در جایی که یک کوپلینگ یک ماشین بسیار داغ را در دمای محیط به یک دستگاه متصل می کند، هدایت گرما در امتداد شفت و از طریق کوپلینگ می تواند دمای اجزای پایین دست را بالاتر از حد طراحی آنها افزایش دهد. موانع حرارتی - معمولاً یک بخش کوتاه از آلیاژ کم رسانایی یا یک لوله جداکننده با پوشش سرامیکی - می توانند در اسپیسر کوپلینگ گنجانده شوند. برای محدود کردن جریان گرما در برخی از تاسیسات، محافظ‌های کوپلینگ با هوای اجباری یا آب خنک برای حفظ خود کوپلینگ در محدوده دمای عملیاتی آن استفاده می‌شود.

رفتار در محیط های برودتی

کاربردهای برودتی برای کوپلینگ های الاستیک فلزی شامل درایوهای کمپرسور کارخانه گاز طبیعی مایع (LNG)، درایوهای پمپ اکسیژن مایع و نیتروژن مایع، سیستم های مغناطیسی ابررسانا، درایوهای پمپ پیشرانه هوافضا و سکوهای آزمایش تونل باد برودتی است. دمای کار در این محیط ها از -50 درجه سانتیگراد تا -269 درجه سانتیگراد (دمای هلیوم مایع) متغیر است.

چقرمگی مواد و انتقال شکل پذیر به شکننده

نگرانی اصلی مواد در طراحی کوپلینگ برودتی چقرمگی شکست است. فولادهای کربنی و فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد در دماهای پایین دچار تغییر رفتار شکستگی انعطاف پذیر به شکننده می شوند. در زیر دمای انتقال، این مواد می توانند به طور ناگهانی در سطوح تنش بسیار کمتر از قدرت تسلیم اسمی خود شکست بخورند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (304L، 316L) و اکثر آلیاژهای پایه نیکل این انتقال را نشان نمی دهند. - آنها در برابر دمای هلیوم مایع سخت و انعطاف پذیر می مانند و آنها را به گزینه های استاندارد مواد برای عناصر منعطف برودتی تبدیل می کند.

آلیاژهای تیتانیوم نیز چقرمگی کافی را در دماهای برودتی حفظ می‌کنند، اگرچه باید از نظر شکنندگی هیدروژن در کاربردهایی که شامل هیدروژن مایع است، ارزیابی شوند.

افزایش سفتی در دمای پایین

همانطور که در بالا ذکر شد، مدول الاستیک مواد فلزی در دماهای برودتی افزایش می یابد. یک کوپلینگ دم یا بسته دیسکی که برای سفتی پیچشی خاص در دمای اتاق طراحی شده است در -196 درجه سانتیگراد به طور قابل اندازه گیری سفت تر خواهد بود. این افزایش سفتی فرکانس طبیعی پیچشی سیستم محرک را به سمت بالا تغییر می دهد و توزیع بار دینامیکی در سیستم را تغییر می دهد. تجزیه و تحلیل پیچشی قطار محرکه باید در شرایط عملیاتی گرم و سرد انجام شود تا تأیید شود که هیچ تشدید بحرانی در محدوده عملیات حرارتی کامل معرفی نشده است.

انقباض حرارتی و مدیریت تناسب

اجزای فلزی در دماهای برودتی منقبض می شوند. برای سوراخ توپی که توسط تداخل به شفت نصب می شود، انقباض در جهتی است که تداخل را افزایش می دهد - شرایط برودتی معمولاً به جای شل شدن، اتصالات شفت را محکم می کند. با این حال، هنگامی که فلزات غیر مشابه با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت با هم ترکیب شوند ، انقباض دیفرانسیل می تواند تنش های رابط بسیار بالایی ایجاد کند. انتخاب دقیق ابعاد تناسب و ترکیب مواد، تأیید شده توسط محاسبات تنش حرارتی، لازم است تا اطمینان حاصل شود که تناسب تداخلی در سراسر محدوده دمای عملیاتی رخ نمی‌دهد.

حذف نیازهای روانکاری

یک مزیت عملیاتی قابل توجه کوپلینگ های الاستیک فلزی در خدمات برودتی، آزادی ذاتی آنها از نیازهای روانکاری در عنصر انعطاف پذیر است. کوپلینگ های معمولی روغن کاری شده با گریس - مانند کوپلینگ های چرخ دنده - را نمی توان در محیط های برودتی استفاده کرد زیرا روان کننده ها در دماهای پایین جامد می شوند و باعث تشنج می شوند. بنابراین، خمش تمام فلزی و بدون روغن کاری دیسک، دیافراگم یا کوپلینگ دم، علاوه بر مزیت عملکرد، یک ضرورت عملی در بسیاری از کاربردهای درایو برودتی است.

چرخه حرارتی: اثرات تجمعی و تعامل خستگی

بسیاری از کاربردهای دمای شدید شامل عملکرد پایدار پایدار در یک دما نمی‌شوند - در عوض، کوپلینگ چرخه‌های حرارتی مکرری را تجربه می‌کند، زیرا سیستم از سرما شروع به کار می‌کند، به دمای عملیاتی می‌رسد و دوباره خاموش می‌شود. هر چرخه حرارتی یک چرخه تنش حرارتی را بر وضعیت تنش مکانیکی موجود عنصر انعطاف‌پذیر قرار می‌دهد.

خستگی حرارتی - شروع و انتشار ترک ناشی از تنش‌های حرارتی چرخه‌ای - از خستگی مکانیکی متمایز است اما با آن تعامل دارد. کل آسیب خستگی انباشته شده توسط عنصر انعطاف پذیر، مجموع مشارکت سیکل های بار مکانیکی (نوسانات گشتاور، چرخه های خمشی ناشی از ناهماهنگی) و چرخه های تنش حرارتی است. در کاربردهایی با چرخه حرارتی مکرر، سهم خستگی حرارتی می تواند قابل مقایسه یا بیشتر از سهم خستگی مکانیکی باشد. ، و هر دو باید در ارزیابی عمر سرویس گنجانده شوند.

چرخه حرارتی همچنین باعث تغییر ابعاد پیشرونده از طریق جغجغه‌زنی - تجمع افزایش‌های کوچک تغییر شکل پلاستیک در هر چرخه - و از طریق انبساط و انقباض دیفرانسیل اتصالات پیچ‌دار می‌شود که می‌تواند بارگذاری اولیه را در طول زمان تغییر دهد. گشتاور مجدد دوره‌ای اتصال دهنده‌ها و بازرسی برای تغییر شکل دائمی عناصر انعطاف‌پذیر، بنابراین شیوه‌های تعمیر و نگهداری استاندارد برای کوپلینگ‌ها در سرویس چرخه‌ای حرارتی هستند.

عملکرد مقایسه ای انواع کوپلینگ الاستیک فلزی در سرویس در دمای بسیار بالا

جدول زیر مناسب بودن چهار نوع اتصال الاستیک فلزی اصلی را برای خدمات در دمای بالا و برودتی، همراه با ویژگی‌های کلیدی عملکرد مرتبط با دما، خلاصه می‌کند.

ملاحظات طراحی برای سیستم های کوپلینگ در دمای شدید

تعیین یک کوپلینگ الاستیک فلزی برای سرویس در یک محیط چالش برانگیز حرارتی نیازمند یک رویکرد مهندسی ساختار یافته است که فراتر از گشتاور استاندارد دمای اتاق و محاسبات ناهماهنگی است.

تجزیه و تحلیل پیچشی اصلاح شده با دما

سفتی پیچشی کوپلینگ و فرکانس طبیعی پیچشی قطار محرکه کامل باید در دمای سرویس واقعی محاسبه شود و تغییر مدول مواد عنصر انعطاف پذیر را در نظر بگیرد. اگر سیستم درایو در حین راه‌اندازی از محدوده سرعت عبور کند در حالی که کوپلینگ هنوز سرد است، فرکانس طبیعی در شرایط سرد نیز باید بررسی شود تا تأیید شود که تشدیدهای بحرانی در طول گذرا راه‌اندازی برانگیخته نمی‌شوند.

ارزیابی عمر خستگی در دمای سرویس

دامنه تنش چرخه ای در عنصر انعطاف پذیر باید در برابر حد استقامت ماده در دمای عملیاتی ارزیابی شود، نه در دمای اتاق. داده‌های خستگی منتشر شده برای مواد کاندید در دمای سرویس مورد نظر باید از تامین‌کننده مواد یا از مراجع طراحی ثابت گرفته شود. ضریب ایمنی خستگی حداقل 1.5 تا 2.0 در دامنه تنش، با اشاره به حد استقامت در دمای بالا، یک معیار طراحی رایج است.

بررسی رشد حرارتی و ظرفیت محوری

کل جابجایی محوری که کوپلینگ باید در خود جای دهد باید از رشد حرارتی هر دستگاه متصل در محدوده دمای عملیاتی کامل آن محاسبه شود. ظرفیت محوری عنصر انعطاف پذیر باید از این جابجایی محاسبه شده با حاشیه مناسب بیشتر باشد. در جایی که رشد حرارتی زیاد است، یک جفت شفت شناور (فاصله‌دهنده) با دو عنصر انعطاف‌پذیر - یکی در هر انتها - ممکن است برای توزیع تقاضاهای محوری و زاویه‌ای بین دو صفحه انعطاف‌پذیر ضروری باشد.

سازگاری مواد و بست

تمام مواد در مجموعه کوپلینگ - توپی، عنصر انعطاف پذیر، پیچ و مهره و هر جزء جداکننده - باید از نظر سازگاری در محیط حرارتی ارزیابی شوند. توجه ویژه باید به موارد زیر داده شود:

• ضریب انبساط حرارتی تطبیق بین هاب و عنصر انعطاف پذیر برای جلوگیری از رشد بیش از حد دیفرانسیل در دمای عملیاتی.
• انتخاب مواد اتصال دهنده برای حفظ پیش بار کافی پیچ در محدوده حرارتی. مواد پیچ ​​و مهره با آلیاژ بالا (A286، Inconel 718) در کاربردهای با دمای بالا برای به حداقل رساندن تلفات پیش بار استفاده می شوند.
• سازگاری گالوانیکی هنگامی که فلزات غیر مشابه در حضور رطوبت در دماهای متوسط ​​در تماس باشند.

استراتژی بازرسی و نظارت

کوپلینگ های الاستیک فلزی in extreme thermal service should be subject to a defined inspection protocol. Key inspection activities include:

• بازرسی بصری و ابعادی عناصر منعطف در هر تعمیر اساسی برای نشانه‌های تغییر شکل دائمی، ترک‌خوردگی سطح، آسیب اکسیداسیون یا خوردگی.
• بررسی غیر مخرب (بازرسی نافذ رنگ یا ذرات مغناطیسی برای مواد آهنی، نافذ فلورسنت برای غیرآهنی) مناطق المان انعطاف پذیر بسیار تحت تنش، به ویژه سوراخ های پیچ دیسک و انتقال سوراخ های دیافراگم.
• بررسی پیش بار بست توسط بررسی گشتاور یا اندازه گیری افزایش طول پیچ پس از اولین سیکل حرارتی و متعاقباً در فواصل زمانی مشخص.
• نظارت بر امضای ارتعاش در حین کار برای تشخیص تغییرات در فرکانس طبیعی پیچشی که ممکن است نشان دهنده تغییر سفتی جفت به دلیل تخریب مواد یا مجموعه دائمی باشد.

روش‌های تعمیر و نگهداری برای کاربردهای گرمایی

عمر مفید یک کوپلینگ الاستیک فلزی در یک محیط با دمای شدید به شدت تحت تأثیر کیفیت و سازگاری برنامه تعمیر و نگهداری اعمال شده روی آن است. اقدامات زیر به عنوان بخشی از یک برنامه تعمیر و نگهداری ساختاریافته توصیه می شود:

• یک گزارش چرخه حرارتی ایجاد کنید: تعداد چرخه‌های حرارتی (راه‌اندازی و خاموش شدن) جمع‌آوری شده توسط هر کوپلینگ را در برنامه‌های پرشمار سیکل مانند واحدهای پیک توربین گاز ثبت کنید. از این داده ها برای ردیابی مصرف خستگی انباشته در برابر عمر طراحی عنصر انعطاف پذیر استفاده کنید.
• ترکیبات ضد گیر را روی همه بست ها اعمال کنید: از ترکیبی استفاده کنید که برای حداکثر دمای مورد انتظار خدمات درجه بندی شده است. در هر جداسازی قطعات را مجدداً اعمال کنید تا از خراشیدگی جلوگیری شود و اطمینان حاصل شود که روابط گشتاور و کشش بست قابل پیش بینی باقی می ماند.
• بررسی تراز کوپلینگ در دمای عملیاتی: در صورت امکان، تراز شفت را با دستگاه در دمای کارکرد معمولی آن بررسی کنید، زیرا رشد حرارتی بدنه ها و تکیه گاه ها ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی شود که در شرایط تراز سرد وجود ندارد.
• عناصر منعطف را در یک برنامه زمانی مبتنی بر شرایط یا با طول عمر جایگزین کنید: برای کاربردهای حیاتی ایمنی، یک عمر بازنشستگی برای عناصر منعطف بر اساس ساعات کار انباشته و چرخه‌های حرارتی ایجاد کنید و آنها را قبل از آن حد بدون توجه به شرایط ظاهری بازنشسته کنید.
• عناصر انعطاف پذیر جایگزین را به درستی ذخیره کنید: بسته های دیسکی، دیافراگم ها و مجموعه های دم باید در شرایط خشک و تمیز و عاری از آسیب مکانیکی نگهداری شوند. حتی خراش های سطحی جزئی یا فرورفتگی روی عناصر نازک انعطاف پذیر می تواند به عنوان محل شروع خستگی عمل کند و باید قبل از نصب باعث رد شود.