हाइपरसोनिक वाहन परीक्षण के लिए मिश्र धातु पाइप: ग्रेड और डिज़ाइन गाइड

हाइपरसोनिक वाहन परीक्षण पाइपिंग को इंजीनियरिंग के सबसे गंभीर वातावरणों में से एक बनाता है। उच्च -मच पवन सुरंग के अंदर स्थिर तापमान सामान्य स्टील के पिघलने बिंदु से अधिक हो सकता है, जबकि एक ही परीक्षण लूप एक साथ क्रायोजेनिक हाइड्रोजन, हीलियम या मीथेन को शीतलक और ईंधन के रूप में ले जा सकता है। इसलिए इस कर्तव्य के लिए मिश्र धातु पाइप को उच्च तापमान शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को भरोसेमंद कम तापमान कठोरता, करीबी आयामी सहनशीलता और एक आंतरिक सतह के साथ जोड़ना चाहिए जो परीक्षण गैस को दूषित नहीं करेगा।

हाइपरसोनिक टेस्ट लूप के अंदर सेवा की शर्तें

एक ही समय में पाइपिंग पर तीन भार कार्य करते हैं: परीक्षण प्रवाह से वायुगतिकीय हीटिंग, लगातार चलने के बीच थर्मल साइक्लिंग, और नोजल, मॉडल समर्थन और ईंधन वितरण प्रणाली से प्रेषित कंपन। परीक्षण अनुभाग के करीब पाइपों को आमतौर पर सक्रिय रूप से ठंडा किया जाता है, जिसमें शीतलक चैनल डक्ट दीवार में बनते हैं या टांक दिए जाते हैं। स्क्रैमजेट परीक्षण लेख के लिए ईंधन लाइनों को ठंडे सिरे पर क्रायोजेनिक इनलेट तापमान से बचना चाहिए और गंभीर गर्मी इंजेक्टर के तुरंत नीचे की ओर सोखनी चाहिए।

ठहराव तापमान: उच्च -मैक मॉडल के अग्रणी किनारे पर कई हजार डिग्री सेल्सियस।

शीतलक तापमान: तरल हाइड्रोजन और तरल हीलियम स्तर तक।

कंपन: मैक 5 और उससे अधिक पर निरंतर उच्च आवृत्ति लोडिंग।

शुद्धता: परीक्षण गैस संरचना को आउटगैसिंग या संक्षारण उत्पादों द्वारा परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए।

उच्च तापमान पाइपिंग के लिए मिश्र धातु ग्रेड और विशिष्टताएँ

कूल्ड चैनल और ईंधन वितरण पाइप का डिज़ाइन

कूलिंग चैनल ज्यामिति सामान्यतः केवल दबाव रेटिंग के बजाय संयुग्मी ऊष्मा स्थानांतरण विश्लेषण द्वारा तय की जाती है। दीवार की मोटाई, चैनल पहलू अनुपात और शीतलक वेग चयनित मिश्र धातु के लिए अनुमत दीवार तापमान के विरुद्ध संतुलित हैं। जहां लाइन हाइड्रोजन ले जाती है, वहां डिजाइनर को कूल डाउन पर बड़े तापीय संकुचन, चुने हुए ग्रेड की हाइड्रोजन भंगुरता संवेदनशीलता और वाल्व सक्रिय होने पर उत्पन्न दबाव वृद्धि का भी ध्यान रखना चाहिए।

परिवेश और क्रायोजेनिक स्थिति के बीच पूर्ण तापीय संकुचन को अवशोषित करने के लिए लचीली धौंकनी या विस्तार लूप का उपयोग करें।

ठंडे खंडों में वेल्डेड जोड़ों को न्यूनतम रखें; जहां जोड़ अपरिहार्य है, मिलान किए गए भराव धातु के साथ पूर्ण {{0} प्रवेश वेल्ड का उपयोग करें।

अचानक अनुभाग परिवर्तन से बचें जो स्थानीय हॉट स्पॉट और तनाव एकाग्रता पैदा करते हैं।

लाइन को सहारा दें ताकि थर्मल साइक्लिंग के दौरान यह अक्षीय रूप से स्लाइड कर सके लेकिन कंपन न कर सके।

सतही फिनिश, सफाई और संदूषण नियंत्रण

आंतरिक सतहों को यांत्रिक रूप से पॉलिश किया जाता है और फिर उच्च शुद्धता मानकों तक साफ किया जाता है, क्योंकि एक खुरदरी या दूषित दीवार सीमा परत को परेशान करती है और कणों को परीक्षण प्रवाह में छोड़ सकती है। ऑस्टेनिटिक ग्रेड एएसटीएम ए967 के अनुसार पारित किए जाते हैं। निकल मिश्रधातुओं को आवश्यकतानुसार डीग्रीज़ किया जाता है, अचार बनाया जाता है या इलेक्ट्रोपॉलिश किया जाता है और, जहां कर्तव्य की मांग होती है, वहां वाष्पशील अवशेषों को हटाने के लिए वैक्यूम बेक किया जाता है। सफाई समर्पित टूलींग से की जाती है ताकि मिश्रधातु परिवारों के बीच कोई क्रॉस{{4}संदूषण न हो।

निरीक्षण और गुणवत्ता दस्तावेज़ीकरण

इस वर्ग के काम के लिए ट्यूब को आम तौर पर EN 10204 प्रकार 3.1 निरीक्षण प्रमाणपत्र, रासायनिक और यांत्रिक परीक्षण परिणाम और, जहां निर्दिष्ट हो, ट्यूब बॉडी की अल्ट्रासोनिक या एड़ी -वर्तमान परीक्षा के साथ आपूर्ति की जाती है। निर्मित स्पूल को हाइड्रोस्टैटिक या वायवीय दबाव परीक्षण द्वारा सिद्ध किया जाता है, हीलियम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर रिसाव परीक्षण द्वारा जांचा जाता है, वेल्ड पर डाई पेनेट्रेंट या रेडियोग्राफी द्वारा जांच की जाती है, और प्रेषण से पहले आइसोमेट्रिक ड्राइंग के खिलाफ आयामी रूप से सत्यापित किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: कौन सी मिश्रधातु उच्च -मैक पवन सुरंग की स्थिरता की स्थिति में जीवित रहती है?
टंगस्टन, मोलिब्डेनम और टीजेडएम जैसी दुर्दम्य धातुएं निर्वात या अक्रिय वातावरण में उच्चतम तापमान वाले क्षेत्र में काम करती हैं, जबकि निकेल आधारित सक्रिय रूप से ठंडी नलिकाएं जैसे UNS N06625 या UNS N07718 प्रवाह पथ के बड़े हिस्से को ले जाती हैं।

प्रश्न: परीक्षण गैस संदूषण से कैसे बचा जाता है?
आंतरिक सतहों को उच्च शुद्धता मानकों के अनुसार पॉलिश और साफ करके, जहां आवश्यक हो वहां वैक्यूम बेक लगाकर, और प्रत्येक मिश्र धातु को समर्पित टूलींग से संभालकर ताकि कोई भी विदेशी सामग्री प्रवाह पथ में प्रवेश न करे।

प्रश्न: स्क्रैमजेट ईंधन वितरण पाइपों को डिज़ाइन करना कठिन क्यों है?
लाइन को इनलेट पर क्रायोजेनिक कूलेंट और इंजेक्टर के करीब गंभीर गर्मी को सहन करना चाहिए, मैक 5 और उससे अधिक पर कंपन का विरोध करना चाहिए, और इंजेक्टर फ्लैंज को ओवरलोड किए बिना रन के पूर्ण थर्मल संकुचन को समायोजित करना चाहिए।

प्रश्न: परीक्षण पाइपिंग पर थर्मल सुरक्षा उपायों का उपयोग क्यों किया जाता है?
इन्सुलेशन या एक सुरक्षात्मक लाइनर रन के बीच गर्मी सोख को सीमित करता है, कूल डाउन अवधि को कम करता है और उपकरण और सील को ढाल देता है, जिससे एक सुविधा द्वारा पूरा किए जा सकने वाले परीक्षणों की संख्या बढ़ जाती है।

प्रश्न: हाइपरसोनिक परीक्षण पाइपिंग पर लोड का सत्यापन कैसे किया जाता है?
मल्टीफ़िज़िक्स मॉडलिंग थर्मल और संरचनात्मक विश्लेषण के साथ कम्प्यूटेशनल तरल गतिशीलता को जोड़ती है, और परिणाम इकट्ठे स्पूल पर स्ट्रेन गेज माप और कंपन परीक्षण द्वारा मान्य होते हैं।

प्रश्न: उच्च तापमान वाली सेवा में वेल्डेड मिश्र धातु पाइप पर कौन से मानक लागू होते हैं?
सीमलेस और वेल्डेड ट्यूब को मिश्र धातु के लिए उपयुक्त ASTM A213, A312, B163, B167, B444 या B705 के अनुसार ऑर्डर किया जाता है, जबकि तैयार स्पूल का निर्माण और परीक्षण आम तौर पर ASME B31.1 या ASME B31.3 का पालन करता है।