Підвищення ефективності гофрованих металевих прокладок в трубній системі котла за допомогою багатошарового покриття
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245360Ключові слова:
покриття, нікель, мідь, гофровані металеві прокладки, ефективність, витік, багатошаровий, котелАнотація
Гофровані металеві прокладки все ще знаходяться на ранніх стадіях розробки. Однак контактні фланці прокладок з високою шорсткістю поверхні (більше 3,5 мкм) протікають і вимагають великого зусилля затягування. Було розроблено гофровану металеву прокладку з нікелевим або мідним покриттям. Для вимірювання витоків використовували гідравлічне випробування. Результати показали більш високу ефективність прокладок з нікелевим або мідним покриттям. Вплив високої температури не вивчався, тільки високий тиск. Метою даного дослідження є використання мідних та нікелевих покриттів для покращення ефективності гофрованих металевих прокладок. Мідь або нікель проникають в шорстку поверхню фланця труби, що запобігає витоку. Метою даного дослідження також є вивчення ефективності гофрованої металевої прокладки з покриттям в системі котла з високою температурою і тиском. Гофровані металеві прокладки були сформовані з використанням процесу холодного штампування. В якості матеріалу прокладок використовували SUS304, покриту міддю або нікелем за допомогою гальванізації. Прокладка була встановлена в ряді труб котла, по яких тече вода з високою температурою і тиском. Витік води капав на білий папір, який був підкладений під прокладку. На білому папері виявляються навіть невеликі витоки води. Витоки пари можна виявити за допомогою тепловізора. Результати досліджень показують підвищення ефективності гофрованої металевої прокладки з покриттям, про що свідчить зменшення витоків. За максимального тиску 7 бар та найменшого зусилля затяжки 40 кН жодна прокладка не протекла. Цей результат відрізняється від стандартних гофрованих металевих прокладок, де при аналогічному тиску і температурі спостерігаються витоки пари та води. Для покриття гофрованих металевих прокладок з SUS304 можна використовувати як мідні, так і нікелеві покриття.
Посилання
- Saeed, H. A., Izumi, S., Sakai, S., Haruyama, S., Nagawa, M., Noda, H. (2008). Development of New Metallic Gasket and its Optimum Design for Leakage Performance. Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, 2 (1), 105–114. doi: https://doi.org/10.1299/jmmp.2.105
- Nurhadiyanto, D., Choiron, M. A., Haruyama, S., Kaminishi, K. (2012). Optimization of new 25A-size metal gasket design based on contact width considering forming and contact stress effect. World Academy of Science, Engineering and Technology, 6 (3), 659–663. Available at: https://www.researchgate.net/publication/288864130_Optimization_of_New_25A-size_Metal_Gasket_Design_Based_on_Contact_Width_Considering_Forming_and_Contact_Stress_Effect
- Haruyama, S., Nurhadiyanto, D., Choiron, M. A., Kaminishi, K. (2013). Influence of surface roughness on leakage of new metal gasket. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 111-112, 146–154. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2013.06.004
- Nurhadiyanto, D., Haruyama, S., Mujiyono, Sutopo, Ristadi, F. A. (2020). The performance of nickel and copper as coating materials for corrugated metal gaskets. Journal of Engineering Science and Technology, 15 (4), 2450–2463. Available at: https://jestec.taylors.edu.my/Vol%2015%20issue%204%20August%202020/15_4_23.pdf
- Haruyama, S., Choiron, M. A., Nurhadiyanto, D. (2019). Optimum Design of Laminated Corrugated Metal Gasket Using Computer Simulation. International Journal of Integrated Engineering, 11 (5). doi: https://doi.org/10.30880/ijie.2019.11.05.004
- Haruyama, S., Karohika, I. M. G., Sato, A., Nurhadiyanto, D., Kaminishi, K. (2016). Development of 25A-size three-layer metal gasket by using FEM simulation. International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 10 (3), 577–583. Available at: http://staffnew.uny.ac.id/upload/132161221/penelitian/Development-of-25A-Size-Three-Layer-Metal-Gasket-by-Using-FEM-Simulation.pdf
- Karohika, I. G. M., Haruyama, S., Kaminishi, K., Oktavianty, O., Nurhadiyanto, D. (2017). Analysis of contact width and contact stress of three-layer corrugated metal gasket. International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 11 (4), 870–879. Available at: http://staffnew.uny.ac.id/upload/132161221/penelitian/Analysis%20of%20Contact%20Width%20and%20Contact%20Stress%20of%20Three%20Layer%20Corrugated%20Metal%20Gasket_2017.pdf
- Nurhadiyanto, D., Mujiyono, Sutopo, Amri Ristadi, F. (2018). Simulation Analysis of 25A-Size Corrugated Metal Gasket Coated Copper to Increase Its Performance. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 307, 012005. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/307/1/012005
- Huang, C. A., Yang, S. W., Liu, Y. W., Lai, P. L. (2019). Effect of Cu and Ni Undercoatings on the Electrochemical Corrosion Behaviour of Cr–C-Coated Steel Samples in 0.1 M H2SO4 Solution with 1 g/L NaCl. Coatings, 9 (9), 531. doi: https://doi.org/10.3390/coatings9090531
- Zhou, H., Hu, X., Li, J. (2018). Corrosion behaviors and mechanism of electroless Ni-Cu-P/n-TiN composite coating. Journal of Central South University, 25 (6), 1350–1357. doi: https://doi.org/10.1007/s11771-018-3831-7
- Yuliarto Margen, S., Sulistyo, S., Nugroho, S., Setiawan Adi Nugroho, Y. (2018). Enhancement Surface Coating Stainless Steel And Copper Using Ultrasonic Batch. MATEC Web of Conferences, 159, 02051. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201815902051
- Materials Data Book (2003). Cambridge University Engineering Department Available at: https://pdf4pro.com/view/materials-data-book-university-of-cambridge-5366e6.html
- Cambridge Engineering Selector software (CES 4.1) (2003). Granta Design Limited. Rustat.
- JIS B 2404. Dimensions of gaskets for use with pipe flanges (2006). Japanese Standards Association.
- JIS B 2220. Steel Pipe Flanges (2004). Japanese Standards Association.
- Gatea, S., Lu, B., Chen, J., Ou, H., McCartney, G. (2018). Investigation of the effect of forming parameters in incremental sheet forming using a micromechanics based damage model. International Journal of Material Forming, 12 (4), 553–574. doi: https://doi.org/10.1007/s12289-018-1434-3
- Xu, L.-Z., Shen, W., Yan, R. (2019). Predictive and control models of the spring-back in thick hull plate forming. International Journal of Material Forming, 12 (4), 603–614. doi: https://doi.org/10.1007/s12289-018-1437-0
- Nurhadiyanto, D., Haruyama, S., Anon, M., Abbas, W. (2020). Electroplating process for copper coating of corrugated metal gaskets to increase performance. International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 11 (1), 73–83. doi: https://doi.org/10.34218/ijmet.11.1.2020.008
- Nurhadiyanto, D., Mujiyono, Abbas, W., Sutopo, Haruyama, S. (2021). SUS304 Material Coating with Nickel Through Electroplating. Advances in Mechanical Processing and Design, 515–522. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-15-7779-6_46
- Nurhadiyanto, D., Amrullah, A. M., Mujiyono, Kurniawati, J. (2020). An Analysis on copper corrosion SUS304 corrugated metal gasket electroplating. Journal of Physics: Conference Series, 1700 (1), 012008. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1700/1/012008
- User’s manual FLIR Ex series. No. T559828. FLIR. Available at: https://docs.rs-online.com/9649/A700000006759356.pdf
- Puust, R., Kapelan, Z., Savic, D. A., Koppel, T. (2010). A review of methods for leakage management in pipe networks. Urban Water Journal, 7 (1), 25–45. doi: https://doi.org/10.1080/15730621003610878
- Penteado, C., Olivatti, Y., Lopes, G., Rodrigues, P., Filev, R., Aquino, P. T. (2018). Water leaks detection based on thermal images. 2018 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2). doi: https://doi.org/10.1109/isc2.2018.8656938
- Etminanfar, M. R., Heydarzadeh Sohi, M. (2012). Hardness study of the pulse electrodeposited nanoscale multilayers of Cr-Ni. International Journal of Modern Physics: Conference Series, 05, 679–686. doi: https://doi.org/10.1142/s2010194512002620
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Didik Nurhadiyanto, Shigeyuki Haruyama, Mujiyono Mujiyono, Sutopo Sutopo, Yunaidi Yunaidi, Fredy Surahmanto, Moch Agus Choiron, Novian Indra Kusuma, Nur Chalid Fauzi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
