Arandelas de latón de gran diámetro

El proceso de fabricación de arandelas de latón de gran diámetro se basa en requisitos de precisión dimensional y generalmente utiliza estampado de tiras o torneado de barras. Para especificaciones con un diámetro exterior de menos de 150 mm, el estampado de precisión de alta-velocidad puede garantizar la calidad del borde y una tasa de utilización del material de más del 85 %, mientras que las juntas con un diámetro exterior de más de 200 mm se procesan mediante torneado CNC. Aunque la tasa de utilización del material se reduce a aproximadamente el 60%, se puede obtener una mayor consistencia dimensional y acabado superficial. Según la prueba de dureza ASTM E18 Rockwell, la dureza del borde de estampado puede alcanzar HRB 75 a 82 debido al endurecimiento por trabajo en frío, que es aproximadamente un 12% mayor que HRB 68 a 72 en el área central. Este gradiente de dureza permite que el área del borde tenga una mayor resistencia a la intrusión cuando una junta de gran-diámetro se somete a cargas desiguales, lo que evita eficazmente que el borde de la cabeza del perno quede incrustado en la superficie de la junta y provoque una relajación de la precarga.

En aplicaciones de alta-temperatura, las propiedades mecánicas de las juntas de latón disminuyen gradualmente a medida que aumenta la temperatura, pero en el diseño se debe considerar la diferencia en las características de expansión térmica entre ellas y las bridas de acero adyacentes. Según el método de medición del coeficiente de expansión térmica ASTM E228, el coeficiente de expansión lineal promedio del latón C27000 en el rango de 20 a 200 grados Celsius es de 20,4 micrones por metro por Kelvin, mientras que el acero al carbono ordinario es de solo 11,7 micrones por metro por Kelvin. Cuando la temperatura de funcionamiento aumenta de la temperatura ambiente a 150 grados Celsius, la expansión radial de una arandela de latón con un diámetro exterior de 100 milímetros es de aproximadamente 0,26 milímetros. Esta expansión puede compensar parcialmente la pérdida de fuerza de pre-apriete causada por el alargamiento térmico del perno.

Según la prueba de compresión a alta temperatura ASTM E9, después de aplicar una tensión de compresión de 200 MPa y mantener la carga durante 100 horas a 200 grados Celsius, la deformación por fluencia de la junta es aproximadamente del 0,2 %, que es mucho menor que el 0,6 % del cobre puro industrial a la misma temperatura, lo que indica que el latón tiene mejor resistencia a la fluencia. Por lo tanto, las arandelas de latón de gran-diámetro pueden coordinar y mantener la presión de sellado a través de su propia deformación térmica en situaciones de temperaturas alternas, como bridas de tuberías de vapor e interfaces de bombas de aceite caliente. Al mismo tiempo, su baja conductividad térmica es de aproximadamente 110 vatios por metro por Kelvin medido según el método de destello láser ASTM E1461, lo que puede reducir moderadamente la conducción de calor de los pernos y proteger el par de roscas del envejecimiento térmico excesivo.

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