Избор материјала за линије за аутомобилску течност
Алуминијумска цев је истиснула челик и бакар у системима аутомобилских флуида јер испоручује потребну способност притиска при отприлике пола тежине. Типична аутомобилска пракса користи 3003 Х14 за ниског{3}}притиска горива и повратне водове и 6061 Т6 за кочнице, квачило и хидрауличне кругове високог{6}}притиска. Цев 3003 Х14 ради на затезној чврстоћи од 145-150 МПа са издужењем од 8-12 процената, што даје довољну дуктилност за уске радијусе савијања, док 6061 Т6 подиже затезну чврстоћу на око 310 МПа са приносом од 276 МПа и издужењем од 12 процената за притисак.
Отпорност на корозију је други покретач. Природни оксидни слој је отпоран на со на путу, кочиону течност и етанол{1}}помешана горива, а дуготрајни-тестови урањања 3ккк и 6ккк цеви у расхладну течност са гликолом и у мешавинама Е10 до Е85 показују занемарљив губитак на зиду. За приобална окружења и окружења за{8}}одлеђивање-соли, 5052 Х32 цев нуди затезну чврстоћу од 228 МПа са најбољом отпорношћу на хлорид у групи која се може заварити. Алуминијум такође спроводи топлоту при 160-200 В/м·К, што помаже кочионим и преносним водовима да одбаце топлоту уместо да је проводе дуж шасије.
Категорије и спецификације цеви за ваздухопловство
Ваздухопловство, хидрауличне, гориво и пнеуматске цеви раде под различитим скупом ограничења: отпорни притисак, век трајања, толеранција димензија и потпуна следљивост. Овде доминирају породице 2ккк и 7ккк.
| Легура и темперамент | Типична употреба у ваздухопловству | Затезна чврстоћа | Граница течења | Радни опсег |
|---|---|---|---|---|
| 2024 T3 | Хидраулички потисни водови | 483 МПа | 345 МПа | -55 до 150 степени |
| 7075 T6 | Пнеуматски и структурални водови високог{0}}притиска | 572 МПа | 503 МПа | -55 до 120 степени |
| 2099 T83 | Хидраулички водови{0}}критични за тежину | 545 МПа | 500 МПа | -55 до 150 степени |
| 6061 T6 | Ниски{0}}води за гориво и ваздух | 310 МПа | 276 МПа | -55 до 150 степени |
Алуминијум{0}}класе литијума, као што је 2099 Т83, додају око 8-10 процената крутости и 3 процента смањења густине у поређењу са 7075 Т6, што је драгоцено на дугим хидрауличним вожњама где је сваки килограм важан. Заузврат, они захтевају строжију контролу формирања и руковања, јер су легуре које садрже литијум осетљивије на корозију под напрезањем на обрађеним ивицама и на контаминацију током поправке.
Цев је специфицирана према АСТМ Б210 или АСТМ Б210М за извучену бешавну цев и према АСТМ Б241 или АСТМ Б241М за екструдирану цев, са 2024 и 7075 ваздухопловним деловима који су додатно наручени у складу са применљивом спецификацијом материјала за ваздухопловство за легуру. Толеранција дебљине зида на цеви за ваздухопловство се обично држи на плус или минус 10 процената од номиналне, са толеранцијом пречника унутар 0,1 мм на прецизним линијама. Унутрашња површина мора бити чиста и сува, јер заостало мазиво или влага представљају извор корозије и контаминације система.
Савијање, дебљина зида и оцене притиска
Дебљина зида је подешена Барлововим односом за танке{0}}зидне цеви: дозвољени радни притисак једнак је двоструком дозвољеном напрезању пута дебљини зида подељен спољним пречником. Коришћењем дозвољеног напрезања од 165 МПа, што је 60 процената границе течења од 276 МПа од 6061 Т6, израчунати радни притисци испод показују како пречник и зид утичу на оцену.
| Спољашњи пречник | Дебљина зида | Израчунати радни притисак | Типична примена |
|---|---|---|---|
| 4,76 мм | 0,8 мм | 55 МПа | Линија кочнице и квачила |
| 6,35 мм | 1,0 мм | 52 МПа | Кочиони вод, напајање за убризгавање горива |
| 9,52 мм | 1,2 мм | 42 МПа | Серво управљач и цев за гориво |
| 12,7 мм | 1,5 мм | 39 МПа | Линија за расхладну течност и ваздух |
| 15,88 мм | 2,0 мм | 42 МПа | Хидраулични повратни вод |
Ваздухопловна пракса прати исту формулу са нижим дозвољеним напоном, обично једном четвртином крајње затезне чврстоће за хидрауличне водове{0}}критичне за лет, а свака цев је тестирана на 1,5 пута већи радни притисак система. Савијање се врши на трновим или ротационим савијачима са минималним полупречником средишње линије од 3 пута већег од спољашњег пречника за аутомобилске линије и 4 до 6 пута већег од пречника за ваздушне линије, при чему кружност мора остати унутар 2 процента након савијања. Алат са уметцима од полимера или политетрафлуороетилена спречава нагризање на отвору цеви, а компензација повратне опруге од 1 до 3 степена је уграђена у податке о алату. Деформационо каљена цев се жари након тешког формирања када кривина изазива више од око 15 процената стањивања зида на спољашњој страни кривине.
Технологије спајања за цевне склопове
Цев се ретко користи као гола дужина; спаја се на арматуре, на црева и све више на структуру возила или оквира авиона. Пет процеса покрива већину производних потреба.
| Процес | Типична употреба | Кључна предност |
|---|---|---|
| Аутоматско орбитално заваривање инертним гасом од волфрама | Прикључци за гориво и хидраулику | Пуна пенетрација, чиста унутрашња перла |
| Заваривање фрикционим мешањем | Шине оквира, структурна цев | Чврсти{0}}зглоб близу матичне снаге |
| Само{0}}пробијање закивања | Структуре тела од мешаног материјала | Брзо, без топлотног ефекта |
| Ласерско лемљење са ЕР4047 пунилом | Видљиви козметички зглобови | Мала изобличења, запечаћени шав |
| Заваривање магнетним импулсом | Спојеви од алуминијума до челика или бакра | Спаја различите метале без топљења |
За конструкцијске склопове, заваривање трењем са мешањем производи потпуно консолидовани спој при брзинама кретања од 1 до 2 метра у минути са ефикасношћу споја у региону од 90 процената чврстоће основног метала у екструзији 6ккк. Само{5}}закивање и лепљење се користе тамо где се топлота не може толерисати, а лепљење са механичким затварачима значајно побољшава век трајања у поређењу са самим причвршћивачима. Алуминијумска цев спојена са челиком мора бити електрично изолована на споју или јој треба дати премаз за конверзију у МИЛ-ДТЛ-5541, у супротном галванска корозија напада алуминијум на интерфејсу.
Инспекција, тестирање и следљивост
Квалитет цеви се проверава на три тачке: улазни котур или гредица, у-процесу формирања и завршеној монтажи. Стандардна недеструктивна метода за алуминијумске цеви је испитивање вртложним струјама према АСТМ Е215, које детектује уздужне и ободне дисконтинуитете у зиду. Ултразвучно мапирање дебљине зида се користи на ваздухопловним линијама да би се потврдио минимални зид након савијања, а инспекција пенетрације боје према АСТМ Е1417 примењује се на заваре и на обрађене крајеве. Сваки склоп се затим тестира под притиском, било испитивањем притиска на 1,5 пута радног притиска или испитивањем цурења са ваздухом под водом или гасом у траговима.
Следљивост је део спецификације, а не опциони додатак. Ваздухопловство се испоручује са топлотним бројем, легуром, темпераментом, сертификатом за млин и димензионалним записима који прате део кроз савијање, заваривање и монтажу, тако да се поправка или инспекција возног парка може везати за одређену производну серију. Аутомобилске линије прате лакши, али еквивалентан пут, са следљивошћу серије на цеви и праћењем процеса на савијачу и ћелији за заваривање.
Често постављана питања
П: Која се легура алуминијума користи за аутомобилске кочионе водове?
6061 Т6 извучена бешавна цев је уобичајена за кола кочнице и квачила, са 3003 Х14 који се користи за гориво нижег притиска и повратне водове где је савитљивост важнија од снаге.
П: Како се израчунава дебљина зида цеви?
Користите Барлоуов однос: радни притисак је једнак двоструком дозвољеном напрезању пута дебљини зида подељен са спољним пречником. Са дозвољеним напрезањем од 165 МПа, цев од 6,35 мм на зиду од 1,0 мм даје око 52 МПа.
П: Који радијус савијања се може постићи у алуминијумској цеви?
Савијање трном или ротационим извлачењем држи полупречник средишње линије 3 пута већи од спољашњег пречника за аутомобилске линије. Ваздухопловне линије генерално користе 4 до 6 пута већи пречник да би задржале кружност унутар 2 процента.
П: Зашто је алуминијумској цеви потребан премаз тамо где се сусреће са челиком?
Алуминијум и челик чине галвански пар, а алуминијумска страна кородира првенствено у присуству влаге. Премаз за конверзију у МИЛ-ДТЛ-5541 или изолациона навлака на споју то спречава.
П: Како се алуминијумска цев тестира на дефекте?
Испитивање вртложним струјама према АСТМ Е215 је примарни метод за дисконтинуитете зида, подржан ултразвучним мапирањем дебљине зида, пенетрантом боје на завареним спојевима према АСТМ Е1417 и завршеним-тестирањем притиска или цурења компоненти.
П: Да ли је алуминијум{0}}литијумска цев вредна додатних трошкова?
Да, код великих{0}}критичних хидрауличких погона: 2099 Т83 штеди око 3 процента у густини и додаје 8-10 процената у крутости у односу на 7075 Т6, али му је потребна строжа контрола руковања да би се избегла корозија под напоном на ивицама.