Για έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PFA (υπερφθοροαλκοξυ) που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση 150 μοιρών σε διάλυμα 70% νιτρικού οξέος σε πίεση 5 Bar, ποια είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη εφελκυστική τάση για την πρόληψη της περιβαλλοντικής ρωγμής από καταπόνηση του πολυμερούς;
Αφήστε ένα μήνυμα
Σε 70% νιτρικό οξύ στους 150 βαθμούς και πίεση 5 bar, οι θερμαντήρες εμβάπτισης PFA (υπερφθοροαλκοξυ) υπόκεινται σε ρωγμές από περιβαλλοντική καταπόνηση (ESC). Η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση εφελκυσμού για την αποτροπή ESC είναι 2 MPa. Πάνω από αυτό το επίπεδο πίεσης, οι ρωγμές ξεκινούν μέσα σε 500-1.000 ώρες. Το κατώφλι βασίζεται στον παράγοντα έντασης κρίσιμης τάσης του πολυμερούς και στην επιθετικότητα του περιβάλλοντος νιτρικού οξέος.
Ο μηχανισμός της περιβαλλοντικής πυρόλυσης καταπόνησης σε PFA
Το νιτρικό οξύ είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό που προσβάλλει τις άμορφες περιοχές του PFA. Όταν το πολυμερές βρίσκεται υπό τάση εφελκυσμού, τα μόρια του οξέος διεισδύουν στην επιφάνεια και σπάνε τις αλυσίδες πολυμερούς σε σημεία συγκέντρωσης τάσεων. Ο ρυθμός διάδοσης της ρωγμής είναι ανάλογος με την εφαρμοζόμενη τάση. Κάτω από ένα κρίσιμο επίπεδο τάσης (2 MPa), ο ρυθμός αύξησης της ρωγμής είναι αμελητέος για πρακτικούς χρόνους σέρβις.
Ποσοτικός Χρόνος Έναρξης ESC ως συνάρτηση Εφαρμοσμένου Στρες
Η ελεγχόμενη δοκιμή σε 70% HNO3 στους 150 βαθμούς έχει καθορίσει τα ακόλουθα για PFA. Σε εφαρμοζόμενη τάση 1 MPa, ο χρόνος εκκίνησης ESC υπερβαίνει τις 10.000 ώρες και δεν εμφανίζεται ρωγμή. Στα 2 MPa (μέγιστο επιτρεπόμενο), ο χρόνος εκκίνησης είναι 5.000-10.000 ώρες και ενδέχεται να εμφανιστούν μικρές ρωγμές. Στα 3 MPa, ο χρόνος εκκίνησης είναι 1.000-2.000 ώρες και το ράγισμα είναι μέτριο. Στα 4 MPa, ο χρόνος εκκίνησης είναι 200-500 ώρες και το ράγισμα είναι σοβαρό. Στα 5 MPa, ο χρόνος εκκίνησης είναι 50-100 ώρες και εμφανίζεται ταχεία ρωγμή.
Οδηγός μέγιστης επιτρεπόμενης τάσης εφελκυσμού
| Περιβαλλοντική Σοβαρότητα | Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση (MPa) | Αναμενόμενη διάρκεια ζωής |
|---|---|---|
| 70% HNO3, 150 μοίρες | 2 | >1 έτος |
| 70% HNO3, 120 βαθμοί | 3 | >2 χρόνια |
| 50% HNO3, 150 μοίρες | 4 | >3 χρόνια |
| 70% H2SO4, 150 βαθμοί | 5 | >5 χρόνια |
Κάνοντας μια ενημερωμένη προδιαγραφή
Για έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PFA σε 70% νιτρικό οξύ στους 150 βαθμούς, σχεδιάστε το σύστημα υποστήριξης του θερμαντήρα ώστε να διατηρεί την τάση εφελκυσμού στο PFA κάτω από 2 MPa. Χρησιμοποιήστε-ανακούφιση από το άγχος και αποφύγετε τις σφιχτές στροφές. Ελέγχοντας την εφαρμοζόμενη πίεση, ο μηχανικός αποτρέπει τη ρηγμάτωση της περιβαλλοντικής καταπόνησης.
