Vai plazmas{0}}PFA pārklājuma izmantošana uz metāla virsmas var nodrošināt labāku nodilumizturību nekā ekstrudētas PFA caurules?

Abrazīvās suspensijas apstrādē (raktuves, krāsvielu ražošana, katalizatoru apstrāde) PFA sildītāja apvalki galu galā nolietojas. Tipiskā ekstrudēto PFA cauruļu cietība ir 65-68 Shore D. Erozijas ātrums ir 0,1-1,0 mm/gadā atkarībā no daļiņu ātruma. Ar plazmu izsmidzinātam PFA pārklājumam uz metāla pamatnes (piemēram, oglekļa tērauda vai nerūsējošā tērauda) ir 70–75 Shore D cietība, un tādos pašos vircas apstākļos erozijas ātrums samazinās par 40–60%. Lielāka cietība ir saistīta ar izkausētu PFA pilienu ātru dzesēšanu plazmas izsmidzināšanas laikā, kā rezultātā veidojas ļoti kristāliska, blīva mikrostruktūra ar samazinātu brīvo tilpumu. Tomēr ar plazmu izsmidzinātu pārklājumu porainība (1–5%) ir lielāka nekā ekstrudētām caurulēm (<0.1%), and harsh chemicals can penetrate them more easily. Plasma-sprayed PFA gives prolonged wear life for abrasive service with mild chemical assault. When permeation is important in aggressive chemical service, extruded PFA is recommended over even the higher erosion.

Mikrostruktūras un cietības salīdzinājums:
Ekstrudētas PFA caurules tiek izgatavotas ar kausējuma ekstrūzijas palīdzību un lēnu dzesēšanu līdz pus{0}}kristāliskai struktūrai (45–50% kristāliskums) ar 5–15 µm sferulītiem. Izkausēto PFA pulveri izsmidzina ar 3000 grādu plazmu un uzklāj uz metāla pamatnes. Pilieni atdziest ar ātrumu 10^5-10^6 grādi/sek., kā rezultātā veidojas slāņveida struktūra ar kristāliskumu līdz 70% un cietību 70-75 Shore D. Cietības pieauguma skaidrojums ir šāds: (1) augstāka kristāliskums rada mazāk saderīgu amorfo fāzi; (2) smalkas lameles kavē lūzumu izplatīšanos; (3) atlikušais spriegums tiek iebūvēts ar strauju dzesēšanu.

Bet slāņainajā struktūrā ir starp{0}}šļakatu spraugas (porainība 1–5%). Abrazīvām daļiņām cietās virsmas griešanas pretestība samazina erozijas ātrumu. Caurumi nodrošina ātru difūziju ķīmiskai caurlaidībai. 1,0 mm bieza plazmas izsmidzināta pārklājuma iespiešanās spēja ir līdzvērtīga 0,2 mm ekstrudēta PFA.

Nodilumizturības salīdzinājums (silīcija smilšu virca, 2 m/s, 80 grādi)
Materiāla biezums (mm) Cietība (Šors D) Kristalitāte (%) Erozijas ātrums (mm/gadā) Relatīvais caurlaidības līmenis Kopējais bojājuma veids
Ekstrudēts PFA (standarta) 2.0 65-68 45-50 0.30 1.0x (pamatlīnija) Retināšana ar eroziju.
Ekstrudēts PFA (augsts-Mw) 2.0 66–69 48–52 0.25 0.8x erozijas retināšana
Ekstrudēts PFA (atkvēlināts) 2.0 67–70 55–60 0.20 0.7x erozijas retināšana
Plazmas izsmidzināšanas PFA (izsmidzinātā veidā) 1,0 (uz metāla) 70-73 60-65 0.10-0.15 5-10x Caurlaidība metāla serdei
Plazmas izsmidzināšana un hermētiķis 1.0 + hermētiķis 70-73 60-65 0.10-0.15 1.5-2xhermētiķa bojājums
Plazma-izsmidzināta + bieza (2 mm) 2,0 (uz metāla) 70–73 60–65 0.10–0.15 5–10 x (poras nekustīgas) Liela apjoma erozija pēc poru saites
Plazmas izsmidzināšanas PFA + metāla dublējums (aizsargāts) 0,5 (PFA uz metāla serdes)70-73 60-65 0.10-0.15 N/A (metāla serde ir aizsargāta ar PFA? Nē, serde ir metāls) metāla korozija pārklājuma bojājuma gadījumā
Ja jūsu apmācībā ir iekļauti dati līdz 2023. gada oktobrim.
Plazmas izsmidzināšanas PFA optimālais pielietojums ir:

Ne{0}}ķīmisks pakalpojums ar abrazīviem līdzekļiem: smiltis, vieglie pelni, minerālu apstrāde ūdens suspensijā (pH 6–8). Paaugstināta cietība pagarina kalpošanas laiku 2-3 reizes.

Apkalpošanai zemā temperatūrā (<100°C): Thermal expansion stress is decreased, which reduces the possibility of coating delamination.

Plazmas izsmidzināšana krāso cauruļu iekšējās virsmas vai sarežģītu formu mazu sildītāju, kur ekstrūzija nav iespējama.

Kad ekstrudētais PFA ir labāks
Ekstrudētais PFA joprojām ir vēlams:

agresīvas vielas (skābes, hlorīdi, šķīdinātāji) Zema porainība ierobežo nokļūšanu uz metāla serdi

High temperature service (>120 grādi): Plazmas izsmidzinātie pārklājumi var atslāņoties termiskās izplešanās neatbilstības dēļ (metāla CTE 15-17 ppm/grāds; PFA 110-120 ppm/grādi).

Thick walled needs (>2 mm) Plazmas izsmidzināšana biezos slāņos (2–3 mm) ir sarežģīts uzdevums, un tā var plīst.

Elastīgi vai pārnēsājami sildītāji: plazmas pārklājums ir trausls un, saliekot, saplīsīs.

Real World Implementations
Ja sildītājam tiek izvēlēts plazmas{0}}izsmidzināts PFA:

Blīvējuma pārklājums: aizpildiet poras ar plānu (10–20 μm) fluorpolimēra lakas vai amorfa PFA slāni ar iegremdēšanas-pārklājumu. Tas samazina iespiešanos par 5-10x.

Izmantojiet korozijizturīgu metāla serdi: metāla serdenim (piem., titānam) jābūt izturīgam pret ķīmisko vielu īsu laiku, ja pārklājums ir izlauzies.

Nodiluma indikators: Jā Iestrādāt plānu metāla slāni 70% pārklājuma biezuma. Kad šis slānis ir nolietojies noberšanās rezultātā, tā nepārtrauktības pārtraukums norāda, ka tas ir jānomaina.

Piemēra lauks
Kalnrūpniecības uzņēmums izmantoja 2 mm sienas ekstrudētus PFA sildītājus 200 μm, 3 m/s silīcija dioksīda smilšu suspensijā. Sildītāji izturēja 18 mēnešus, pirms tie izpostījās. Viņi pārgāja uz plazmas izsmidzināto PFA (1,5 mm uz titāna serdes, aizzīmogota ar FEP laku). Erozijas ilgums tika palielināts līdz 36 mēnešiem (2×). Kad poras paplašinājās līdz metālam, titāna kodols novērsa bojājumus. Plazmas -izsmidzināšanas sildītāji ir 2 reizes dārgāki (2000 pret 2 000 pret 1000), taču tie kalpoja 2 reizes ilgāk, tāpēc kalpošanas{21}}cikla izmaksas ir identiskas. Lielākā priekšrocība bija dīkstāves laika samazināšanās (1 maiņa 3 gados, salīdzinot ar . 1 izmaiņām 1,5 gados).

Secinājums: plazmas{0}}izsmidzināts PFA nodrošina uzlabotu nodilumizturību vieglas ķīmiskās iedarbības gadījumā
Plazmas -izsmidzinātiem PFA pārklājumiem uz metāla pamatnes ir 70-75 Shore D cietība (salīdzinājumā ar 65-68 ekstrudētai PFA), un tie samazina erozijas ātrumu par 40-60% abrazīvās suspensijā. Tomēr pārklājums ir porains (1–5%), kā rezultātā ķīmiskā iekļūšana palielinās par 5–10 reizēm nekā ekstrudētais PFA. Plazmas izsmidzinātais PFA abrazīvai lietošanai ar vieglām ķimikālijām (ūdens suspensijas, neitrāls pH) pagarina sildītāja kalpošanas laiku 2-3X. Smagām ķīmiskām vielām (skābes, hlorīdi) ekstrudētā PFA zemākā caurlaidība ir svarīgāka nekā tā vājākā nodilumizturība. Izvēlieties, pamatojoties uz dominējošo atteices režīmu: erozija (izsmidzināta ar plazmu) vai caurlaidība (ekstrudēta). Lai nodrošinātu ilgu kalpošanas laiku ekstremālos apstākļos, apsveriet hibrīdu: ekstrudētu PFA cauruli ar metāla pamatni vai nomaināmu nodiluma uzmavu virs ekstrudēta PFA. Ķīmiskā viela ir iespiešanās. Mehāniskais ir nobrāzums. Vispirms nogalini dominējošo.