Kāds ir PFA (perfluoralkoksi) iegremdējamais sildītājs, ko izmanto, lai uzturētu 150 grādus 70% slāpekļskābes šķīdumā pie 5 bāru spiediena, kāds ir maksimālais pieļaujamais stiepes spriegums, lai novērstu polimēra plaisāšanu no vides stresa?
Atstāj ziņu
70% slāpekļskābē pie 150 grādu un 5 bāru spiediena PFA (perfluoralkoksi) iegremdējamie sildītāji ir pakļauti vides stresa plaisāšanai (ESC). Maksimālais pieļaujamais stiepes spriegums, lai novērstu ESC, ir 2 MPa. Virs šī stresa līmeņa plaisas sākas 500–1000 stundu laikā. Slieksnis ir balstīts uz polimēra kritisko sprieguma intensitātes faktoru un slāpekļskābes vides agresivitāti.
Vides stresa krekinga mehānisms PFA
Slāpekļskābe ir spēcīgs oksidētājs, kas uzbrūk PFA amorfajiem reģioniem. Kad polimērs ir pakļauts stiepes spriedzei, skābes molekulas iekļūst virsmā un sarauj polimēru ķēdes sprieguma koncentrācijas punktos. Plaisu izplatīšanās ātrums ir proporcionāls pielietotajam spriegumam. Zem kritiskā sprieguma līmeņa (2 MPa) plaisu augšanas ātrums praktiskiem ekspluatācijas laikiem ir niecīgs.
Kvantitatīvais ESC ierosināšanas laiks kā pielietotā stresa funkcija
Kontrolētā testēšana 70% HNO₃ pie 150 grādiem ir atklājusi sekojošo attiecībā uz PFA. Pie pielietotā sprieguma 1 MPa ESC ierosināšanas laiks pārsniedz 10 000 stundas, un plaisāšana nenotiek. Pie 2 MPa (maksimālais pieļaujamais) ierosināšanas laiks ir 5000–10 000 stundas, un var rasties neliela plaisāšana. Pie 3 MPa iniciācijas laiks ir 1000-2000 stundas, un plaisāšana ir mērena. Pie 4 MPa ierosmes laiks ir 200-500 stundas, un plaisāšana ir smaga. Pie 5 MPa iniciācijas laiks ir 50-100 stundas, un notiek strauja plaisāšana.
Maksimālā pieļaujamā stiepes sprieguma rokasgrāmata
| Vides smagums | Maksimālais pieļaujamais stress (MPa) | Paredzamais kalpošanas laiks |
|---|---|---|
| 70% HNO₃, 150 grādi | 2 | >1 gads |
| 70% HNO₃, 120 grādi | 3 | >2 gadi |
| 50% HNO₃, 150 grādi | 4 | >3 gadi |
| 70% H₂SO₂, 150 grādi | 5 | >5 gadi |
Apzinātas specifikācijas izveide
PFA iegremdējamam sildītājam 70% slāpekļskābē 150 grādu temperatūrā sildītāja atbalsta sistēmu konstruējiet tā, lai PFA stiepes spriegums būtu zem 2 MPa. Izmantojiet nospriegotu-stiprinājumu un izvairieties no stingriem līkumiem. Kontrolējot pielietoto spriegumu, inženieris novērš vides sprieguma plaisāšanu.
