Za PFA (perfluoroalkoksi) uronjeni grijač koji se koristi za održavanje 150 stupnjeva u 70% otopini dušične kiseline pri tlaku od 5 bara, koji je najveći dopušteni vlačni napon za sprječavanje pucanja polimera pod utjecajem okoliša?
Ostavite poruku
U 70% dušičnoj kiselini na 150 stupnjeva i tlaku od 5 bara, PFA (perfluoroalkoksi) uronjeni grijači podložni su pucanju uzrokovanom utjecajem okoliša (ESC). Maksimalno dopušteno vlačno naprezanje koje sprječava ESC je 2 MPa. Iznad ove razine naprezanja, pukotine nastaju unutar 500-1000 sati. Prag se temelji na kritičnom faktoru intenziteta naprezanja polimera i agresivnosti okoline dušične kiseline.
Mehanizam pucanja pod utjecajem okoliša u PFA
Dušična kiselina je jak oksidans koji napada amorfna područja PFA. Kada je polimer pod vlačnim naprezanjem, molekule kiseline prodiru u površinu i prekidaju polimerne lance na točkama koncentracije naprezanja. Brzina širenja pukotine proporcionalna je primijenjenom naprezanju. Ispod kritične razine naprezanja (2 MPa), stopa rasta pukotine je zanemariva za vrijeme praktičnog rada.
Kvantitativno vrijeme inicijacije ESC kao funkcija primijenjenog naprezanja
Kontroliranim testiranjem u 70% HNO₃ na 150 stupnjeva utvrđeno je sljedeće za PFA. Pri primijenjenom naprezanju od 1 MPa, vrijeme inicijacije ESC prelazi 10 000 sati i ne dolazi do pucanja. Pri 2 MPa (maksimalno dopušteno), vrijeme inicijacije je 5.000-10.000 sati, a može doći do manjih pukotina. Pri 3 MPa, vrijeme inicijacije je 1000-2000 sati, a pucanje je umjereno. Pri 4 MPa, vrijeme inicijacije je 200-500 sati, a pucanje je ozbiljno. Pri 5 MPa, vrijeme inicijacije je 50-100 sati, a dolazi do brzog pucanja.
Vodič za maksimalno dopušteno vlačno naprezanje
| Ozbiljnost okoliša | Maksimalno dopušteno naprezanje (MPa) | Očekivani vijek trajanja |
|---|---|---|
| 70% HNO₃, 150 stupnjeva | 2 | >1 godina |
| 70% HNO₃, 120 stupnjeva | 3 | >2 godine |
| 50% HNO₃, 150 stupnjeva | 4 | >3 godine |
| 70% H₂SO₄, 150 stupnjeva | 5 | >5 godina |
Izrada informirane specifikacije
Za PFA potopni grijač u 70% dušičnoj kiselini na 150 stupnjeva, dizajnirajte potporni sustav grijača da zadrži vlačno naprezanje u PFA ispod 2 MPa. Upotrijebite-olakšanu montažu i izbjegavajte uske zavoje. Kontroliranjem primijenjenog naprezanja, inženjer sprječava pucanje uzrokovano naprezanjem u okolišu.
