Qalin PFA devorlari (2,5 mm) agressiv kimyoviy xizmat ko'rsatish, yuqori{1}}bosimli ilovalar yoki xizmat muddatini uzaytirish uchun mo'ljallangan. Biroq, ortib borayotgan qalinligi tez harorat o'zgarishi paytida ichki va tashqi yuzalar o'rtasida kattaroq termal gradyan hosil qiladi. Bu gradient PFA-metall interfeysida ta'sir etuvchi differensial kengayish kuchlanishlarini hosil qiladi, bu esa polimer qoplamining metall isitish yadrosidan ajratilishiga- olib kelishi mumkin. Delaminatsiya namlik va korroziyali bug'larning metall yadrosiga etib borishiga imkon beradi, bu esa tuproqdagi nosozliklar va erta buzilishlarga olib keladi. 2,5 mm PFA devori uchun ruxsat etilgan termal aylanish tezligi isitish uchun daqiqada 3-5 daraja va sovutish uchun daqiqada 2-3 daraja. Daqiqada 8–10 darajadan oshib ketish 3 MPa dan yuqori boʻlgan oraliq kesishish kuchlanishlarini keltirib chiqaradi, bu standart PFA{17}}metall interfeyslarining yopishtiruvchi bogʻlanish kuchidan oshib ketadi va 50–200 sikl ichida delaminatsiyaga olib keladi.
Tez velosiped haydash paytida termal gradient va stress rivojlanishi
Qalinligi t bo'lgan PFA devori uchun rampa davomida ichki yuza (metall yadroga qarshi) va tashqi yuza (suyuqlik ta'sirida) o'rtasidagi harorat farqi DT_ichki-tashqi=(q × t²) / (2 × ) ga to'g'ri keladi, bu erda q - isitish/sovutish tezligi (PFA darajasi /s) va pastlik darajasi 1,0 × 10⁻⁷ m²/s). 2,5 mm devor (0,0025 m) va 5 gradus/min (0,0833 daraja/s) isitish tezligi uchun DT_ichki-tashqi=(0,0833 × 0,0025²) / (2 × 1e-7) {{108} {{19} 6.25e-6) / 2e-7=5.2e-7 / 2e-7=2.6 daraja. Ushbu mo''tadil gradient taxminan 1,5-2,0 MPa interfeysida, odatda 2,5-4,0 MPa yopishtiruvchi bog'lanish kuchida kesish kuchlanishini yaratadi. 10 gradus / min (0,1667 daraja / s), DT_ichki-tashqi=5.2 daraja va kesish kuchlanishi 3,0-4,0 MPa ga etadi, bu ko'plab ishlab chiqarish usullari uchun bog'lanish kuchidan oshadi. 20 gradus/min, DT_ichki-tashqi=10.4 daraja, kesish kuchlanishi 6-8 MPa ga etadi va delaminatsiya 10-20 tsiklda boshlanadi.
Metall yadro stress holatini murakkablashtiradi. Isitish paytida metall yadro (CTE 14-17 ppm / daraja) atrofdagi PFA (CTE 110-120 ppm / daraja) dan kamroq kengayadi. PFA ko'proq kengaytirishga harakat qiladi, lekin metall yadro tomonidan cheklanadi, bu ichki PFA yuzasida bosim kuchlanishini yaratadi. Sovutish paytida buning teskarisi sodir bo'ladi: PFA metalldan ko'ra ko'proq shartnoma tuzadi va interfeysda kuchlanish kuchlanishini yaratadi. Siqilish stressi ko'proq zarar keltiradi, chunki u interfeysdagi yoriqlarni ochib, namlikning kirib kelishiga imkon beradi. Shuning uchun ruxsat etilgan sovutish tezligi isitish tezligidan past: 2,5 mm devor uchun 2-3 daraja / min, isitish uchun 3-5 daraja / min.
Devor qalinligi bo'yicha ruxsat etilgan velosiped stavkalari
| PFA devor qalinligi | Maksimal isitish tezligi (uzluksiz ishlash) | Maksimal sovutish tezligi (doimiy ishlash) | Bitta sikl uchun maksimal DT (umumiy zarar yo'q) | Maksimal tezlikda delaminatsiyaga qadar aylanishlar | Cheksiz aylanish muddati uchun tavsiya etilgan stavka |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,0 mm | 12-15 daraja / min | 8-10 daraja / min | 120 daraja | 5,000–10,000 | 8 daraja / min |
| 1,5 mm (standart) | 8-10 daraja / min | 5-8 daraja / min | 100 daraja | 3,000–6,000 | 5 daraja / min |
| 2,0 mm | 5-7 daraja / min | 3-5 daraja / min | 80 daraja | 1,000–3,000 | 4 daraja / min |
| 2,5 mm | 3-5 daraja / min | 2-3 daraja / min | 60 daraja | 500–1,500 | 2 daraja / min |
| 3,0 mm | 2-3 daraja / min | 1-2 daraja / min | 50 daraja | 200–800 | 1,5 daraja / min |
| 3,5 mm (maxsus qalin devor) | 1-2 daraja / min | 0,5-1 daraja / min | 40 daraja | 100–400 | 1 daraja / min |
Delaminatsiyani aniqlash va oldini olish
Delamination is not visible from the outside until advanced. Early signs include an increase in the heater's thermal response time (the bath takes longer to reach temperature at constant power) and a decrease in insulation resistance measured from the heating element to ground. A resistance drop from >Qisqa vaqt ichida (haftalardan oylargacha) 1000 MŌ dan 100-500 MŌ gacha bo'lgan chegaralar delaminatsiyadan kelib chiqadigan namlikni ko'rsatadi. Ultratovush tekshiruvi delaminatsiyani buzilmaydigan tarzda aniqlashi mumkin: PFA yuzasiga o'rnatilgan 5–10 MGts chastotali transduser PFA{8}}metall interfeysidan aksni ko'rsatadi. O'tkir, aniq aks ettirish yaxshi bog'lanishni ko'rsatadi; keng yoki koʻp{10}}choʻqqi aks etish delaminatsiyani bildiradi.
Issiqlik aylanishiga duchor bo'lgan qalin devorli{0}}PFA isitgichlarida delaminatsiyani oldini olish uchun uchta dizayn strategiyasi yordam beradi. Birinchidan, yuqori{2}}haroratda yopishish-kimyoviy ishlov berish yoki plazma-bilan ishlov berish-uchun bog‘lanish kuchini 2–3 MPa dan 5–7 MPa gacha oshirish, 50–100% tez aylanish tezligini taʼminlash uchun sirt tayyorlashga moʻljallangan metall yadroni belgilang. Ikkinchidan, PFA dan past modulli modifikatsiyalangan PFA yoki FEPning nozik (0,1-0,2 mm) oraliq qatlamidan foydalaning. Yumshoq qatlam fazalar orasidagi siljish kuchlanishini o'zlashtiradi, bu esa bog'lanish chizig'idagi stressni kamaytiradi. Uchinchidan, jarayon boshqaruvchisida rampa tezligini nazorat qilishni amalga oshiring. 2,5 mm devor uchun isitishni 3 daraja/mingacha va sovutishni 2 daraja/mingacha cheklaydigan dasturlashtiriladigan rampa funksiyasi, agar umumiy DT 60 daraja bo'lsa, aylanish vaqtiga jarima qo'shmaydi (rampa vaqti 20 daqiqa isitish + 30 daqiqa sovutish=50 daqiqa). Nazoratsiz isitish (to'liq quvvat belgilangan nuqtaga qadar qo'llaniladi) 15-30 daraja / min samarali rampa tezligini keltirib chiqarishi mumkin, bu 2,5 mm devorni 10-50 tsiklda delaminatsiya qiladi.
Dala tajribasi va amaliy chegaralar
Boshqariladigan rampa tezligi (3 daraja / min isitish, 2 daraja / min sovutish) bilan 2,5 mm PFA devorlaridan foydalangan holda 50 ta sanoat tankidan olingan dala ma'lumotlari 5 yil ichida delaminatsiya tezligini 2% dan past ko'rsatadi. Nazoratsiz isitishdan foydalanadigan ob'ektlar (sovuq isitgichga to'liq 6-12 kVt qo'llaniladi) 18 oy ichida 15-25% delaminatsiyani boshdan kechirdi. Eng yomoni{13}}söndürme: issiq isitgichli idishga sovuq suyuqlik kiritish. 10 soniyada 120 darajadan 30 darajagacha bo'lgan sovitish 540 daraja/min-sovutish tezligini bildiradi, devor qalinligi 1,0 mm dan yuqori bo'lgan har qanday PFA devori uchun halokatli. Issiqlik velosipedi xizmatidagi qalin devorli PFA isitgichlar uchun sovuq suyuqlik kirishidan oldin isitgichni o'chirib qo'yadigan so'ndiruvchi himoya blokirovkalari majburiydir.
Qalin PFA devorlarini (kimyoviy qarshilik uchun) va tez issiqlik aylanishini (jarayonning o'tkazuvchanligi uchun) talab qiladigan ilovalar uchun eng yaxshi yechim 2,5 mm devorni chegaraga surish emas, balki boshqa isitgich konstruktsiyasidan foydalanishdir. PFA{2}}astarli metall isitgich (yuqori mustahkam metall yadro ustidagi yupqa PFA qatlami) yoki PFA armaturalari bo'lgan kvarts isitgichi delaminatsiya xavfisiz tez aylanishga erishishi mumkin. 2,5 mm qalinlikdagi PFA devori barqaror{6}}harorat, kamdan-kam aylanish bilan uzluksiz ishlash (oyiga 10 tsikldan kam) uchun eng mos keladi. Kundalik velosipedda yurish kerak bo'lganda, 1,5-2,0 mm devorni belgilang va kamaytirilgan kimyoviy to'siqni qabul qiling yoki majburiy rampa tezligini nazorat qiling va uzoqroq aylanish vaqtini qabul qiling.
Xulosa: 3-5 daraja / min Isitish, 2-3 daraja / min 2,5 mm devor uchun sovutish
Metall yadrodan delaminatsiyaga olib kelmasdan 2,5 mm PFA devori uchun ruxsat etilgan issiqlik aylanish tezligi isitish uchun daqiqada 3-5 daraja va sovutish uchun daqiqada 2-3 daraja. Bu stavkalar devor boʻylab termal gradientni 3–4 darajadan past darajada ushlab turadi, bu esa toʻgʻri tayyorlangan PFA-metall interfeyslarning bogʻlanish kuchi doirasida 1,5–2,5 MPa{10}}interfasial kesish kuchlanishini cheklaydi. 8-10 gradus / min dan oshib ketish 3-4 MPa dan yuqori kuchlanishlarni keltirib chiqaradi, bu esa 50-200 tsiklda delaminatsiyaga olib keladi. Termal tsiklli xizmat ko'rsatish uchun 2,5 mm PFA devorlarini belgilaydigan muhandislar jarayonni loyihalashda rampa tezligini nazorat qilishni o'z ichiga olishi, söndürme himoyasini amalga oshirishi va tez aylanish zarur bo'lsa, muqobil isitgich konstruktsiyalarini ko'rib chiqishi kerak. Dala dalillari aniq: qalin PFA devorlari va tez termal davrlar mos kelmaydi. Birini tanlash boshqasiga murosaga kelishni talab qiladi. Ko'pgina sanoat ilovalari uchun devor qalinligini 1,5-2,0 mm gacha qisqartirish nazorat qilinadigan rampa stavkalari bilan ruxsat etilgan chegaralarda ishlaydigan 2,5 mm devorga qaraganda kimyoviy qarshilik va termal aylanish qobiliyatining yaxshiroq muvozanatini ta'minlaydi.
