Beth yw Effaith Glanhau Ultrasonig Ailadrodd ar Galedwch Wyneb Gwresogydd PFA Dros Flwyddyn?

Mae swigod cavitation yn cael eu creu trwy lanhau ultrasonic ar 20 kHz, sy'n gyffredin ar gyfer tanciau diwydiannol. Mae'r swigod hyn yn rhwygo'n agos at wyneb y PFA. Mae caledwch wyneb gwresogydd PFA yn codi 10-20 uned Shore D (o 65-68 i 75-85) ar ôl blwyddyn o gylchredau 15-munud dyddiol (cyfanswm o 91 awr). Gweithio oer yn lleol, microcracio, a-cyswllt o effeithiau ceudod ailadroddus yw achosion y caledu hwn. Pan fydd yr haen arwyneb yn torri, mae'r elongation yn gostwng o 300% i 50-100%, gan wneud yr wyneb yn frau. Serch hynny, mae'r caledu wedi'i gyfyngu i 50–150 µm allanol wal PFA sy'n 2 mm o drwch. Mae'r deunydd yn dal i fod yn hydwyth mewn swmp. Os na fydd yr wyneb yn datblygu craciau trwodd, gall gwresogydd wrthsefyll glanhau ultrasonic dyddiol 15 munud am flwyddyn gyfan heb fethu. Fodd bynnag, gall beicio gwres achosi i'r wyneb brith gracio ar ôl dwy i dair blynedd. Defnyddiwch darian titaniwm neu gyfyngu ar amlygiad ultrasonic i lai na phum munud y dydd ar gyfer gwasanaethau pwysig.

Proses Caledu Cavitation
Mae swigod cavitation yn cwympo ar 20 kHz ar gyfer microseconds ar dymheredd rhwng 2,000 a 5,000 gradd a phwysau rhwng 100 a 1,000 bar. Mae arwyneb y PFA yn cael ei ddadffurfio'n blastig gan y siocdon, gan arwain at fylchau ac afleoliadau micro. Cynyddir caledwch gan gyfeiriadedd a thraws-gysylltu cadwyni polymerau yn agos at yr wyneb. Mae'r wyneb yn dod yn llyfnach i ddechrau (caiff brigau eu tynnu), ond wrth i byllau micro ddatblygu, mae'n mynd yn fwy garw. Er ei fod yn fwy grymus, mae'r weithdrefn yn debyg i peening saethu. Mae PFA yn mynd yn frau, yn wahanol i fetelau sy'n profi straen cywasgol.

Mae'r dyfnder caledu yn cael ei bennu gan d_hard=0.5 × (amlder) ^(-0.5) × (pŵer)^0.3. Ar ôl 100 awr, d_hard ≈ 80–150 µm ar 20 kHz a 100 W/L. Dim ond 5-7% o drwch wal 2 mm yw hyn, felly mae'r gwresogydd yn dal yn strwythurol gryf.

Caledwch Arwyneb yn erbyn Amlygiad Ultrasonig (dŵr 25 gradd, 20 kHz, 100 W/L)
Cyfanswm Amlygiad (oriau) Cylchred Dyddiol (15 munud y dydd) Cyflwr yr Wyneb Estyniad ar Egwyl (haen wyneb) Diwrnodau Cyfwerth Caledwch Arwyneb (Ar Draeth D) Cynnydd Caledwch
0 0 0 66 0 sgleiniog, llyfn 300%
40 diwrnod 68–70 + 2-4 Ychydig yn matte 250–280% 10–15 munud bob dydd
Pyllau mân, mawn 200–250% 50 15 mun/diwrnod 200 diwrnod 73–78 25 15 mun/diwrnod 100 diwrnod 70–74 +4–8+7–12 Pyllau diflas, gweladwy 150–200% 75~15 munud/dydd 300 diwrnod 76–{100 diwrnod cranc 76–{100 diwrnod 300 diwrnod Anhylaw 100–150% 100~15 munud/diwrnod 400 diwrnod 78–85 +12–19 Arwyneb wedi cracio 50–100% 150~15 mun/diwrnod 600 diwrnod 80–88 +14–22 Cracio, powdro<50%
25 (50 kHz) 15 munud y dydd 100 diwrnod 85–90 + 19–24 Tyllu difrifol<30% (worse at higher frequencies)
Mae cavitation yn fwy niweidiol ar 50 kHz (gweler Erthygl #13). Ni ddylid defnyddio gwresogyddion PFA mewn glanhawyr ultrasonic ag amleddau uwch na 40 kHz.

Effaith ar Berfformiad Gwresogyddion
Nid yw'r caledu arwyneb yn arwain at fethiant ar unwaith, hyd yn oed ar ôl blwyddyn (91 awr o amlygiad). Mae'r gwres yn dal i weithio. Ond:

Cyfradd treiddiad uwch: Mae llai o wrthwynebiad i dreiddiad cemegol oherwydd yr haen wyneb microcracio. Ar ôl blwyddyn o lanhau ultrasonic, mae'r gyfradd dreiddio ar gyfer 30% HCl ar 80 gradd ddwy neu dair gwaith yn uwch na chyfradd gwresogydd heb ei ddatgelu.

Mwy o adlyniad ar raddfa: Mae graddfa a bioffilmiau'n cael eu dal gan yr wyneb anwastad, sy'n golygu bod angen glanhau'n amlach.

Gwrthiant sioc thermol yn dirywio: Mae oeri cyflym yn achosi i'r wyneb brau dorri'n haws.

Mae blwyddyn o gylchoedd 15 munud dyddiol yn briodol ar gyfer gwresogydd mewn amgylchedd glân, cemegol isel (glanhau llestri gwydr labordy yn ultrasonic). Mae cracio straen yn cael ei gyflymu ar gyfer gwresogydd mewn dyletswydd cemegol ymosodol pan fydd caledu ultrasonic ac ymosodiad cemegol yn cael eu cyfuno.

Lliniaru Gwasanaeth Ultrasonic
Os oes angen glanhau gwresogyddion PFA yn ultrasonically:

Cyfyngu amlygiad i ddim mwy na phum munud y dydd. Mae caledwch wedi cynyddu 4-8 uned ar ôl blwyddyn, sy'n dderbyniol.

Cyflogi tarian: Mae egni cavitation yn cael ei amsugno gan darian titaniwm tyllog neu ddur di-staen wedi'i gosod rhwng tair a phum milimetr i ffwrdd o PFA. Nid yw'r PFA yn gwisgo'r darian.

Lleihau'r pŵer ultrasonic o 100 W/L i 30 W/L i gael dwysedd pŵer is. 50 – ychwanegir 70% yn llai o galedwch ar 30 W/L.

Defnyddiwch PFA mwy trwchus oherwydd bod wal 3 mm yn cynnig mwy o ddeunydd swmpus ac yn arafu treiddiad craciau arwyneb i'r craidd metel.

Enghraifft yn y Maes
Glanhawyd stilwyr gwresogydd PFA bob dydd am 30 munud gan ddefnyddio glanhawr ultrasonic 20 kHz mewn labordy lled-ddargludyddion. Daeth yr arwynebau gwresogi yn bowdr ac yn llym ar ôl deunaw mis. Methodd un gwresogydd oherwydd hollt yn y llinell hylif. Gosododd y labordy darian titaniwm (1 mm o drwch, 40% o arwynebedd agored) yn lle'r gwresogyddion. Ar ôl 24 mis, nid oedd unrhyw galedu arwyneb ar y gwresogyddion newydd. Bob 12 mis, byddai'r darian yn cael ei hadnewyddu ar gost o $100. y pris $100. Osgowyd $2,000 mewn ffwrneisi newydd oherwydd y $100 y flwyddyn.

I gloi, ar ôl blwyddyn o lanhau 15 munud bob dydd, mae'n caledu 10-20 Shore D.
Cynyddir caledwch wyneb gwresogydd PFA 10-20 uned Shore D, o 65-68 i 75-85, ar ôl glanhau ultrasonic dro ar ôl tro ar 20 kHz (15 munud y dydd) am flwyddyn. Mae'r PFA swmp yn dal yn hydwyth, ond mae'r arwyneb caled yn mynd yn frau a gall ddatblygu microcraciau. Mewn cemegau ysgafn, gall gwresogydd bara blwyddyn heb dorri i lawr, er bod adlyniad graddfa a threiddiad yn gwaethygu. Gostyngwch y pŵer ultrasonic, ychwanegwch darian titaniwm, neu gyfyngu ar amlygiad i bum munud bob dydd am oes hirach. Mae difrod yn ddifrifol ar 50 kHz; byth yn defnyddio. Yn ogystal â glanhau, mae glanhau ultrasonic yn achosi niwed. Cyfyngu ar hyd bath eich gwresogydd neu ei ddiogelu. Gall yr wyneb fethu, caledu a chracio. Cadwch ef yn ddiogel neu ailosodwch yn amlach. Eich penderfyniad.