Beth Yw Oes Rhwygiad Crip Realistig Braced Cymorth Gwresogydd PFA wedi'i Llwytho ar 5 MPa a 180 gradd?

Gall cromfachau cynnal gwresogydd PFA-a ddefnyddir i leoli gwresogyddion mewn tanciau neu ar gyfer dal offer ategol-fod yn destun llwythi mecanyddol parhaus ar dymheredd uchel. Ar 180 gradd (tua therfyn defnydd parhaus PFA o 200 gradd), rhwyg ymgripiad yw'r dull methiant mawr ar gyfer cromfachau wedi'u llwytho. Ar gyfer braced wedi'i lwytho ar 5 MPa (sy'n nodweddiadol ar gyfer gwresogydd 10 kg wedi'i hongian o gefnogaeth adran groes 50 mm2), mae'r oes ymrithiad realistig yn 500-2,000 h, yn dibynnu ar radd PFA, crisialu ac ansawdd gweithgynhyrchu. Mae hyn yn llawer byrrach na bywyd arferol gwresogydd (10,000 i 30,000 o oriau). O ganlyniad, ni ddylid defnyddio cromfachau PFA ar gyfer straen parhaus dros 2 MPa ar 180 gradd . Yn achos llwythi y tu hwnt i 2 MPa, defnyddiwch fracedi metel gyda gorchudd PFA neu gynheiliaid metel ar wahân. Mae'r data rupture creep canlynol yn ganllaw i ddylunio diogel.

Mecanweithiau rhwyg sydyn ar 180 o C
Tg=-15 gradd ) . Mae PFA uwchlaw ei drawsnewidiad gwydr ond yn is na'i ymdoddbwynt (305 gradd) ar 180 gradd. Mae'r polymer yn dangos ymgripiad viscoelastig, hy mae llwyth cyson yn arwain at ddadffurfiad parhaus. Yn y cam ymgripiad cynradd (0-100 h cychwynnol) mae'r straen yn tyfu ar gyflymder gostyngol. Mewn ymgripiad eilaidd (100-1000 h) mae cyfradd straen yn gyson. Yn ystod ymgripiad trydyddol (y tu hwnt i 1000 o oriau) mae'r straen yn cyflymu wrth i wagleoedd gnewyllo ac mae'r trawstoriad effeithiol yn lleihau nes bydd rhwyg. Yr amser arferol i ymgripiad trydyddol ar gyfer braced PFA wedi'i lwytho ar 5 MPa ar 180 gradd yw 200-500 awr; rhwyg yn digwydd ar 500-2,000 awr. Disgrifir bywyd rhwygiad gan baramedr Larson-Miller: LMP=T x (C + log t), lle T yw'r tymheredd (K), t yw'r amser i rwygo (oriau) ac mae C yn gysonyn materol (tua 20 ar gyfer PFA). Ar gyfer LMP penodol, mae bywyd yn gostwng yn ddramatig gyda thymheredd.

Mae crisialu PFA yn cael effaith fawr ar y gwrthiant creep. Mae gan-PFA grisialaidd uchel (55–65%) oes ymgripiad 2–3 × hirach na-PFA grisialaidd isel (35–45%). Mae bywyd hirach (gweler Erthygl #41) hefyd yn cael ei gyflawni mewn cromfachau anelio (ar ôl anelio mowldio ar 200 gradd am 4 awr). Mae geometreg y braced yn bwysig, mae corneli miniog yn canolbwyntio straen ac yn lleihau hirhoedledd 50-80% dros ddyluniadau radiws.

Creep Rupture Life vs Straen a Thymheredd
Tymheredd ( gradd ) Straen (MPa) Gradd PFA Crisialaeth (%) Ymrwymiad Oes (oriau, nodweddiadol) Modd Methiant 180 2 Safonol 45 8,000-15,000 Gwyriad gormodol (creep) {{4} Safonol 45 3,000{{0}epruption) {0} rhwygo safonol 45 1,000-2,500 Torri â ffurfiant gwag 180 5 Safonol 45 500-1,500 Rhwygiad cyflym 180 6 Safonol 45 200-500 Allwyro ar unwaith, rhwyg 180 5 Crystallinedd uchel (anelio) 60 1,20-{2} safonol, yn erbyn bywyd, Crystallinedd isel (heb ei gynnal) 38 300-800 50 % oes yn erbyn safonol 160 5 Safonol 45 3,000-6,000 Tymheredd is yn ymestyn oes 200 3 Safonol 45 500-1,500 Yn agos at y terfyn uchaf ar gyfer PFA {{34} Safonol 45 6,000-12 derbyniol,000-12 derbyniol
Argymhellion Dylunio Diogelwch
For PFA support brackets at 180°C, the maximum sustained stress should not exceed 2 MPa for long term service (>5,000 o oriau). Straen (σ)=F / A Lle F=Llwyth (N) A=Arwynebedd trawstoriad lleiaf y braced (mm2) Ar gyfer llwyth 50 N (≈5 kg), arwynebedd angenrheidiol A=F/σ=50 / 2=25 mm2. Y lleiafswm yw braced â thrawstoriad o 5 mm x 5 mm (25 mm2). Ar gyfer llwyth o 100 N (10 kg) yr arwynebedd lleiaf yw 50 mm2 (7 mm x 7 mm). Mae'r rhain yn feintiau lleiaf, mae cromfachau mwy yn rhoi byffer diogelwch.

Ar gyfer straen uwchlaw 2 MPa ar 180 gradd, rhaid defnyddio braced metel (dur di-staen, titaniwm neu Hastelloy) wedi'i orchuddio neu ei lewys â PFA i atal ymosodiad cemegol. Y braced metel sy'n gwneud y gwaith codi trwm, y PFA sy'n gwneud y gwrthsefyll trwm. Neu, tensiwn y gwresogydd gyda gwialen fetel drwy'r canol o'r brig yn lle ei roi ar gywasgu o'r gwaelod. Mae PFA yn gryfach mewn cywasgu nag mewn tensiwn. Mae bywyd ymgripiad cywasgol 2-3x yn fwy na bywyd ymgripiad tynnol ar gyfer yr un straen.

Ar gyfer cromfachau PFA straen uchel presennol, gwiriwch yn flynyddol am anffurfiad. Cofnodi maint gwreiddiol y braced a'i gymharu â'r presennol. Bydd angen cracio gweladwy a/neu allwyriad parhaus sy'n fwy na 2 mm yn gofyn am newid prydlon. Os yw'r braced wedi'i blygu ond heb ei dorri, efallai y bydd yn dal i weithio, er ei fod ar gapasiti llai. Gellir disodli cromfachau anffurfiedig os na chânt eu cracio ar gyfer cymwysiadau hanfodol (gallai'r gwresogydd syrthio i'r tanc)

Enghraifft Maes
Roedd cwmni cemegol yn defnyddio cromfachau PFA i ddal gwresogydd 15 kg (llwyth 150 N) ar 180 gradd . Roedd trawstoriad y braced yn 10 mm × 8 mm (80 mm2), gan ddarparu σ=150/80=1.9 MPa-o fewn yr ystod ddiogel. Roedd y braced yn gwyro 3 mm ar ôl 18 mis (~13,000 awr) heb unrhyw graciau wedi'u canfod. Roedd y gwresogydd yn dal i gael ei ddal. Ar ôl 2.5 mlynedd (18,000 h) roedd y gwyriad yn 6 mm ac roedd y gwresogydd yn sagio. Roedd y braced wedi'i gyfnewid yn ystod cyfnod stopio a drefnwyd. Nid oedd y braced wedi'i dorri, ond roedd y tu hwnt i'w oes ddefnyddiol. Addasodd y ffatri ei dyluniad i ddefnyddio cromfachau metel ar gyfer gosodiadau yn y dyfodol, gan nodi'r gofyniad am oes ddiddiwedd.

Casgliadau: Cyfyngir straen braced PFA i 2 MPa @ 180 gradd
Dim ond 500-2,000 awr yw bywyd ymrithiad realistig braced cymorth gwresogydd PFA wedi'i lwytho ar 5 MPa a 180 gradd, ac nid yw hynny'n ddigonol ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau diwydiannol. Ar gyfer gwasanaeth tymor estynedig (5,000+ awr) cyfyngu straen i 2 MPa. Defnyddiwch fracedi metel gyda gorchudd PFA os yw'r llwyth yn fwy na 2 MPa neu defnyddiwch gynheiliaid metel ar wahân. Os oes angen cromfachau PFA, nodwch grisialau uchel, PFA wedi'i anelio, radiws pob cornel ac archwiliwch bob blwyddyn am wyriad. Mae PFA yn ddeunydd gwych ar gyfer ymwrthedd cemegol ond yn ddeunydd gwael ar gyfer cynnal llwyth parhaus ar dymheredd uchel. Peidiwch â gofyn i PFA wneud yr hyn y dylai metel ei wneud. Pan fyddwch mewn amheuaeth, defnyddiwch fetel. Mae'r gost o wresogydd yn disgyn i danc ac yn byrhau yn erbyn y wal yn llawer mwy na chost braced cynnal metel da. Dyluniwch y braced i gynnal y llwyth, i beidio â bod yn gyfleustra un deunydd.