Pam Gall Gormod o-Torquing Flange Mowntio'r Gwresogydd PFA Arwain at Cracio Straen Cynamserol ar Wraidd y Trywydd?

Mae gwresogyddion trochi wedi'u hamgáu gan PFA yn glynu wrth waliau tanciau neu gaeadau gan ddefnyddio fflansau mowntio-wedi'u hadeiladu'n nodweddiadol o PVDF, polypropylen neu ddur di-staen gyda mowldin PFA. Pan fydd y fflans yn cael ei dynhau, mae'n cywasgu gasged yn erbyn wyneb y tanc i wneud sêl dynn hylifol. Mae'r cyfarwyddiadau gosod yn darparu ystod trorym ar gyfer y bolltau mowntio, fodd bynnag mae methiannau maes yn digwydd yn aml wrth wraidd yr edafedd yn nhyllau bollt y fflans neu ffitiad edau'r gwresogydd ei hun. Mae'r holltau hyn yn digwydd wythnosau neu fisoedd ar ôl eu gosod, weithiau cyn i'r gwresogydd redeg llawer o oriau rhedeg. Nid ymosodiad cemegol neu ddirywiad gwres yw'r achos ond gor-hidlo mecanyddol yn ystod gosod y . Mae PFA, yn wahanol i fetelau, yn dangos ymgripiad viscoelastig cryf a dim pwynt cnwd wedi'i ddiffinio'n dda. Os yw gosodiad yn defnyddio trorym sy'n fwy na'r amrediad penodedig, mae'r PFA o amgylch y gwreiddyn edau yn destun llif oer lleol a bydd chwant bach yn digwydd. O dan effeithiau cyfunol straen gosod gweddilliol a beicio tymheredd dilynol mae'r crazes hyn yn datblygu'n graciau cyflawn. Mae dealltwriaeth well o'r broses fethiant hon yn golygu ymchwilio i'r crynodiad straen ar wreiddiau'r edau ac ymddygiad methiant dibynnol fflworopolymerau amser.

Crynodiad straen ar wreiddiau edau o dan gywasgu
Mae cyffordd edau mewn fflans neu ffitiad PFA yn cyflwyno codwr straen naturiol wrth wraidd pob edau, ar y radiws llym lle mae'r proffil edau yn cwrdd â'r shank bollt. Y ffactor crynodiad straen (Kt) ar y gwreiddyn edau miniog ar gyfer edafedd metel yw 2.5 i 4.0, fel bod y straen lleol yn 2.5 i 4.0 gwaith y straen nominal sy'n deillio o'r llwyth bollt. Mae gan PFA, sydd â modwlws is a hydwythedd gwell, grynodiad effeithiol uwch fyth gan na all y polymer lwytho cyfran trwy gynnyrch lleol mor effeithiol â metel. Mae astudiaeth elfen gyfyngedig o edau M12 mewn fflans PFA gyda trorym bollt o 15 Nm (sy'n nodweddiadol ar gyfer fflans 50 mm) yn nodi prif straen brig wrth wraidd yr edau o 22-28 MPa o'i gymharu â straen cywasgol enwol ar wyneb y fflans o 3-4 MPa yn unig. Mae'r crynodiad straen hwn o 6-8 gwaith yr enwol yn digwydd wrth i PFA ddadffurfio'n elastig o dan y pen bollt ac yn ffafrio trosglwyddo grym i'r edefyn ymgysylltu cyntaf.

Os yw gosodwr dros-trorym-25 N·m yn lle 15 N·m, mae'r tensiwn brig yng ngwraidd yr edefyn yn cynyddu'n aflinol. Mae'r PFA yn dechrau cynhyrchu'n lleol ar tua 12 i 14 MPa (ei gryfder cynnyrch cywasgol ar dymheredd ystafell). Ar ôl ildio, mae'r gromlin straen yn taro llwyfandir lle mae straen pellach yn digwydd heb lawer o gynnydd mewn straen. Ond nid yw siâp gwreiddyn yr edau yn caniatáu cynhyrchu'n unffurf. Yn gyntaf mae'r deunydd wrth y gwraidd yn ildio, ac yna mae'r parth cynhyrchu yn lledaenu. Mae'r parth plastig yn rhychwantu tua 1.5–2.0 mm o wraidd yr edau ar 25 N·m. Ar ôl tynnu'r torque, mae'r parthau sydd wedi'u dadffurfio'n elastig yn ceisio adfer, ond nid yw'r parth sydd wedi'i ddadffurfio'n blastig yn dychwelyd i'w siâp blaenorol. Mae'r anghydweddiad hwn yn gadael tensiwn tynnol gweddilliol yn y gwraidd - mae'r polymer i bob pwrpas yn cael ei ymestyn dros radiws gwraidd rhy fach. Y lefel straen gweddilliol, a werthusir gan ddulliau ffotoelastig ar samplau PFA tryloyw, yw 4–8 MPa ar ôl digwyddiad trorym dros{23}}. Nid yw'r straen gweddilliol hwn yn unig yn ddigon i gynhyrchu torri ar unwaith ond mae'n gweithredu fel rhag-lwyth sy'n ychwanegu at straen gweithredu.

Pontio o Crazing i Crazing gyda Seiclo Thermol
Fel gyda llawer o bolymerau lled-grisialog, mae PFA yn datblygu crazes yn lle craciau traddodiadol o dan straen tynnol cymedrol. Band tenau o ffibrilau polymer â gogwydd cryf sy'n ymestyn dros ardal wag, yn nodweddiadol 1–5 µm o led a 50–200 µm o hyd yw craze. Mae crazes yn amsugno egni a gallant sefydlogi nam ar gyfer miloedd o gylchoedd llwyth. Pan fydd y ffibrilau yn y frenzy yn torri, fel arfer o dan rywfaint o rym ychwanegol neu ryngweithio â'r amgylchedd, maent yn ffurfio craciau go iawn. Mewn fflans wedi'i trorymu'n gywir (mae torque o fewn yr ystod ragnodedig), bydd unrhyw wallau a ffurfiwyd wrth wreiddiau'r edafedd yn aros yn sefydlog am oes ragamcanol y gwresogydd, gan fod y tensiwn gweddilliol o'r gosodiad ynghyd â'r straen cylchred thermol yn is na'r trothwy trawsnewid craze i-gracio. Y ddwy elfen sy'n hwyluso'r newid i dorri fflans trorym yw: Yn gyntaf, mae'r straen gweddilliol yn fwy (4-8 MPa yn erbyn. 1-2 MPa ar gyfer y trorym gorau posibl) gan ganiatáu llai o oddefgarwch cyn mynd y tu hwnt i'r straen chwilboeth. Yn ail, mae'r parth plastig mwy yn arwain at ddiffyg hirach sy'n cychwyn y gwylltineb wrth wraidd yr edau. Mae'r ffactor dwyster straen ar flaen y craze yn gymesur â gwreiddyn sgwâr hyd y craze, felly mae angen llai o rym ychwanegol i ymledu ar gyfer chwalfa gychwynnol hirach.

Mae'r tensiwn cynyddol oherwydd beicio thermol yn troi crazes sefydlog yn graciau lluosogi. Bob tro mae'r gwresogydd yn cylchdroi o dymheredd amgylchynol i dymheredd gweithredol (ee, 25 gradd i 90 gradd ar gyfer baddon ysgythru asid), mae fflans PFA yn ehangu'n fwy na'r bollt metel. Mae hyn oherwydd bod cyfernod ehangu thermol PFA (100-120 ppm / gradd) tua chwe gwaith yn fwy na dur di-staen (17 ppm / gradd). Mae'r ehangiad gwahaniaethol hwn yn achosi straen tynnol ychwanegol yn y PFA o amgylch y bollt, yn ogystal â'r straen gosod gweddilliol. Ar gyfer bolltau fflans 50 mm a 4 x M8, mae cynnydd tymheredd o 70 gradd yn arwain at straen tynnol 5.7 MPa ychwanegol yn y PFA o amgylch y twll bollt. Mewn fflans torque dda mae'r straen cyffredinol (gweddillol 1 - 2 MPa + thermol 5 - 7 MPa) yn 6 - 9 MPa, yn is na'r 10 - 12 trothwy MPa ar gyfer craze-i-drosglwyddo cracio ar gyfer y rhan fwyaf o raddau PFA. Cyfanswm y straen ar gyfer fflans dros-trorymog yw 9–15 MPa (4–8 MPa gweddilliol ynghyd â thermol 5–7 MPa), sydd dros y trothwy trawsnewid. Ar ôl 100-500 o gylchredau thermol mae craciau'n datblygu o'r gwreiddyn edau ac yn symud ymlaen ar draws trwch y fflans yn y cylchoedd nesaf. Fel arfer mae angen 1,000 o gracio waliau 3,000 o gylchredau o ddechrau'r trawsnewidiad craze-i-crac, yn dibynnu ar ddifrifoldeb y gor-torquing a'r tymheredd gweithredu.

Canfod Difrod Dros-Torque Cyn Twf Crac
Nid yw difrod a achosir gan dros-torquing yn amlwg ar wyneb y fflans allanol yn syth ar ôl gosod. Mae'r crazes a'r dadffurfiad plastig wedi'u cyfyngu i'r twll bollt wrth wraidd yr edau ac ni ellir eu canfod trwy archwiliad gweledol. Fodd bynnag, mae tri dull annistrywiol sy'n gallu canfod fflansau PFA sydd wedi'u trorymu'n ormodol cyn i'r craciau gyrraedd yr wyneb. Y dechneg gyntaf yw mesur cadw'r torque bollt. Gosod fflans i trorym penodol, marcio lleoliad y pen bollt o'i gymharu â fflans, yna ailwirio'r torque ar ôl 24 awr ar dymheredd ystafell. Bydd PFA sydd dros{10}}trorym a gormod-ymlusgo PFA yn colli 30-50% o'r trorym cychwynnol o fewn 24 awr pan fydd oerfel y polymer yn llifo o dan gywasgiad parhaus. Mae fflans torqued priodol yn colli dim ond 5-15% o'r trorym gwreiddiol. Os nad oes unrhyw ollyngiad amlwg a bod colled y torque yn fwy na 25%, mae'n debyg bod y fflans wedi mynd dros -trorym yn y gosodiad hwn neu o'r blaen. Yr ail opsiwn yw gosod cwmpas turio neu stiliwr ffibr optig yn y twll bollt ar ôl tynnu'r bollt. O dan chwyddhad, mae gwreiddiau'r edau yn dangos clytiau wedi'u gwynnu, proses o'r enw gwynnu straen, sy'n ganlyniad i ddatblygiad micro-wactod. Mae gwreiddiau edau gor-torqued yn arddangos band gwyn parhaus ar hyd gwreiddyn cyfan y ddau edau gyntaf. Nid oes gan wreiddiau torqued unrhyw wynnu neu glytiau gwyn bach ynysig.

Y drydedd dechneg yw profi parhad trydanol pan fydd gan y fflans awyren ddaear wedi'i hymgorffori. Mae hwn yn gyfluniad cyffredin ar gyfer gwresogyddion PFA ar gyfer cymwysiadau lled-ddargludyddion. Mae gor-torquing yn achosi craciau neu chwilfriwio difrifol drwy drwch y fflans sy'n caniatáu mynediad lleithder i'r awyren ddaear. Mesurwch y gwrthiant rhwng yr awyren ddaear ac electrod cyfeirio yn hylif y tanc. Bydd fflans wedi'i selio'n gywir yn nodi ymwrthedd o > 1,000 MΩ. Mae fflans â thoriad yn dechrau wrth wraidd edau yn arddangos 100–500 MΩ. Y fflans gracio rhannol drwodd y wal yw 1-100 MΩ. Mae'r prawf hwn ond yn berthnasol i fflansau â haen dargludol barhaus ac nid pob fflans PFA. Y dull cadw trorym yw'r dull diagnostig maes mwyaf dibynadwy ar gyfer flanges pob-PFA.

Argymhellion Terfyn Torque a Chanllaw Atal Methiant
Mae'r tabl isod yn rhoi'r gwerthoedd trorym uchaf a awgrymir ar gyfer meintiau fflans ac edau PFA nodweddiadol, ac effeithiau mynd y tu hwnt i'r cyfyngiadau hyn. Mae'r gwerthoedd ar gyfer edau lân, sych heb iro (mae edafedd iro yn lleihau ffrithiant ac yn cynyddu rhaglwyth ar gyfer yr un trorym, felly mae angen gostyngiad o 20 - 30 % trorym). Mae'r holl argymhellion ar gyfer PFA ar dymheredd ystafell yn ystod gosod. Dylid gostwng gwerthoedd torque 15% os yw tymheredd y fflans yn uwch na 40 gradd yn ystod y gosodiad.

Fflans neu Ffitiad Math o edau Maint Amrediad Torque a Argymhellir (N·m) Terfyn Torque (N·m) Canlyniad Cylchredau sy'n Rhagori ar y Terfyn Disgwyliedig i Gracio ar y Terfyn PFA{0}}fflans wedi'i hamgáu, diamedr 50 mm M{2}} i 6 10 Cymedrol dros- Colled tros- wrth wraidd y torque i'r gwraidd 2, straen gwynnu: 24 awr 500-1,000 o gylchoedd ΔT=70 gradd
PFA encapsulated flange, 80 mm diameter M8 8-12 18 Moderate to severe Visible crazing at root Torque loss >40% 200-500 cylchoedd
Fflans amgaeedig PFA, diamedr 100 mm M10 12–16 22 Difrifol: dadffurfiad plastig o wyneb fflans, craciau'n datblygu ar yr edefyn cyntaf 50–200 cylchred
Ffitiad edau PFA solet (NPT neu BSP) 1/2 modfedd (DN15) 3–5 8 Risg stripio edau, cracio straen wrth wraidd yr edau mewn cylchoedd 10–50 (methiant ar unwaith yn gyffredin)
Ffitiad edau PFA solet 3/4 modfedd (DN20) 5-8 12 Cracio fflans, gall ffitiad atafaelu ar gylchredau bollt20-100

Mae atal dros{0}}ddifrod torque yn cynnwys dewis offer a hyfforddiant.