Injektsioon-vormitud PFA otsakatted kütteseadmete sõlmedele sisaldavad vormimisprotsessist tulenevaid jääkpingeid, eriti värava asukohtades ja keevitusliinides. 98% väävelhappes 120 kraadi juures kiirendavad need jääkpinged keskkonnastressi lõhenemist (ESC). Pragude tekkimiseni kuluv aeg on pöördvõrdeline jääkpinge tasemega. Lõõmutatud otsakorkidel (pinge-leevendatud 200 kraadi juures 4 tunni jooksul) on ESC-takistus 3–5 korda pikem kui -vormitud kaaned.
Jääkpinge{0}}indutseeritud ESC mehhanism PFA-s
Survevalu tekitab pinna ja südamiku vahelise erineva jahutuse tõttu{0}}jäätunud pingeid. Jääkpinge suurus võib ulatuda 5–10 MPa-ni. Agressiivsetes keskkondades, nagu 98% H₂SO₂, nõrgestab polümeeri ahelaid happe difusioon. Tõmbe jääkpinge avab mikro-praod, võimaldades happe tungimist sügavamale. Pragude levik toimub järgmiselt: da/dt=A × (σ_jääk)^n, kus PFA puhul n ≈ 2.
Kvantitatiivne ESC initsiatsiooniaeg jääkpinge funktsioonina
Kontrollitud testimine 98% H2SO4-s temperatuuril 120 kraadi on tuvastanud PFA otsakatete jaoks järgmise. Vormitud katete puhul, mille jääkpinge on 8–12 MPa, on ESC initsiatsiooniaeg 100–300 tundi ja pragunemine on tõsine. 150 kraadi juures lõõmutatud korkide puhul (osaline pingevabastus, jääkpinge 4–6 MPa) on initsiatsiooniaeg 300–800 tundi ja pragunemine mõõdukas. 2 tundi 200 kraadi juures lõõmutatud korkide puhul (jääkpinge 2–4 MPa) on initsiatsiooniaeg 800–1500 tundi ja tekib väike pragunemine. Korkide jaoks, mis on lõõmutatud 200 kraadi juures 4 tundi (jääkpinge<2 MPa), the initiation time exceeds 2,000 hours, and no cracking occurs.
Värava asukoha ja keevisjoonte mõju ESC tundlikkusele
| Vormimise funktsioon | Jääkpinge (MPa) | ESC käivitamise aeg (tundides) | Soovitatav leevendus |
|---|---|---|---|
| Värava ala (suur stress) | 10–15 | 50–150 | Anneal + värava disaini optimeerimine |
| Keevisliin (mõõdukas pinge) | 6–10 | 150–400 | Lõõmutamine + sulamistemperatuuri tõstmine |
| Nimisein (madal pinge) | 3–6 | 400–1,000 | Anneal soovitas |
| Lõõmutatud (kõik alad) | <2 | >2,000 | Nõutav 98% H₂SO₂ jaoks |
Jääkstressi vähendamise juhend
| Lõõmutustemperatuur ( kraad ) | Lõõmutamise aeg (tundides) | Jääkstressi vähendamine (%) | ESC käivitamise aeg (tundides) |
|---|---|---|---|
| Mitte ühtegi | 0 | 0 | 100–300 |
| 150 | 2 | 30–40 | 200–500 |
| 180 | 2 | 50–60 | 400–800 |
| 200 | 2 | 70–80 | 800–1,500 |
| 200 | 4 | 80–90 | 1,500–2,500 |
| 220 | 4 | 90–95 | 2,000–3,000 |
Teadliku spetsifikatsiooni koostamine
PFA otsakatete puhul 98% väävelhappes 120 kraadi juures määrake vormimisjärgne lõõmutamine 200 kraadi juures 4 tunni jooksul, et vähendada jääkpinget alla 2 MPa. Kontrollides jääkpinget, hoiab insener ära keskkonnamõjude pragunemise.
