Injekcioni-završni poklopci od PFA za sklopove grijača sadrže zaostala naprezanja od procesa oblikovanja, posebno na lokacijama vrata i linijama zavarivanja. U 98% sumpornoj kiselini na 120 stepeni, ova zaostala naprezanja ubrzavaju pucanje pod stresom okoline (ESC). Vrijeme nastanka prsline obrnuto je proporcionalno nivou zaostalog naprezanja. Zažareni završni poklopci (spušteni na 200 stepeni tokom 4 sata) imaju 3-5 puta veću ESC otpornost od -izlivenih kapa.
Mehanizam ESC izazvanog rezidualnim naprezanjem-u PFA
Injekciono prešanje stvara zamrznute-naprezanja zbog diferencijalnog hlađenja između površine i jezgre. Veličina preostalog naprezanja može doseći 5-10 MPa. U agresivnim okruženjima kao što je 98% H₂SO₄, polimerni lanci su oslabljeni difuzijom kiseline. Preostalo vlačno naprezanje otvara mikro-pukotine, omogućavajući dublji prodor kiseline. Širenje pukotine slijedi: da/dt=A × (σ_residual)^n, gdje je n ≈ 2 za PFA.
Kvantitativno ESC vrijeme inicijacije kao funkcija rezidualnog naprezanja
Kontrolirano ispitivanje u 98% H₂SO₄ na 120 stepeni je utvrdilo sljedeće za PFA završne kapice. Za kao-izlivene kape sa preostalim naprezanjem od 8-12 MPa, vrijeme pokretanja ESC-a je 100-300 sati, a pucanje je ozbiljno. Za čepove žarene na 150 stepeni (djelimično oslobađanje od naprezanja, zaostalo naprezanje 4–6 MPa), vrijeme inicijacije je 300–800 sati, a pucanje je umjereno. Za čepove žarene na 200 stepeni 2 sata (preostalo naprezanje 2–4 MPa), vrijeme inicijacije je 800–1.500 sati i dolazi do manjih pukotina. Za kapice žarene na 200 stepeni 4 sata (preostalo naprezanje<2 MPa), the initiation time exceeds 2,000 hours, and no cracking occurs.
Utjecaj lokacije vrata i linija zavara na osjetljivost na ESC
| Molding Feature | Preostalo naprezanje (MPa) | Vrijeme inicijacije ESC (sati) | Preporučeno ublažavanje |
|---|---|---|---|
| Područje kapije (visok stres) | 10–15 | 50–150 | Anneal + optimizacija dizajna kapije |
| Linija zavarivanja (umjereno naprezanje) | 6–10 | 150–400 | Žarenje + povećanje temperature topljenja |
| Nominalni zid (nizak napon) | 3–6 | 400–1,000 | Preporuča se žarenje |
| žareno (sva područja) | <2 | >2,000 | Potrebno za 98% H₂SO₄ |
Vodič za smanjenje preostalog naprezanja
| Temperatura žarenja (stepen) | Vrijeme žarenja (sati) | Smanjenje preostalog naprezanja (%) | Vrijeme inicijacije ESC (sati) |
|---|---|---|---|
| Nema | 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 |
Izrada informirane specifikacije
Za PFA završne poklopce u 98% sumpornoj kiselini na 120 stepeni, navedite naknadno-žarenje na 200 stepeni u trajanju od 4 sata kako biste smanjili zaostalo naprezanje ispod 2 MPa. Kontrolom zaostalog naprezanja, inženjer sprječava pucanje pod stresom okoline.
