Soðnar endalokar á PFA hitara bila of snemma við suðulínuna undir þrýstihringrás eða efnaárás. Tveggja-þrepa hitaglæðingarferli-fyrst við 150 gráður í 4 klukkustundir, síðan við 220 gráður í 6 klukkustundir-getur dregið úr veikleika suðulínunnar um 60–80% en getur ekki eytt honum að fullu. Fyrsta stigið (150 gráður) léttir afgangsálagi frá suðuferlinu án þess að bræða suðuviðmótið. Annað stigið (220 gráður) stuðlar að keðjuinnflæði yfir suðulínuna, eykur sameindaflækju og bætir kristöllunarsamsvörun milli loksins og rörsins. Eftir tveggja-glæðingu eykst sprunguþrýstingur suðulínunnar úr 5–10 börum í 15–20 bör (fyrir 2 mm vegghettu), og nálgast 25–30 böra sprunguþrýsting grunnrörsins. Hins vegar er suðulínan áfram veikur punktur í uppbyggingu vegna þess að hettan og rörið hafa mismunandi hitauppstreymi (pressað rör á móti mótað hettu). Algjör brotthvarf er ekki möguleg með glæðingu eingöngu; hönnunarbreytingar (útvíkkaðar húfur, sjá grein #34) eru nauðsynlegar fyrir núll veikleika suðulínunnar.
Uppbygging suðulínu og veikleiki
Soðið PFA-endatappa sameinar tvo hluta: pressað rör (mikið stillt, kristöllun 45–50%) og þjappað-mótað lok (samsætt, kristöllun 40–45%). Suðuviðmótið hefur þrjá galla: (1) afgangsálag frá mismunakælingu; (2) lægri mólþungi vegna varma niðurbrots við suðu; (3) misjafn kristöllun skapar streitustyrk. Eins-soðinn sprengiþrýstingur er venjulega 30–50% af sprengiþrýstingi grunnrörsins. 2 mm veggrör springur við 25–30 bör; sama rör með soðnu loki springur við 8–12 bör við suðulínuna.
Einstaks-glæðing við 180–200 gráður í 4 klukkustundir bætir sprengiþrýsting í 12–16 bör (50–60% af rörinu). Tveggja-glæðing nær 15–20 börum (60–75% af rörinu). Framfarirnar koma frá slökun keðju (sem gerir fjölliðakeðjum kleift að flækjast aftur- um viðmótið) og endurkristöllun að hluta sem dregur úr ósamræmdu svæði.
Hárgræðsla ferli Optimization
| Hreinsunarferli | 1. stig hitastig (gráður) | Stig 1 Tími (klst.) | Stig 2 hitastig (gráður) | Stig 2 Tími (klst.) | Sprunguþrýstingur á suðulínu (bar, 2 mm vegg) | % af rörsprengingu (28 bör) | Bilunarhamur | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Engin glæðing | - | - | - | - | 6–10 | 21–36% | Hreint suðulínubrot | ||
| Eins stigs (lágt) | 150 | 8 | - | - | 8–12 | 29–43% | Suðulína með streituhvíttun | ||
| Eins stigs (miðlungs) | 180 | 6 | - | - | 10–14 | 36–50% | Blandað suðu og samliggjandi | ||
| Einstigi (hátt) | 220 | 4 | - | - | 12–16 | 43–57% | Hlutaskemmdir | ||
| Eitt stig (mjög hátt) | 250 | 2 | - | - | 10–14 (yfir-glæður) | 36–50% | Niðurbrotið fjölliða | ||
| Tveggja-þrep (lágt-hátt) | 150 | 4 | 220 | 6 | 15–20 | 54–71% | Við hlið suðu (ekki suðulína) | ||
| Tveggja-þrep (miðlungs-hátt) | 180 | 4 | 220 | 4 | 16–20 | 57–71% | Svipað og hér að ofan | ||
| Tvö-þrep (150→200) | 150 | 4 | 200 | 8 | 14–18 | 50–64% | Ásættanlegt | ||
| Þriggja-þrep (150→200→220) | 150 | 2 | 200 | 4 | 220 | 2 | 16–20 | 57–71% | Jaðarbati |
Mechanism of tveggja-græðslu
150 gráðu fyrsta stigið er undir bræðslumarki PFA (305 gráður) en fyrir ofan glerskipti (-15 gráður, þannig að allt hitastig er yfir Tg). Við 150 gráður hafa fjölliðakeðjur verulegan hreyfanleika. Afgangsálag frá suðu (í frosin stefnu) slakar á. Slökunartíminn við 150 gráður er 1–2 klukkustundir; 4 klukkustundir tryggir algjöra streitulosun.
220 gráðu annað þrepið er nær bræðslumarkinu en samt undir því. Við þetta hitastig hraðar keðjudreifing um suðuviðmótið. Dreifingarstuðullinn D fylgir D=D₀ × exp(-E_a/RT). Við 220 gráður er D 10–20× hærra en við 150 gráður. Keðjur úr túpunni og hettunni fara í gegn og mynda flækju þvert á viðmótið. Viðmótið verður minna aðgreint. Kristöllun beggja hluta bráðnar að hluta og endurkristallast og myndar jafnari uppbyggingu þvert á suðuna. Hins vegar heldur rörið einhverri stefnu (frá útpressun) sem ekki er hægt að útrýma að fullu án þess að bráðna, svo suðuna er áfram greinanleg.
Hagnýt útfærsla og takmarkanir
Til að innleiða tveggja-þrepa glæðingu fyrir PFA endalok:
Eftir suðu skaltu setja hitarann (eða hettusamstæðuna) í -lofthringrásarofn.
Rampur við 5 gráður/mín í 150 gráður. Haltu í 4 klst.
Rampur við 3 gráður/mín í 220 gráður. Haltu í 6 klst.
Kælið við 2 gráður/mín í 50 gráður áður en það er fjarlægt.
Ferlið bætir 10–12 klukkustundum við framleiðslutíma og eykur kostnað um 15–25%. Mælt er með því fyrir háan-þrýsting eða háan-hjólreiðar þar sem styrkur suðulínunnar er mikilvægur. Fyrir lágþrýstingsþjónustu (-andrúmsloft,<2 bar), single-stage annealing or even no annealing may be sufficient.
Even with optimal two-stage annealing, the weld line remains weaker than the base tube by 25–40%. For applications requiring maximum reliability (pressure >10 bar, thermal cycling >1.000 lotur), er valinn útbreiddur endaloki (engin suðulína) fram yfir hvers kyns glóð soðnu loki. Útvíkkað lokið hefur enga suðulínu og nær 90–95% af styrkleika grunnrörsins.
Dæmi um svið
Framleiðandi PFA hitara fyrir háþrýstibrennara (10 bör, 200 gráður) notaði soðnar endaloka með eins-glæðingu (180 gráður, 6 klukkustundir). Bilunartíðni suðulínu eftir 12 mánuði var 8%. Framleiðandinn skipti yfir í tveggja- þrepa glæðingu (150 gráður /4klst. + 220 gráður /6klst.). Bilunartíðni suðulínu lækkaði í 2,5% (enn til staðar). Fyrir mesta-vörulínu áreiðanleika, endurhönnuðu þeir í blossaða endalok og náðu engum bilunum í suðulínu á 5 árum.
Skoðun og gæðaeftirlit
Eftir tveggja-þrepa glæðingu skaltu skoða gæði suðulínunnar með því að:
Sprengjupróf: Sýnahappar verða að springa við meira en eða jafnt og 15 bör fyrir 2 mm vegg (eða meira en eða jafnt og 75% af rörsprengingu).
Smásjárskoðun: Þverra-suðuna og skoða undir skautuðu ljósi. Góð suðu sýnir enga sérstaka línu; viðmótið virðist dreift yfir 50–100 µm.
DSC (differentiell skönnun kalorimetry): Mælið kristöllun á báðum hliðum suðunnar; munur ætti að vera<5%.
Ályktun: Tveggja-glæðing dregur úr veikleika en útilokar hann ekki
Tveggja- hitauppstreymi (150 gráður /4klst. + 220 gráður /6klst.) dregur úr veikleika suðulínu í PFA endalokum um 60–80%, og eykur sprengiþrýsting úr 6–10 börum í 15–20 bör (fyrir 2 mm vegg). Ferlið léttir afgangsálagi og stuðlar að keðjudreifingu yfir suðuviðmótið. Hins vegar, vegna þess að útpressaða rörið og mótaða hettan hafa í eðli sínu mismunandi sameindastefnu og kristöllun, er suðulínan áfram veikur burðarpunktur með 25–40% lægri styrk en grunnrörið. Fyrir mikilvægan há-þrýsting eða háan-hjólanotkun eru útbreiddar endalokar (engin suðulína) eina leiðin til að útrýma veikleika suðulínunnar að fullu. Glæðing er -hagkvæm framför fyrir soðnar húfur en ekki heildarlausn. Soðið minna, glæðið betur eða hönnunin blossuð. Veldu út frá áhættu. Í háþrýstingi eru suðulínur skuldbindingar. Gleyptu þá, en treystu þeim ekki að fullu. Blossi er eina tryggingin.
