Stuðningsfestingar fyrir PFA hitara-notaðar til að staðsetja hitara í tönkum eða til að halda aukabúnaði-bera stundum viðvarandi vélrænt álag við hærra hitastig. Við 180 gráður (nálægt samfelldri notkunarmörk PFA 200 gráður) verður skriðbrot ríkjandi bilunarhamur fyrir hlaðna sviga. Fyrir festingu sem er hlaðinn við 5 MPa (dæmigert fyrir 10 kg hitara sem hangir í 50 mm² þversniðsstuðningi) er raunhæfur skriðrofslíftími 500–2.000 klukkustundir, allt eftir PFA-gráðu, kristöllun og framleiðslugæðum. Þetta er mun styttri en venjulegur endingartími hitara (10.000–30.000 klukkustundir). Þess vegna ætti ekki að nota PFA sviga fyrir viðvarandi álag yfir 2 MPa við 180 gráður. Fyrir álag yfir 2 MPa, notaðu málmfestingar með PFA húðun eða aðskildar málmstoðir. Gögnin um skriðbrot hér að neðan veita leiðbeiningar um örugga hönnun.
Skriðbrotskerfi við 180 gráður
Við 180 gráður er PFA fyrir ofan glerskipti (Tg=-15 gráðu) en undir bræðslumarki (305 gráður). Fjölliðan sýnir seig teygjanlegt skrið: við stöðugt álag aflagast hún stöðugt. Í fyrsta skriðstigi (fyrstu 0–100 klst.) eykst álagið með minnkandi hraða. Í aukaskrið (100–1.000 klst) er álagshraðinn stöðugur. Við skrið á háskólastigi (umfram 1.000 klst.) flýtir álagið þegar tómarúm myndast og virki þversniðið minnkar, sem leiðir til rofs. Fyrir PFA krappi hlaðinn við 5 MPa við 180 gráður er venjulegur tími til að ná háskólaskrið 200–500 klukkustundir; rof á sér stað eftir 500–2.000 klst. Roflífið fylgir Larson-Miller færibreytunni: LMP=T × (C + log t), þar sem T er hitastig (K), t er tími til að rofna (klst.) og C er efnisfasti (≈20 fyrir PFA). Fyrir tiltekið LMP dregur hærra hitastig úr lífi veldisvísis.
Kristöllun PFA hefur mikil áhrif á skriðþol. PFA með há-kristöllun (55–65%) hefur 2–3× lengri skriðlíf en lág-kristöllunar-PFA (35–45%). Glöðuð sviga (eftir{10}}mótun glæðing við 200 gráður í 4 klukkustundir) sýna einnig lengri endingu (sjá grein #41). Rúmfræði festingarinnar skiptir máli: Skörp horn einbeita sér að álagi og draga úr líftíma um 50–80% samanborið við hönnun með radius.
Creep Rupture Life eftir streitu og hitastigi
| Hitastig (gráða) | Streita (MPa) | PFA einkunn | Kristallleiki (%) | Rjúflíf (klukkustundir, dæmigert) | Bilunarhamur |
|---|---|---|---|---|---|
| 180 | 2 | Standard | 45 | 8,000–15,000 | Óhófleg sveigja (skrið) |
| 180 | 3 | Standard | 45 | 3,000–6,000 | Skriðbrot |
| 180 | 4 | Standard | 45 | 1,000–2,500 | Rof með tómamyndun |
| 180 | 5 | Standard | 45 | 500–1,500 | Hratt rof |
| 180 | 6 | Standard | 45 | 200–500 | Strax sveigjanleiki, rof |
| 180 | 5 | Hár-kristöllunarstyrkur (glæðingur) | 60 | 1,200–2,500 | 2× líf vs staðall |
| 180 | 5 | Lágur-kristöllun (óglæður) | 38 | 300–800 | 50% líf á móti venjulegu |
| 160 | 5 | Standard | 45 | 3,000–6,000 | Lægra hitastig lengir líftímann |
| 200 | 3 | Standard | 45 | 500–1,500 | Nálægt efri mörk fyrir PFA |
| 150 | 5 | Standard | 45 | 6,000–12,000 | Viðunandi fyrir hlé á álagi |
Ráðleggingar um örugga hönnun
For PFA support brackets at 180°C, the maximum sustained stress should not exceed 2 MPa for long-term service (>5.000 klukkustundir). Reiknaðu streitu sem σ=F / A, þar sem F er álagið (N) og A er lágmarksþvermáls-þversniðsflatarmál sviga (mm²). Fyrir 50 N hleðslu (≈5 kg), áskilið svæði A=F/σ=50 / 2=25 mm². Krappi með 5 mm × 5 mm (25 mm²) þversnið- er lágmarkið. Fyrir 100 N hleðslu (10 kg) er lágmarksflatarmál 50 mm² (7 mm × 7 mm). Þetta eru lágmarksstærðir; stærri sviga veita öryggisbil.
Fyrir álag yfir 2 MPa við 180 gráður skaltu nota málmfestingu (ryðfrítt stál, títan eða Hastelloy) með PFA húðun eða ermi til að koma í veg fyrir efnaárás. Málmfestingin ber álagið; PFA veitir efnaþol. Að öðrum kosti skaltu styðja hitarann að ofan (spenna) frekar en frá botninum (þjöppun) með því að nota málmstöng í gegnum hitara miðjuna. PFA er sterkari í þjöppun en í spennu; Þrýstiþol skriðs er 2–3× lengri en togskriðlífi fyrir sömu álag.
Fyrir núverandi PFA sviga sem starfa við mikið álag, skoðaðu árlega með tilliti til aflögunar. Mældu upprunalegu mál svigsins og berðu saman við núverandi. Varanleg sveigja sem er meiri en 2 mm eða einhver sýnileg sprunga þarfnast tafarlausrar endurnýjunar. Ef festingin hefur aflagast en ekki sprungin getur hún haldið áfram að virka en með minni afkastagetu. Fyrir mikilvægar notkunarþætti (hitari gæti fallið í tank) skaltu skipta um vansköpuð festingar óháð sprungustöðu.
Dæmi um svið
Efnaverksmiðja notaði PFA festingar til að styðja við 15 kg hitara (150 N álag) við 180 gráður. Þverskurður krappans- var 10 mm × 8 mm (80 mm²), sem gefur σ=150/80=1.9 MPa- innan öryggismarka. Eftir 18 mánuði (≈13.000 klukkustundir) sýndi krappi 3 mm sveigju en engar sprungur. Hitari var enn studdur. Eftir 2,5 ár (18.000 klst.) náði sveigjan 6 mm og hitari var sígandi. Skipt var um festingu við áætlaða lokun. Festingin hafði ekki bilað en var undir lok notkunartímans. Verksmiðjan endurskoðaði hönnun sína til að nota málmfestingar fyrir framtíðaruppsetningar, með því að vitna í þörfina fyrir ótímabundið líf.
Ályktun: Takmarkaðu PFA Bracket Stress við 2 MPa við 180 gráður
Raunhæfur skriðrofslíftími PFA-hitarastuðningsfestingar sem hlaðinn er við 5 MPa og 180 gráður er aðeins 500–2.000 klukkustundir-ófullnægjandi fyrir flest iðnaðarnotkun. Fyrir langa-þjónustu (5,000+ klukkustundir), takmarkaðu streitu við 2 MPa. Fyrir álag yfir 2 MPa, notaðu málmfestingar með PFA húðun eða aðskildar málmstoðir. Ef nota þarf PFA sviga skaltu tilgreina háan-kristöllunarstyrk, glæðað PFA, radíus öll horn og skoða árlega með tilliti til sveigju. PFA er frábært efni fyrir efnaþol en lélegt efni fyrir viðvarandi álag-við háan hita. Ekki biðja PFA að gera það sem metal ætti að gera. Þegar þú ert í vafa skaltu nota málm. Kostnaður við að hitari detti ofan í geymi og styttist við vegginn er mun meiri en kostnaður við almennilegan málmstuðning. Hannaðu festinguna fyrir hleðsluna, ekki til að auðvelda einni -efnislausn.
