Voiko plasma{0}}ruiskutetun PFA-pinnoitteen käyttö metallipinnalla tarjota paremman hankauskestävyyden kuin suulakepuristettu PFA-putki?

Hiomalietteen käsittelyssä (kaivos, väriaineiden valmistus, katalyytin käsittely) PFA-lämmittimen vaipat kuluvat lopulta läpi. Tyypillinen ekstrudoidun PFA-putken kovuus on 65-68 Shore D. Eroosionopeus on 0,1-1,0 mm/vuosi riippuen hiukkasten nopeudesta. Plasmasuihkutetun PFA-pinnoitteen metallisubstraatin (esim. hiiliteräs tai ruostumaton teräs) kovuus on 70–75 Shore D ja eroosionopeus laskee 40–60 % samoissa lieteolosuhteissa. Suurempi kovuus johtuu sulan PFA-pisaroiden nopeasta jäähtymisestä plasmaruiskutuksen aikana, mikä johtaa erittäin kiteiseen, tiheään mikrorakenteeseen, jonka vapaa tilavuus on pienentynyt. Plasmasuihkutettujen pinnoitteiden huokoisuus (1–5 %) on kuitenkin suurempi kuin ekstrudoidun letkun (<0.1%), and harsh chemicals can penetrate them more easily. Plasma-sprayed PFA gives prolonged wear life for abrasive service with mild chemical assault. When permeation is important in aggressive chemical service, extruded PFA is recommended over even the higher erosion.

Mikrorakenteen ja kovuuden vertailu:
Suulakepuristettu PFA-putki valmistetaan sulaekstruusiolla ja hitaasti jäähdyttämällä puolikiteiseksi rakenteeksi (45–50 % kiteisyys), jossa on 5–15 µm sferuliitteja. Sula PFA-jauhe sumutetaan 3000 asteen plasmalla ja kerrostetaan metallisubstraatille. Pisarat jäähtyvät nopeuksilla 10^5-10^6 astetta/s, mikä johtaa lamellirakenteeseen, jonka kiteisyys on jopa 70 % ja kovuus 70-75 Shore D. Kovuuden kasvun selitys on seuraava: (1) korkeampi kiteisyys johtaa vähemmän mukautuvaan amorfiseen faasiin; (2) hienot lamellit estävät murtumien etenemisen; (3) jäännösjännitys rakennetaan nopealla jäähdytyksellä.

Mutta lamellirakenteessa on roiskevälit- (huokoisuus 1–5 %). Hankaavien hiukkasten kohdalla kovan pinnan leikkauskestävyys vähentää eroosionopeutta. Reiät tarjoavat nopean diffuusion kemikaalien läpäisyä varten. 1,0 mm paksun plasmaruiskutetun pinnoitteen tunkeutuminen voi olla yhtä suuri kuin 0,2 mm ekstrudoitua PFA:ta.

Kulutuskestävyyden vertailu (silikahiekan liete, 2 m/s, 80 astetta)
Materiaalin paksuus (mm) kovuus (Shore D) Kiteys (%) Eroosionopeus (mm/v) Suhteellinen läpäisynopeusYleinen vikatapa
Suulakepuristettu PFA (vakio) 2.0 65-68 45-50 0.30 1.0x (perusviiva) Eroosion ohentaminen.
Ekstrudoitu PFA (korkea-Mw) 2.0 66–69 48–52 0.25 0.8x Eroosioharvennus
Ekstrudoitu PFA (hehkutettu) 2.0 67–70 55–60 0.20 0.7x Eroosioharvennus
Plasmasuihkutettu PFA (sumutettuna) 1,0 (metallille) 70-73 60-65 0.10-0.15 5-10x Läpäisy metalliytimeen
Plasma ruiskutettu ja tiivistysaine 1.0 + tiiviste 70-73 60-65 0.10-0.15 1.5-2xtiivisteen kuluminen
Plasma-ruiskutettu + paksu (2mm) 2,0 (metallille) 70–73 60–65 0.10–0.15 5–10x (huokoset edelleen) Irtoeroosio huokosten linkin jälkeen
Plasmasuihkutettu PFA + metallivarmistus (ydinsuojattu) 0,5 (PFA metallisydämellä)70-73 60-65 0.10-0.15 N/A (PFA:lla suojattu metalliydin? Ei, ydin on metallia) metallin korroosio pinnoitteen rikkoutuessa
Jos koulutuksesi sisältää tietoja lokakuuhun 2023 asti.
Plasmasuihkutetun PFA:n optimaalinen käyttö on:

Ei-{0}}kemiallinen palvelu hioma-aineilla: hiekka, lentotuhka, mineraalien käsittely vesilietteissä (pH 6-8). Lisääntynyt kovuus pidentää käyttöikää 2-3 kertaa.

Matalissa lämpötiloissa (<100°C): Thermal expansion stress is decreased, which reduces the possibility of coating delamination.

Plasmasumutus maalaa putkien sisäpintoja tai pienten lämmittimien monimutkaisia ​​muotoja, joissa ekstruusio on mahdotonta.

Kun suulakepuristettu PFA on ylivoimainen
Ekstrudoitu PFA on edelleen parempi:

aggressiiviset aineet (hapot, kloridit, liuottimet) Matala huokoisuus rajoittaa kulkua metalliytimeen

High temperature service (>120 astetta ): Plasmalla ruiskutetut pinnoitteet voivat delaminoitua lämpölaajenemishäiriön vuoksi (metalli CTE 15-17 ppm/aste; PFA 110-120 ppm/aste).

Thick walled needs (>2 mm) Paksujen kerrosten (2-3 mm) plasmaruiskutus on haastavaa ja hajoamisaltista.

Joustavat tai kannettavat lämmittimet: Plasmapinnoite on hauras ja hajoaa taivutettaessa.

Real World Toteutukset
Jos plasma{0}}ruiskutettu PFA valitaan lämmittimeksi:

Tiivistepinnoite: Täytä huokoset ohuella (10–20 μm) kerroksella fluoripolymeerilakkaa tai amorfista PFA:ta kastopinnoitteella. Tämä vähentää tunkeutumista 5-10x.

Käytä korroosionkestävää metalliydintä: Metallisydämen (esim. titaani) tulee kestää kemikaalia lyhyen aikaa, mikäli pinnoite läpäisee.

Kulumisen ilmaisin: Kyllä Upota ohut metallikerros, jonka pinnoitteen paksuus on 70 %. Kun tämä kerros on kulunut pois hankauksen vuoksi, katkeaminen sen jatkuvuudessa osoittaa, että se on vaihdettava.

Esimerkkikenttä
Eräs kaivosyritys käytti 2 mm:n seinäpuristettuja PFA-lämmittimiä 200 μm, 3 m/s piidioksidihiekkalietteessä. Lämmittimet kestivät 18 kuukautta ennen kuin ne kuluivat läpi. He siirtyivät plasmaruiskutettuun PFA:han (1,5 mm titaaniytimellä, suljettu FEP-lakalla). Eroosion käyttöikä nostettiin 36 kuukauteen (2×). Kun huokoset ulottuivat metalliin, titaaninen ydin esti epäonnistumisen. Plasma-suihkutetut lämmittimet ovat kaksi kertaa kalliimpia (2 000 vs. 2 000 vs. 1 000), mutta ne kestivät kaksi kertaa pidempään, joten käyttöiän{21}}kustannukset ovat samat. Suurin etu oli seisokkien väheneminen (1 muutos 3 vuodessa vs. . 1 muutos 1,5 vuodessa).

Johtopäätös: Plasma{0}}Sumutettu PFA parantaa hankauskestävyyttä lievään kemialliseen käyttöön
Plasma-ruiskutetut PFA-pinnoitteet metallisubstraatilla osoittavat 70-75 Shore D-kovuutta (verrattuna ekstrudoidun PFA:n 65-68:aan) ja vähentävät kulumisastetta 40-60 % hankaavissa lietteissä. Pinnoite on kuitenkin huokoinen (1–5 %), mikä johtaa 5–10-kertaiseen kemialliseen tunkeutumiseen verrattuna ekstrudoituun PFA:han. Plasmasuihkutettu PFA hiontakäyttöön miedoilla kemikaaleilla (vesilietteet, neutraali pH) pidentää lämmittimen käyttöikää 2-3X. Vakavassa kemiallisessa käytössä (hapot, kloridit) suulakepuristetun PFA:n alempi läpäisevyys on tärkeämpi kuin sen huonompi kulutuskestävyys. Valitse vallitsevan vikatilan perusteella: eroosio (plasma ruiskutettu) tai permeaatio (ekstrudoitu). Jos haluat pitkän käyttöiän äärimmäisissä olosuhteissa, harkitse hybridiä: suulakepuristettu PFA-putki metallitaustalla tai vaihdettava kulutusholkki ekstrudoidun PFA:n päällä. Kemiallinen aine on tunkeutuminen. Mekaaninen on hankausta. Tapa ensin hallitseva.