Kuinka täyteainepitoisuus (15 % lasikuitua vs. täyttämätön) PFA (perfluoroalkoksi) -lämmitinputkessa muuttaa virumisvastusta 200 asteessa 3 MPa:n vannejännityksen alaisena?

Viruminen on rajoittava ongelma PFA-lämmitinputkissa 200 asteen ja 3 MPa:n vannejännityksissä. Täyttämättömän PFA:n virumisnopeus on 1-2 % 1 000 tuntia kohden 200 asteessa. 15 % lasikuitutäyteainetta sisältävän PFA:n virumisnopeus on 0,2-0,5 %/1000 h, parannus 4-5×. Lasikuidut ovat vahvistuksia ja ottavat kuormat ja estävät polymeeriketjujen luistamisen. Lasikuidut kuitenkin aiheuttavat jännityskeskittymiä ja voivat heikentää kemiallista kestävyyttä.

Kuinka lasikuituvahvistus minimoi virumisen

Tyhjässä PFA:ssa viruminen tapahtuu irtikelauksen ja ketjun luistamisen kautta kuormituksen alaisena. Lasikuidut (15 paino-%, halkaisija 10-20 µm, pituus 200-400 µm) estävät polymeeriketjujen liikkuvuutta. Virumisnopeus saadaan kaavalla: ε̇=ε̇_0 × (1 - V_f)^n, jossa V_f on kuidun tilavuusprosentti ja n ≈ 2. Myös lasikuidut nostavat kimmokerrointa 1200-1500 MPa:iin (15 % lasia) 600 MPa:sta (täyttelemätön lasi).

Kvantitatiivinen ryömintänopeus verrattuna lasikuitupitoisuuteen

PFA:lle kontrolloidut virumatestit 200 asteen ja 3 MPa:n vannejännityksissä ovat osoittaneet seuraavan. Lasikuitu (täyttämätön) Virumisnopeus 0 % 1,0-2,0 % per 1 000 tuntia Aika 5 %:n jännitykseen 2 500-5 000 tuntia Kimmokerroin 500-700 MPa 5 % lasikuidun virumisnopeus on 0,6-1,2 %/1000 tuntia, iso 0 0 0 0 000 tuntia. tuntia, ja moduuli on 700-900 MPa. 10 % lasikuidusta, virumisnopeus 0,3-0,8 %/1000 h, aika 5 %:n jännitykseen 6000-15000 h ja moduuli 900-1200 MPa. 15 % lasikuidun virumisnopeus on 0,2-0,5 % per 1 000 tuntia, aika 5 %:n venymiseen on 10 000-25 000 tuntia ja moduuli on 1 200-1 500 MPa. 20 % lasikuidusta virumisnopeus on 0,1-0,3 % 1 000 tuntia kohden, aika 5 %:n venymiseen on 15 000-40 000 tuntia ja moduuli on 1 500-1 800 MPa.

Virumisenkestävyys lasikuitusisällön valintaopas

Lasikuitupitoisuus (%) Virumisnopeus 200 astetta (%/1 000 h) Aika 5 %:n jännitykseen (h) Kimmokerroin (MPa)Suositellaan 200 asteen käyttöön 0 1.0-2.0 2,500-5,000 500-700 Ei
5 0.6-1.2 4,000-8,000 700-900 Rajoitettu 10 0.3-0.8 6,000-15,000 900-1,200 Kyllä (ajoittain) 15 0.2-0.5 10,000-25,000 1,200-1500 Kyllä (jatkuva) 20 0.1-0.3 15,000-40},{014},8 suorituskyky)
Lasilla-täytetty PFA - teknisiä huomioita

Lasilla-täytetyllä PFA:lla on heikentynyt kemiallinen kestävyys joissakin väliaineissa (HF, vahvat alkalit korkeassa lämpötilassa). Lasikuidut muodostavat karkean pinnan ja voivat edistää likaantumista. CTE pienenee lasipitoisuuden myötä, mikä vähentää epäsuhta lämpölaajenemisessa. Lämmönjohtavuus kasvaa hieman 15 % lasitäytteistä PFA:ta suositellaan 200 asteen huoltoon 3 MPa:n vannejännityksellä.

Ilmoitettu eritelmä

PFA-lämmitinputkelle 200 asteen ja 3 MPa:n vannejännitysten kohdalla määritä 15 % lasikuitutäytteistä PFA:ta virumisnopeuden vähentämiseksi arvoon 0,2-0,5 %/1 000 tuntia. Insinööri lisää lasikuituvahvistuksen parantaakseen virumisvastusta.