ترک خوردگی یک شکست شکننده معمولی پوشش ضد خوردگی PFA-است. ترک ها می توانند مستقیماً به عنوان کانال های نفوذ برای محیط های اسیدی، قلیایی و فلوراید عمل کنند که منجر به خوردگی سریع لوله پایه فلزی زیر آن می شود. ترکهای پوششی عمدتاً به سه دسته تقسیم میشوند: ریزترکهای سطحی ایجاد شده در طول تولید، ترکهای خستگی متناوب سرد-در سرویس، و شکستگیهای ضربه مکانیکی در حین نصب و حمل و نقل. این مقاله عوامل القایی و طرحهای بهبود هدفمند را از تولید تا کاربرد میدانی تحلیل میکند.
1. علل ریشه ای ترک خوردگی پوشش در مرحله تولید
(1) منحنی دمای پخت نامناسب
سرعت گرمایش خیلی سریع باعث می شود که رطوبت و گاز فرار داخل پوشش به شدت منبسط شود و باعث ایجاد تنش داخلی و ایجاد ترک های ریز شود. دمای نگهداری بیش از حد باعث تخریب حرارتی PFA، شکستن زنجیره مولکولی و شکنندگی مواد می شود. خنکسازی سریع اجباری درست پس از تف جوشی تنش اختلاف دما زیادی را در داخل پوشش ایجاد میکند و در نتیجه ریزترکهای شبکهای ایجاد میکند.
(2) ضخامت پوشش بیش از حد در موقعیت های محلی
پاشش بیش از حد-روی ریشه های فلنج، قوس های خمشی و مراحل انتقال منجر به ضخامت پوشش ناهموار می شود. قطعات پوشش ضخیم توانایی ضعیفی در هماهنگی تغییر شکل حرارتی با بستر فلزی دارند و تنش کششی در هنگام افزایش دما مستقیماً پوشش را باز می کند.
(3) درمان سطح بستر ضعیف
زبری ناکافی شات بلاست منجر به چسبندگی ضعیف بین پوشش و فلز پایه می شود. هنگامی که اختلاف انبساط حرارتی نیروی برشی ایجاد می کند، پوشش پوست کنده می شود و در امتداد رابط اتصال ایجاد می کند.
(4) تجمع تنش پسماند از پاشش چند لایه
اگر هر لایه پوشش به طور کامل ذوب نشود و تنش قبل از سمپاشی بعدی کاهش یابد، تنش بین لایه لایه به لایه جمع می شود و ترک ها در امتداد شکاف های بین لایه ای تحت نیروی خارجی یا نوسان دما پخش می شوند.
2. مکانیزم ترک در طول عملیات واقعی
(1) خستگی چرخه حرارتی مکرر
لوله فلزی هنگام گرم شدن منبسط می شود و هنگام سرد شدن منقبض می شود، در حالی که PFA ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین تری دارد. -کشش و فشردن چرخهای طولانیمدت ساختار مولکولی فلوروپلیمر را مجبور میکند تا آسیب خستگی ایجاد کند و به تدریج ریزترکهای اصلی را به شکافهای نافذ قابل مشاهده گسترش دهد.
(2) آسیب شوک حرارتی فوری
راهاندازی مستقیم{0}قدرت کامل باعث میشود لوله پایه به سرعت گرم شود، پوشش نمیتواند از سرعت تغییر شکل پیروی کند، و تنش لحظهای از حد کشش ماده برای ایجاد ترکهای شعاعی یا محوری فراتر میرود.
(3) نفوذ متوسط و انبساط ترک
مایع خورنده مولکولی کوچک به داخل ریزترکها نفوذ میکند، در سطح مشترک پیوند تجمع مییابد و فشار انبساط را تحت حرارت ایجاد میکند، که ترکها را بهطور مداوم گسترش میدهد و در نهایت باعث لایهبرداری و تکه تکه شدن پوشش میشود.
3. ترک خوردگی ناشی از نیروی خارجی مکانیکی
برخورد سخت در حین جابجایی و حمل و نقل، پیچاندن فلنج با گشتاور بیش از حد، اکستروژن گیره سفت و سخت و خراش شدید مستقیماً ترکهای نافذی را روی سطح پوشش ایجاد میکند که پس از استفاده به نقاط اصلی شکست خوردگی تبدیل میشوند.
4. اقدامات پیشگیری از حلقه بسته سیستماتیک
① فرآیند پخت برنامه ریزی شده را استاندارد کنید
سه مرحله-کنترل دما را انتخاب کنید:-نم زدایی و گاززدایی در دمای پایین → متوسط-ذوب و همجوشی در دمای → خنکسازی آهسته طبیعی کوره. اکیداً از افزایش سریع دما و خنک کردن هوای اجباری برای کاهش تنش پوشش داخلی گام به گام جلوگیری کنید.
② ضخامت پوشش را به طور معقولی کنترل کنید
ضخامت کل در 0.8 ~ 1.5 میلی متر کنترل می شود. برای جلوگیری از ضخیم شدن بیش از حد موضعی، اصلاح هدفمند نازک شدن را در مراحل انتقال و موقعیت های خمشی انجام دهید. از پرایمر برای افزایش نیروی پیوند رابط استفاده کنید.
③ حالت راه اندازی الکتریکی را بهینه کنید
ماژول شروع نرم را برای افزایش تدریجی توان در عرض 20 تا 40 ثانیه تجهیز کنید، شوک حرارتی آنی را از بین ببرید و تنش تغییر شکل بین زیرلایه و پوشش را کاهش دهید.
④ مشخصات بسته بندی و نصب را استاندارد کنید
هر لوله گرمایش به طور جداگانه با لوله فوم و فیلم محافظ پیچیده شده است. برای بستن فلنج ها از آچار گشتاور استفاده کنید. برای جلوگیری از اکستروژن سفت و سخت و خراش شدید، از پشتیبانی های انعطاف پذیر استفاده کنید.
⑤ آسیب های جزئی را به موقع تعمیر کنید
برای خراشهای کوچک و ریزترکهایی که قبل از نصب پیدا میشوند، محل را پولیش کنید و از چسب تعمیری مخصوص PFA استفاده کنید تا ترکها را ببندید و از نفوذ متوسط جلوگیری کنید.
5. جدول مقایسه رده بندی و بهبود خطا
表格
| نوع کرک | انگیزه اصلی | روش کنترل |
|---|---|---|
| میکروکراک تف جوشی | منحنی گرمایش و سرمایش نامناسب | تف جوشی با دمای برنامه ریزی شده قطعه بندی شده |
| ترک خستگی حرارتی | تغییرات مکرر دمای شروع-توقف | شروع نرم + تثبیت فرکانس عملیات |
| شکستگی مکانیکی | برخورد و اکستروژن بیش از-سفتی | بسته بندی مستقل + گشتاور مونتاژ استاندارد |
نتیجه گیری
ترک خوردگی پوشش PFA اساساً غلظت تنش بیش از حد تحمل مواد است. با بهینه سازی پارامترهای فرآیند تف جوشی، کنترل کیفیت تشکیل پوشش، کاهش شوک حرارتی در هنگام کار و جلوگیری از آسیب های مکانیکی{1} ساخته شده توسط انسان، می توان میزان شکست ترک را تا حد زیادی کاهش داد و از عملکرد آب بندی طولانی مدت و ضد خوردگی اجزای گرمایش با پوشش PFA اطمینان حاصل کرد.
