استحکام پیوند بین PFA و هسته فلزی یک پارامتر کیفیت حیاتی برای قابلیت اطمینان بخاری است. یک روش عملی و قابل تکرار از یک نمونه حلقه تقسیم شده استفاده می کند: یک بخش کوتاه از بخاری (طول 20 تا 30 میلی متر) از انتهای سرد یا یک قطعه قربانی بریده می شود. یک شکاف طولی فقط از طریق PFA (نه داخل فلز) با استفاده از یک اره خوب بریده می شود. سپس دو نیمه غلاف PFA با استفاده از یک دستگاه تست جهانی (UTM) با یک فیکسچر تخصصی از هسته فلزی جدا می شوند. نیروی لایه برداری در واحد عرض (N/mm) ثبت می شود. برای یک نمونه خوب چسبانده شده (هسته اچ شده، آغازگر)، استحکام لایه برداری 2 تا 5 نیوتن بر میلی متر است. چسبندگی ضعیف (هسته صاف، بدون پرایمر) 0.5-1.5 N/mm می دهد. این آزمایش مخرب است اما داده های کمی را برای کنترل فرآیند و صلاحیت تامین کننده ارائه می دهد.
آماده سازی نمونه
| مرحله | توضیحات | ابزار |
|---|---|---|
| 1 | یک حلقه 25 تا 30 میلی متری از بخاری (انتهای سرد یا ضایعات) ببرید. | اره دندان ظریف، خنک کننده |
| 2 | قطر خارجی (OD) و قطر داخلی (ID) هسته فلزی را اندازه گیری کنید. | کولیس |
| 3 | دو خط را با فاصله 180 درجه در طول (برای دو آزمایش لایه برداری در هر حلقه) علامت بزنید. | نشانگر خوب |
| 4 | PFA را فقط در امتداد خطوط مشخص شده با استفاده از تیغ یا اره نازک برش دهید. | تیغ، فیکسچر |
| 5 | به آرامی PFA را در محل برش جدا کنید تا دو زبانه (عرض هر کدام 5 تا 10 میلی متر) ایجاد شود. | موچین |
راه اندازی تست لایه برداری
| پارامتر | تنظیم |
|---|---|
| دستگاه تست | دستگاه تست جهانی (به عنوان مثال، Instron، Zwick) با سلول بار 100-500 نیوتن |
| زاویه پوست | 90 درجه یا 180 درجه (T{2}}لایه برداری). 90 درجه برای PFA-فلز ترجیح داده می شود (شبیه سازی لایه برداری) |
| سرعت لایه برداری | 50-100 میلیمتر در دقیقه (ثابت) |
| عرض نمونه | عرض نوار پوست کنده (معمولاً 5-10 میلی متر) |
| گرفتن | دستگیرههای پنوماتیک یا پیچی-با فکهای لاستیکی- |
| ثبت داده ها | نیرو (N) در مقابل جابجایی (mm) |
رویه
هسته فلزی را در دسته پایینی (جهت عمودی) ببندید.
زبانه PFA پوست کنده را در دستگیره بالایی ببندید (فصله لایه برداری 90 درجه تضمین می کند که PFA عمود بر هسته کشیده می شود).
شروع آزمون؛ با جدا شدن PFA از فلز، نیرو را ثبت کنید.
اوج اولیه (نیروی شکست) را نادیده بگیرید. پس از 5 تا 10 میلیمتر حرکت، نیروی لایهبرداری ثابت-را ثبت کنید.
محاسبه قدرت لایه برداری=نیرو / عرض (N/mm).
این کار را برای برگه مقابل تکرار کنید. میانگین دو مقدار.
تفسیر نتایج
| قدرت لایه برداری (N/mm) | کیفیت اوراق قرضه | آماده سازی سطح | عمر مورد انتظار بخاری در سرویس سیکلیک | توصیه |
|---|---|---|---|---|
| <0.5 | خیلی فقیر | هسته صاف، بدون پرایمر | <1,000 cycles | رد کردن |
| 0.5–1.5 | بیچاره | فقط سندبلاست شده (Ra پایین) | 1000-5000 سیکل | حاشیه ای |
| 1.5–2.5 | خوب | سندبلاست + پرایمر | 5000-15000 چرخه | قابل قبول |
| 2.5–4.0 | عالی | اچ شیمیایی + پرایمر | 15000-30000 چرخه | ترجیح داده شده است |
| >4.0 | خیلی بالا | درمان ویژه (پلاسما و غیره) | >30000 چرخه | بیش از حد (PFA ممکن است پاره شود) |
مشاهده حالت شکست
در طول آزمایش لایه برداری، سطح شکستگی را مشاهده کنید:
شکست چسب(PFA به طور تمیز از فلز جدا می شود، بدون باقی مانده): پیوند ضعیف - غیر قابل قبول است.
شکست منسجم(بقایای PFA روی فلز باقی می ماند یا پارگی PFA): پیوند خوب - PFA قبل از رابط از کار افتاد.
حالت مختلط(مقداری باقیمانده PFA، مقداری فلز خالی): قابل قبول است.
مثال میدانی
یک تولید کننده بخاری از تست لایه برداری حلقه تقسیم شده برای واجد شرایط بودن روش آماده سازی سطح جدید استفاده کرد. روش استاندارد (فقط سندبلاست) 1.2 نیوتن بر میلی متر داد. روش جدید (سند بلاست + اچ شیمیایی + پرایمر) 3.1 نیوتن بر میلی متر بود. بخاریهای ساخته شده با روش جدید در آزمایشهای چرخه حرارتی صحرایی 3× بیشتر دوام آوردند (18000 چرخه در مقابل{10}}،000 چرخه). این کارخانه روش جدید را اتخاذ کرد و از تست لایه برداری برای کنترل کیفیت ورودی استفاده کرد.
محدودیت های کنترل کیفیت
| برنامه | حداقل قدرت لایه برداری (N/mm) | فرکانس تست |
|---|---|---|
| استرس کم-(آبگرمکن) | 1.0 | یک بخاری در هر 500 |
| صنعتی عمومی | 1.5 | در هر 200 بخاری یک عدد |
| Thermal cycling (>5000 چرخه) | 2.0 | در هر 100 بخاری یک عدد |
| High-pressure (>5 بار) | 2.5 | در هر 50 بخاری یک عدد |
| بحرانی (نیمه هادی، دارویی) | 3.0 | یک عدد در هر دسته (10-20 بخاری) |
نکات کاربردی
دما: آزمایش را در دمای اتاق (20-25 درجه) انجام دهید. آزمایش لایه برداری در دمای بالا امکان پذیر است اما به یک محفظه محیطی نیاز دارد.
زاویه پوست: 90 درجه بیشتر از 180 درجه برای لایه های نازک PFA (0.5-2 میلی متر) تکرار می شود.
شرایط نمونه: فقط نمونه های خشک. رطوبت می تواند رابط را روان کند و مقادیر کاذب پایینی بدهد.
ضخامت PFA: PFA ضخیم تر (2 تا 3 میلی متر) ممکن است به جای پوست کندن پاره شود و آزمایش را باطل کند. در صورت امکان از بخش نازک تر استفاده کنید.
نتیجهگیری: تست لایهبرداری حلقههای تقسیم شده، PFA{0}}استحکام باند فلزی را کمیت میکند
تست لایه برداری حلقه تقسیم شده با استفاده از یک دستگاه تست جهانی، اندازه گیری کمی از استحکام پیوند بین PFA و هسته فلزی را ارائه می دهد. مقادیر کمتر از 1.5 N/mm نشان دهنده چسبندگی ضعیف است و لایه لایه شدن اولیه را پیش بینی می کند. مقادیر بالای 2.5 نیوتن بر میلی متر نشان دهنده کیفیت عالی اتصال مناسب برای سرویس حرارتی یا فشار چرخه ای است. این آزمایش مخرب است اما برای اعتبار سنجی فرآیند و کنترل کیفیت تامین کننده ضروری است. چند نمونه در هر دسته می تواند هزاران خرابی میدان را نجات دهد. آزمایش پوست، اندازه گیری، واجد شرایط بودن. پیوند پایه و اساس قابلیت اطمینان بخاری است. یک پیوند ضعیف زود شکست می خورد. یک پیوند قوی ماندگار است. اندازه گیریش کن، بدان، اعتماد کن. عمر بخاری شما به اتصال بستگی دارد. حدس نزنید. تست کنید.
