شکست ترک خوردگی ترد ناشی از پیری اکسیداتیو حرارتی به خدمات طولانی مدت روکش PFA در دمای بالا و فضای فرآیند حاوی اکسیژن{1}} اشاره دارد. زنجیره مولکولی پلیمری تحت تخریب اکسیداتیو و بریدگی زنجیره قرار می گیرد و باعث می شود فلوروپلاستیک چقرمگی اولیه را از دست بدهد و به تدریج سفت و شکننده شود. تحت تناوب دما، فشار متوسط و ارتعاش ریز، ترکهای نامنظم روی سطح پوشش ظاهر میشوند که تا شکستگی کامل به سمت داخل امتداد مییابند. محیط خورنده در شکاف ترک نفوذ می کند تا آستر را از بستر فولادی جدا کند و در نهایت باعث ریزش قطعه قطعه شدن آستر و نشت نفوذ لوله پایه می شود. این آسیب مربوط به فرسودگی برگشت ناپذیر پیری شیمیایی خود فلوئوروپلیمر است که عمدتاً در خطوط لوله با عملکرد مداوم-درازمدت در دمای بالا ظاهر می شود.
1. مکانیزم پیری اکسیداتیو و شکنندگی
PFA{0}}درمدت در معرض محیط هوازی با دمای بالا، واکنش اکسیداسیون رادیکال آزاد را در ستون فقرات مولکولی ایجاد میکند. مولکولهای اکسیژن به پیوندهای کربن{3}}در زنجیره پلیمری حمله میکنند و زنجیرههای مولکولی بلند را به قطعات کوتاه میشکنند و در عین حال گروههای اکسید شده قطبی را تولید میکنند. نیروی درهم تنیدگی بین مولکولی اولیه به شدت کاهش می یابد، ازدیاد طول مواد و چقرمگی ضربه به وضوح کاهش می یابد، و پوشش از حالت سخت انعطاف پذیر به حالت شکننده سخت تبدیل می شود. ریزترکها در نواحی متمرکز{7}}تنش پوشش شکننده تحت بار چرخهای انبساط و انقباض حرارتی جوانه میزنند. ترک ها به سرعت در امتداد جهت شکستگی مولکولی بدون تغییر شکل پلاستیک آشکار گسترش می یابند. متفاوت از تغییر شکل اکستروژن حرارتی ناشی از عدم تطابق ضریب انبساط، این شکست ناشی از آسیب ساختار مولکولی شیمیایی است تا تغییر شکل ابعاد فیزیکی خالص.
2. موقعیت های معمولی مستعد ترک خوردگی با پیری حرارتی
بخش های گرمایش مستقیم نزدیک به منبع گرما با بالاترین-دمای پایدار طولانی مدت؛
بالاترین نقاط خط لوله که در آن محیط فاز گاز انباشته شده و غلظت اکسیژن بالاست.
زانوها و قطعات خم شده دارای تنش خمشی متناوب در طول نوسانات دما.
مناطق پوشش نازک با ذخیره مواد کم و سرعت تخریب سریعتر پیری؛
بخشهای خط لوله اغلب بین{0}}درجه حرارت بالا و دمای اتاق خاموش میشوند.
3. عوامل محرک اصلی تسریع شکست پیری
عملکرد طولانی-بیش از حد بالای دمای مجاز سرویس مداوم PFA.
محتوای بالای اکسیژن در محیط گازی{0}}مایع مخلوط که به طور مداوم منابع واکنش اکسیداسیون را تامین می کند.
افزودن مواد اکسید کننده قوی در محیط فرآیند برای تسریع شکستن زنجیره مولکولی.
فرمول نامعقول پوشش مواد خام با محتوای تثبیت کننده ضد اکسیداسیون ناکافی-.
تولید طولانیمدت-بدون وقفه بدون استراحت خاموش، فاقد فاصله زمانی برای کاهش سرعت واکنش پیری.
4. اقدامات فنی کامل-پیشگیری و کنترل پیوند
① حد بالایی دمای کارکرد طولانی مدت-را به شدت قفل کنید
از دویدن بیش از حد درجه حرارت فراتر از محدوده دمای نامی پوشش PFA جلوگیری کنید.
② ترکیب محیط فرآیند را برای کاهش اجزای اکسید کننده قوی اضافی بهینه کنید
نیروی محرکه شیمیایی تخریب اکسیداتیو را از سمت متوسط قطع کنید.
③ رزین PFA را با فرمول اصلاح شده ضد پیری در هنگام سفارشیسازی آستر انتخاب کنید
تثبیت کننده های حرارتی را برای کاهش سرعت شکست اکسیداسیون زنجیره مولکولی اضافه کنید.
④ دوره های تعمیر و نگهداری منظم خاموشی متناوب و خنک کننده را ترتیب دهید
کاهش آسیب تجمعی پیری حرارتی از طریق کاهش دوره ای دما.
⑤ انجام مشاهدات آندوسکوپی و تست نمونهگیری انعطافپذیری بر روی بخشهای لوله مستعد پیری کلیدی-
قبل از ایجاد ترک، خطوط لوله لاینینگ با تردی جدی را تعویض کنید.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| حالت عملیات و مواد | خطر ترک خوردگی پیری حرارتی | پیشنهاد کاربردی |
|---|---|---|
| دمای بیش از حد- طولانی مدت + محیط اکسید کننده بالا + بدون تعمیر و نگهداری دوره ای | ترک شکننده و تکه تکه شدن آستر در چرخه خدمات ثابت رخ می دهد | روکش فلوئوروپلاستیک اصلاح شده مقاوم در برابر دمای بالا-را جایگزین کنید |
| درجه حرارت به شدت کنترل شده + درجه اکسیداسیون متوسط محدود + تعمیر و نگهداری قطعی منظم | به طور موثر روند پیری و شکنندگی مولکولی را به تاخیر می اندازد | مشخصات عملیاتی استاندارد برای خطوط لوله گرمایش با پوشش PFA با دمای بالا- |
| آستر اصلاح شده ضد اکسیداسیون + قفل دمای واقعی- بازرسی عملکرد سالانه آستر | مشکل پنهان ترک خوردگی با پیری بسیار کم | طرح ترجیحی برای تولید مداوم تجهیزات گرمایشی با دمای بالا-ضد خوردگی- |
نتیجه گیری
شکست ترک شکننده با پیری اکسیداتیو حرارتی پوشش PFA ناشی از شکستن زنجیره های مولکولی پلیمری در فرسایش اکسیژن در دمای بالا است که منجر به شکنندگی برگشت ناپذیر مواد آستر و انتشار ترک ناشی از استرس{1}}می شود. اقدامات اصلی پیشگیری شامل کنترل دقیق دمای سرویس، کاهش اجزای اکسید کننده در محیط انتقال، استفاده از مواد پوشش اصلاح شده ضد پیری و ترتیب تعمیر و نگهداری و بازرسی عملکرد دورهای خاموش شدن است. کنترل کل فرآیند انتخاب مواد، مدیریت پارامترهای فرآیند و نگهداری تجهیزات میتواند حوادث نشتی ناشی از پیری تکه تکه شدن لولههای گرمایش پوشش PFA را از بین ببرد.
