Għaliex Ħiter PFA Li Ġie Niexef-Sparat għal 2 Minuti Juri Rata Ogħla ta' Permeazzjoni ta' 40% Anke Wara t-Tkessiħ?

Wara avveniment ta' nar niexef-(li jaħdem fl-arja jew fil-fwar mingħajr tkessiħ likwidu) ta' 2 minuti biss, heater PFA se jġarrab ħsara mikrostrutturali dejjiema. Il-wiċċ ta 'barra tal-PFA huwa 250 - 350 grad bil-wiċċ ta' ġewwa (lejn il-qalba tal-metall) ikun simili. Il-polimeru ma jmurx lura għall-istat preċedenti tiegħu anki wara t-tkessiħ. Id-degradazzjoni termali twassal għal formazzjoni ta 'lakuni mikroskopiċi (dijametru ta' 5-50 µm) fil-matriċi PFA, żieda fil-volum ħieles amorfu ta '15-25%, u tnaqqis fil-piż molekulari ta' 10-30%. Dawn il-modifiki jibqgħu ħajjin fuq it-tkessiħ u jtejbu r-rata ta 'permeazzjoni għas-servizz futur kollu bi 30-50% b'mod permanenti. Jekk heater jitħaddem niexef għal 2 min fi 300 grad, ir-rata ta 'penetrazzjoni għall-HCl jew il-fwar tal-ilma hija 40% akbar mil-linja bażi tul il-bqija tal-ħajja tiegħu, irrispettivament mit-tkessiħ. Il-heater huwa bil-ħsara b'mod permanenti u t-tkessiħ mhux se jneħħi l-ħsara. Ħiters bħal dawn għandhom jiġu sostitwiti, mhux jerġgħu jitpoġġew f'servizz kruċjali.

Ħsara tan-Nar Niexef Mikrostrutturali
Waqt nar niexef-, PFA jinbidel erba' darbiet b'mod irriversibbli:

Qasam tal-katina: l-enerġija termali tkisser C-F u C-C bonds u tnaqqas il-piż molekulari minn 300 kDa għal 200-250 kDa. Iktar ma jkun baxx il-piż molekulari iktar ikun kbir il-mobilità tal-katina u d-diffusività.

Formazzjoni ta' vojt: L-umdità residwa (100–500 ppm) tivaporizza immedjatament biex tiġġenera vojt sferiċi ta' dijametru ta' 5–50 µm. Il-vojt huma shortcuts għal molekuli permanenti.

Espansjoni tal-fażi amorfa: Tidwib parzjali u rikristallizzazzjoni ta 'reġjuni amorfu fi struttura aktar miftuħa, li żżid il-volum ħieles b'15-25%.

Ossidazzjoni tal-wiċċ: Barra 50 – 100 µm tipproduċi saff ta 'ossidu fraġli (gruppi karbonil u karbossili). Hekk kif jibred dan is-saff jinkiser, u jipprovdi passaġġi oħra.

Dawn l-alterazzjonijiet huma permanenti, peress li taħt it-300 grad il-polimeru ma jistax jerġa'-cross-jew isewwi postijiet battala. It-temperaturi normali tax-xogħol (100–200 grad) m'għandhomx biżżejjed enerġija għat-tħabbil mill-ġdid tal-katina jew l-għeluq tal-vojt.

Żieda fir-Rata ta' Permeazzjoni Wara -Nir Niexef (ittestjat fi 80 grad, 30% HCl)
Ħin ta' Nar Niexef (min) Temperatura Massima tal-Għat (grad) Telf ta' Piż (%) Densità Vojta (vojt/mm2) Rata ta' Permeazzjoni (g/m2•jum) Żieda fuq il-Linja Bażi (%)
0 (linja bażi) 80 0% 0 0.8-1.2 0% 0.5 (30 sek) 180 2-5%<10 0.9-1.4 10-15% 1.0 230 5-10% 10-50 1.1-1.7 30-40% 2.0 280 10-15% 50-150 1.3-2.0 40-60% 3.0 310 15-20% 100-300 1.6-2.5 70-100%
5.0 340 (tidwib) 20-30% 500+ 2.5-4.0 150-250%
Ir-rata ta' permeazzjoni ta' heater niexef-isparat għal 2 minuti (l-ogħla 280 grad) tiżdied b'40–60% għal perjodu illimitat. Ir-rata ma tirkuprax wara 1000 siegħa ta 'tħaddim normali imxarrab.

Għaliex it-tkessiħ ma jirrestawrax ir-reżistenza tal-permeazzjoni
It-tkessiħ iċċekken id-daqs tal-polimer mingħajr ma jagħlaq il-vojt jew jirkupra l-piż molekulari. Dawn it-toqob huma permanenti minħabba li l-ktajjen tal-polimeru li kienu jokkupaw dak il-volum inħallu f'oligomeri volatili li ħarbu. Xejn biex timla l-vojt. Ktajjen orjentati mill-ġdid f'ippakkjar inqas dens matul l-eskursjoni ta 'temperatura għolja li tirriżulta f'espansjoni permanenti tal-volum ħieles amorfu. Huwa bħall-ittemprar ta' metall-inti taffettwa b'mod permanenti l-mikrostruttura." B'differenza mill-metalli, il-PFA ma jistax jiġi ttemprat mill-ġdid għal ħsara lura peress li l-ħsara tinvolvi tqassim kimiku (qass tal-katina) kif ukoll riarranġament fiżiku.

Sejbien ta' nar niexef-preċedenti
Jekk tissuspetta li heater ġie niexef-isparat (anke għal żmien qasir), tliet testijiet juru ħsara dejjiema:

Mikroskopija: Qatta sezzjoni trasversali tal--ħajt tal-PFA. Il-vojt huma osservati bħala ċrieki suwed (5–50 µm) b'ingrandiment ta' 200–500×. Kavitajiet viżibbli jindikaw ħsara kronika.

Kejl tad-densità: Densità PFA mingħajr ħsara 2.13–2.16 g/cm3. Spazji f'densità ta' PFA niexef-fired 2.05–2.10 g/cm3. Voidings huma importanti jekk id-densità tonqos 2%.

Test tal-Permeazzjoni: Qabbel ir-rata attwali tal-permeazzjoni tal-HCl mal-istandard tal-manifattur. Żieda ta' 30% tikkonferma nar niexef-aktar kmieni.

1. Deċiżjoni li Tissostitwixxi
Għal heater li jkun ġie sparat niexef għal 2 minuti jew aktar:

Servizz kimiku kritiku (semikondutturi, farmaċewtiċi) - ibdel minnufih. Il-korrużjoni tal-qalba bikrija u l-kontaminazzjoni tal-banju se jkunu dovuti għal żieda ta '40% fir-rata ta' penetrazzjoni.

Servizz industrijali mhux-kritiku: Uża sakemm ir-rata ta' permeazzjoni taqbeż ir-restrizzjonijiet tal-proċess. Ir-reżistenza tal-insulazzjoni għandha tiġi ċċekkjata perjodikament. Stenna ħajja li hija 30-50 fil-mija iqsar.

Preżenza ta' infafet jew tidwib Ibdel Immedjatament Il-heater sejjer ħażin.

Eżempju qasam
Impjant tal-kisi involontarjament ixxotta tank bil-heater PFA enerġizzat. Il-heater dam niexef għal 3 minuti (il-quċċata stmata 290 grad) qabel ma ngħalaq mill-operaturi. Il-mili mill-ġdid u l-heater dehru normali fuq barra (l-ebda folji apparenti). Madankollu, wara 4 xhur il-heater kellu ħsara fl-art. L-investigazzjoni ta 'wara-falliment uriet microvoiding għoli fil-ħajt tal-PFA (150 vojt/mm2) u l-permeazzjoni ta' HCl żdiedet 3×, qalba tal-metall korroda. Ħiter niexef-bla nar mill-istess lott dam 3 snin itwal. Il-heater niexef-li jkun ġie rtirat, mhux imqiegħed lura fis-servizz.

Konklużjoni: Nixxef-Nar Jirriżulta fi Żieda Permanenti ta' 30–50% fil-Permeabilità
Ħsara mikrostrutturali permanenti tidher f'heater PFA niexef-isparat għal 2 min (temperatura massima tal-għant 280 grad ): qassam tal-katina (10-15% telf ta 'piż molekulari), formazzjoni ta' vojt (50-150 vojt/mm 2 ) u żieda ta 'volum ħieles amorfu. Anke wara li tkessaħ b'mod indefinit, ir-rata ta' penetrazzjoni hija 40-60 % 'l fuq mil-linja bażi. Il-heater ma jiġix lura. Ibdel fil-pront għal servizz vitali. Għal servizz mhux-kritiku għassa mill-qrib u stenna ħajja iqsar Tafdax spezzjoni viżwali-vojt huma żgħar. Ħiter jista 'jagħmel ħsara irreparabbli anki jekk jidher tajjeb. Nixxef nar darba, qatt ma tafdaha totalment. Ibdel jew tnaqqas ir-rata. Il-vakwu huwa etern.