Ikki bosqichli termal tavlanish jarayoni PFA so'nggi qopqoqlaridagi payvand chizig'ining zaifligini bartaraf eta oladimi?

Payvandlangan so'nggi qopqoqlari bo'lgan PFA isitgichlari bosim aylanishi yoki kimyoviy hujumga duchor bo'lganda payvand chizig'ida muddatidan oldin sinadi. Ikki bosqichli termal yumshatish texnikasi, avvaliga 150 darajada 4 soat, keyin esa 220 darajada 6 soat davomida payvandlash paychalarining zaifligini 60-80% ga kamaytirishi mumkin, lekin uni butunlay yo‘q qila olmaydi. Birinchi qadam (150 daraja) payvand chokini eritmasdan, payvandlash jarayonidan kelib chiqadigan qoldiq stressni yo'q qiladi. Ikkinchi bosqich (220 daraja) payvand chizig'i bo'ylab zanjir o'zaro tarqalishini ta'minlaydi, natijada molekulyar chalkashliklar kuchayadi va qopqoq va naycha o'rtasidagi kristallik yaxshi mos keladi. Payvandlash chizig'ining portlash bosimi ikki bosqichli tavlanishdan so'ng 5-10 bardan 15-20 bargacha (2 mm devor qopqog'i uchun) ortadi, asosiy trubaning portlash bosimiga (25-30 bar) yaqinlashadi. Shu bilan birga, payvand chizig'i strukturaning zaif nuqtasidir, chunki qopqoq va trubka turli xil termal tarixga ega (ekstrudirovka qilingan quvur va kalıplanmış qopqoq). Faqat tavlanishning o'zi undan butunlay xalos bo'lolmaydi; payvand chizig'ining zaifligini to'liq bartaraf etish uchun dizayndagi o'zgarishlar (qopqoq qopqoqlar, № 34-moddaga qarang) talab qilinadi.

Payvandlash liniyasining tuzilishi va zaifligi
Payvandlangan PFA so'nggi qopqog'i ikkita elementni birlashtiradi: ekstrudirovka qilingan trubka (yuqori yo'naltirilgan, kristalliligi 45-50%) va siqilgan qolip (izotrop, kristallik 40-45%). 3 payvandlash interfeysidagi nuqsonlar: 1. Differensial sovutish yoki differensial sovutish paytidagi qoldiq kuchlanish2. payvandlash 3. Stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradigan mos kelmaydigan kristallik. Payvandlangan holatda portlash bosimi odatda asosiy trubaning portlash bosimining 30-50 foizini tashkil qiladi. 2 mm devor trubkasi 25-30 barda va payvandlash chizig'i yaqinida 8-12 barda payvandlangan tepaga ega bir xil trubka portlaydi.

180–200 daraja haroratda 4 soat davomida bir-bosqichli tavlanish portlash bosimini 12–16 bar (trubaning 50–60%)gacha oshiradi. Ikki-bosqichli tavlanish 15-20 bar (naychaning 60-75%) Yaxshilanish zanjirning bo'shashishi (bu erda polimer zanjirlarining interfeys bo'ylab qayta o'ralashib ketishiga ruxsat beriladi) va qisman qayta kristallanish bilan bog'liq bo'lib, bu mos kelmaydigan zonani kamaytiradi.

Yuvish jarayonini optimallashtirish
Yuvish jarayoni 1-bosqich Harorat (daraja) 1-bosqich Vaqt (soat) 2-bosqich Harorat (daraja) 2-bosqich Vaqt (soat) Payvandlash liniyasining portlash bosimi (bar, 2 mm devor) Naychaning yorilishi % (28 bar) Ishlamay qolish rejimi
Hech qanday tavlanish - - - - 6-10 21-36%Clean payvand choki yorilishi yoʻq
Bir bosqichli (past) 150 8 - - 8-12 29-43% Payvandlash chizig'i (stress-oqlash)
Bir bosqichli (o'rta) 180 6 - - 10–14 36–50% Aralash payvand va qo'shni
Bir bosqichli (yuqori) 220 4 – – 12–16 43–57%Qisman de-laminatsiya
Bir bosqichli (juda baland) 250 2 - - 10-14 (tavlangandan ortiq-) 36-50%Buzilgan polimer
2-bosqich (past-baland) 150 4 220 6 15-20 54-71% Qo‘shni chok (payvandlash chizig‘i emas)
Ikki-bosqich (oʻrta{1}}yuqori) 180 4 220 4 16–20 57–71% Yuqoridagi bilan bir xil.
Two stage (150->200) 150 4 200 8 14-18 50-64% qabul qilinadi
Uch-bosqich (150→200→220) 150 2 200 4 220 2 16–20 57–71% Biroz yaxshilanish
Ikki bosqichli tavlanish mexanizmi.-
150 gradusdagi birinchi qadam PFA erish nuqtasidan past (305 daraja), lekin shisha o'tishdan yuqori (-15 daraja, shuning uchun barcha haroratlar Tg dan yuqori). 150 ° C da polimer zanjirlari yaxshi harakatchanlikni namoyish etadi. Payvandlashdan qolgan stressni yumshatish (orientatsiyada qulflangan). Dam olish muddati 150 daraja haroratda 1-2 soat, 4 soat stressni to'liq bartaraf etishni ta'minlaydi.

Ikkinchi bosqich 220 daraja erish nuqtasiga yaqinroq, lekin unchalik emas. Bu haroratda payvand choki bo'ylab zanjir diffuziyasi kuchayadi. Diffuziya koeffitsienti D D=D0 exp(-Ea/RT) bilan berilgan. 220 gradusdagi D 150 gradusdan 10 - 20× kattaroqdir. Kontakt bo'ylab o'ralib qolish quvur va qopqoqdan zanjirlarning o'zaro kirib borishi bilan erishiladi. Interfeys aniqlanmagan-bo'ladi. Ikkala tomonning kristalligi qisman eriydi va payvand choki bo'ylab bir hil strukturani hosil qilish uchun qayta kristallanadi. Ammo trubaning qandaydir yo'nalishi (ekstruziyadan) bor, uni eritmasdan butunlay olib tashlash mumkin emas, shuning uchun payvand hali ham ko'rinib turadi.

Cheklovlar va amaliy foydalanish
PFA so'nggi qopqoqlari uchun 2 bosqichli tavlanishni amalga oshirish uchun:

Payvandlang, so'ng isitgichni (yoki qopqoqni) havo{0}}aylantiruvchi pechga o'rnating.

5 daraja / min tezlikda 150 gradusgacha rampa. 4 soatga qoldiring.

Rampa 3 daraja / min 220 daraja. 6 soat tursin.

Olib tashlashdan oldin 2 daraja / min dan 50 darajagacha sovutib oling.

Ushbu texnika ishlab chiqarish vaqtiga 10-12 soat va narxga 15-25% qo'shadi. Payvandlash chizig'ining mustahkamligi muhim bo'lgan yuqori bosimli yoki yuqori tsiklli ilovalar uchun tavsiya etiladi. Past bosimli xizmat ko'rsatish uchun (atmosfera, 2 bar) bir bosqichli tavlanish yoki hatto tavlantirmaslik etarli bo'lishi mumkin.

The weld line is at best 25–40% weaker than the base tube with two-stage annealing. The optimum choice for any annealed welded cap is a flared end cap (no weld line) for situations where highest durability is required (pressure >10 bar, temperature cycling >1000 tsikl). Yonuvchan qopqoq payvand chizig'idan xoli va asosiy trubaning 90-95% mustahkamligiga ega.

Misol maydoni
Yuqori bosimli parchalanuvchi (10 bar, 200 daraja) uchun PFA isitgichlarini ishlab chiqaruvchisi bir bosqichli tavlanadigan (180 daraja, 6 soat) payvandlangan so'nggi qopqoqlardan foydalangan. 12 oy davomida payvand chizig'ining ishlamay qolish darajasi 8% ni tashkil etdi. Ishlab chiqaruvchi ikki bosqichli tavlanishga o'tdi (150 daraja /4 soat + 220 daraja /6 soat). Payvandlash liniyasining ishlamay qolish darajasi 2,5% gacha (hali ham mavjud). Ular oʻzlarining eng yuqori ishonchliligi{16}}mahsulot qatori uchun keng qamrovli soʻnggi qopqoqlarga oʻzgartirildi va 5 yil davomida payvand chokida nol xatolik yuz berdi.

Sifatni nazorat qilish va tekshirish
Ikki bosqichli tavlanishdan so'ng payvandlash liniyasi sifatini tekshiring:

Burst testi: trubaning devori 2 mm yoki trubka 15 barda qopqoqning 75% yorildi.

Mikroskop: payvand choki- kesmasini kesib, qutblangan nur ostida tekshiring. Yaxshi payvand choki aniq chiziqni ko'rsatmaydi, lekin 50-100 mkm gacha bo'lgan tarqoq interfeys.

DSC (differensial skanerlash kalorimetri): payvand chokining har ikki tomonida kristallikni o'lchash; farq < 5%

Xulosa: Ikki- bosqichli tavlanish zaiflikni kamaytiradi, lekin bartaraf etmaydi
Ikki bosqichli termal tozalash (150 daraja / 4 soat + 220 daraja / 6 soat) PFA so'nggi qopqoqlaridagi payvand chizig'ining zaifligini 60-80% ga kamaytiradi, portlash bosimini 6-10 bardan 15-20 bargacha oshiradi (2 mm devor uchun). Bu usul qoldiq kuchlanishni yo'q qiladi va payvand choki bo'ylab zanjirning interdiffuziyasini kuchaytiradi. Biroq, payvandlash chizig'i strukturaviy zaif nuqta bo'lib qolmoqda, uning mustahkamligi asosiy trubkanikidan 25-40% past bo'lib, bu molekulyar yo'nalishlar va ekstrudirovka qilingan trubka va qoliplangan qopqoq o'rtasidagi o'ziga xos farq tufayli. Muhim yuqori bosimli yoki yuqori tsiklli ilovalar uchun payvand chizig'ining zaifligini butunlay yo'q qilishning yagona usuli bu kengaygan so'nggi qopqoqlardan foydalanishdir (payvand chizig'i yo'q). Tavlash payvandlangan qopqoqlarni yaxshilashning iqtisodiy jihatdan samarali usuli bo'lishi mumkin, ammo bu hamma narsani davolamaydi. Kamroq payvandlang, yaxshiroq tavlang yoki mash'al dizayni. Tanlov xavfga asoslangan. Payvandlash liniyalari yuqori bosimdagi xavf hisoblanadi. Ularni tanovul qiling, lekin ularga ishonmang. Yagona kafolat - bu olov."