Ciklinio slėgio tarnyboje (pvz., autoklavuose, slėginiuose reaktoriuose, šiluminio plėtimosi kilpose) PFA šildytuvo galinis dangtelis yra silpniausia vieta. Platėjantis galas-sudarytas kaitinant ir ištempus vamzdį į kupolą be siūlės-atlaiko 5 000–20 000 slėgio ciklų. Termiškai suvirintas dangtelis (atskiras diskas, sujungtas su vamzdeliu) sugenda per 500–2000 ciklų. Platėjantis dangtelis neturi suvirinimo linijos, kuri pašalina įtempių koncentraciją, liekamąjį įtempį ir oksiduotą medžiagą, kuri kenkia suvirintoms jungtims. Be to, pliūpsnis nukreipia polimerines grandines išilgai kupolo, padidindamas kristališkumą ir atsparumą įtrūkimams. Nuovargio naudojimo pranašumas yra 5–10 ×, kai suvirinama perdanga. Bet kuriam šildytuvui, kuris per savo eksploatavimo laiką veikia daugiau nei 1000 slėgio ciklų, nurodykite platėjantį galinį dangtelį.
Suvirinimo linijos trūkumai
Suvirintas galinis dangtelis sujungia dvi dalis: ekstruzinį vamzdelį (orientuotas, didelio kristališkumo) ir suformuotą diską (izotropinis, mažesnio kristališkumo). Suvirinimo sąsaja turi tris defektus:
Streso koncentracija: Suvirinimo linija veikia kaip įpjova su Kt=3–5.
Liekamasis stresas: Diferencialinis aušinimas sukuria įtampą (5–15 MPa) sustingusią -suvirinimo siūlę.
Oksiduota medžiaga: Virinant 320–350 laipsnių ore, polimeras suardomas sąsajoje (karbonilo grupės, mažesnė molekulinė masė).
Esant cikliniam slėgiui, kiekvienas ciklas šiek tiek atidaro suvirinimo liniją. Įtrūkimas prasideda oksiduotoje arba tuščioje vietoje po 500–2000 ciklų. Plyšys plinta per suvirinimo liniją, o ne per pagrindinę medžiagą.
Plazdančio dangtelio mechanika
Iš to paties vamzdžio suformuojamas platėjantis galinis dangtelis. Įkaitintas įtvaras (250–280 laipsnių) ištempia vamzdžio galą į kupolą. Medžiaga plonėja tolygiai (iki 60–80 % pradinio storio), tačiau išlieka vientisa. Nėra suvirinimo linijos, nėra sąsajos. Kupolas turi orientuotą grandininę struktūrą (šaš -kebabo morfologija), kurios kristališkumas 55–65 % – didesnis nei pagrindinio vamzdelio (45–50 %). Orientuotos grandinės priešinasi įtrūkimų plitimui, nes yra išlygiuotos išilgai įtempių linijų. Plokštelėjimo procesas taip pat sumažina liekamąjį įtempimą dėl ekstruzijos, todėl kupolas suspaudžiamas (gerai mažina nuovargį).
Slėgio ciklo gyvenimo trukmės palyginimas (25 mm OD, 2 mm sienelė, 0–10 barų slėgio ciklai 25 laipsnių kampu)
| Galinio dangtelio tipas | Gamybos metodas | Suvirinimo dovana | Dviračiai iki pirmojo įtrūkimo | Ciklai iki nutekėjimo | Nesėkmės režimas | Santykinis gyvenimas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Suvirintas (rankinis) | Karštos plokštės suvirinimas | Taip | 200–400 | 400–800 | Įtrūkimas išilgai suvirinimo | 1.0x |
| Suvirintas (automatizuotas, N₂ atmosfera) | Automatizuotas suvirinimas | Taip | 500–800 | 800–1,500 | Įtrūkimas išilgai suvirinimo | 1.5–2.0x |
| Suvirintas atkaitinimu-(200 laipsnių, 4 val.) | Automatizuotas + atkaitinimas | Taip | 800–1,200 | 1,200–2,000 | Įtrūkimas šalia suvirinimo siūlės | 2.5–3.0x |
| Išplečiamas (rankinis,{0}}formuojamas rankomis) | Šildomas šerdis | Nr | 2,000–4,000 | 5,000–8,000 | Nuovargis perėjimo spinduliu | 8–12x |
| Išplečiamas (hidraulinis presas, valdomas) | Tikslus formavimas | Nr | 5,000–8,000 | 10,000–15,000 | Nuovargis pereinant | 15–25x |
| Išpūstas + atkaitintas (200 laipsnių, 4 val.) | Tikslumas + atkaitinimas | Nr | 8,000–12,000 | 15,000–25,000 | Nėra – masinis nuovargis | 25–40x |
| Kompresiniu būdu suformuotas integruotas dangtelis (vienas gabalas) | Lipdytas iš miltelių | Nr | 4,000–6,000 | 8,000–12,000 | Srauto linijos formuotoje dalyje | 12–20x |
Kodėl platėjantys dangteliai yra geresni
Išskleistų dangtelių pranašumą lemia trys veiksniai:
Nėra suvirinimo linijos: dominuojanti gedimo pradžios vieta visiškai pašalinta.
Grandinės orientacija: Kupolo kristališkumas padidėja 10–15 procentinių punktų, todėl padidėja atsparumas nuovargiui.
Suspaudimo liekamasis įtempis: Formavimo proceso metu išorinis paviršius yra suspaustas (neigiamas įtempis), kuris uždaro mikro įtrūkimus, o ne juos atidaro.
Suvirintuose dangteliuose suvirinimo linija yra įtempta (teigiamas liekamasis įtempis). Prasidėjęs įtrūkimas lengvai plinta.
Vizuali kokybės patikra
Jei ieškote platėjančio dangtelio, patikrinkite, ar:
Vienodo storio(nėra plonų dėmių). Naudokite ultragarsinį matuoklį. Storis viršūnėje turi būti 50–80% vamzdžio sienelės.
Sklandus perėjimas(spindulys vamzdžio-su-kupolo sandūroje > 3 mm). Aštrūs perėjimai sutelkia stresą.
Jokio spalvos pakitimo(geltona spalva rodo perkaitimą deginimo metu).
Jei ieškote suvirinto dangtelio, patikrinkite, ar:
Matoma suvirinimo linija(žiedas). Jei tai matote, tai yra įtrūkimo atsiradimo vieta.
Smeigtukai arba burbuliukaisuvirinimo zonoje.
Geltona/ruda spalva(oksidacija).
Lauko pavyzdys
Autoklavų gamintojas naudojo suvirintus PFA šildytuvų galinius dangtelius aukšto -slėgio katilams (10 barų, 1 000 ciklų per metus). Suvirinimo gedimo lygis per 2 metus buvo 15%. Jie perėjo prie platėjančių galų dangtelių (susidarė hidraulinis presas). Gedimų procentas sumažėjo iki<1% over 5 years. The flared cap added 10tomanufacturingcost(10tomanufacturingcost(200 vs. $190) – a negligible premium for the reliability improvement. The manufacturer now uses flared caps as standard on all pressure-rated heaters.
Kai suvirinti dangteliai yra priimtini
Suvirinti dangteliai yra priimtini:
Žemo{0}}slėgio tarnyba (<3 bar)
Ne{0}}ciklinė paslauga (tik statinis slėgis)
Žemos{0}}temperatūros paslauga (<80°C) where creep is minimal
Vienkartiniai arba trumpalaikiai{0}}šildytuvai
For any heater with >1,000 pressure cycles or >5 barų darbinis slėgis, nurodykite išpūstą.
Išvada: platėjantys dangteliai atlaiko 5,000+ ciklus, suvirinimo gedimas esant 800
PFA šildytuvas su platėjančiu galiniu dangteliu atlaiko 5 000–15 000 slėgio ciklų, o suvirintas dangtelis sugenda per 500–2 000 ciklų – 5–10 kartų pranašumas. Platėjantis dangtelis neturi suvirinimo linijos, didesnis kristališkumas ir gniuždymo liekamasis įtempis; suvirintas dangtelis turi įtempį{10}}koncentruojančią suvirinimo liniją su likutiniu įtempimu ir oksiduota medžiaga. Ciklinio slėgio paslaugai nurodyti išplečiamą. Statinio ar žemo slėgio{13}}priežiūrai gali pakakti suvirinimo. Slėgio ciklai lėtai užmuša suvirintus dangtelius. Plazdantys dangteliai jų nepaiso. Esant dideliam{17}}ciklui, blyksniai yra brangūs. Suvirinimas silpnas. Pasirinkite blykstę.
