Fluorpolimer PFA bo podvržen utrjevanju molekularne verige in upadanju žilavosti v dolgotrajnem-delovnem okolju pri ultra-nizkih temperaturah. Ko temperatura okolice pade pod najnižjo dovoljeno delovno temperaturo materiala, prevleka izgubi prožnost in preide v krhko stanje. Rahle zunanje vibracije, udarci ali toplotna obremenitev povzročijo drobne razpoke na površini obloge. Razpoke se širijo in povezujejo med seboj zaradi spreminjanja temperature, kar omogoča, da korozivni medij prodre do vmesnika substrata, kar povzroči mehurčke, luščenje in odpoved obloge. Do tega krhkega razpokanja pri nizki-temperaturi zlahka pride v zimski zunanji opremi in cevovodih za kriogene procese, kar je tipična okvara okoljskega staranja fluoroplastičnih proti-korozijskih premazov.
1. Mehanizem krhkosti pri mikroskopski-nizki temperaturi
Pri normalni temperaturi ima molekularna veriga PFA določeno stopnjo rotacijske aktivnosti, kar daje premazu duktilnost in odpornost na udarce. Pri nizkih-temperaturnih pogojih toplotno gibanje polimernih verig znatno oslabi, gibanje segmentov molekule je omejeno, material preide iz trdega stanja v togo krhko stanje in sposobnost upiranja zunanjim obremenitvam močno upade. Manjši mehanski udarci ali toplotna obremenitev zaradi krčenja neposredno povzročijo mikrorazpoke na premazu. Ko se temperatura ponovno dvigne, se razpoke ne morejo samodejno zaceliti; kroženje hladnih in vročih razmer nenehno širi širino in globino razpoke. Korozivna tekočina se infiltrira vzdolž razpok, ustvarja osmotski tlak med prevleko in kovinsko osnovo ter na koncu povzroči razslojevanje velike-površine in luščenje proti-korozijske plasti. Za razliko od termičnega oksidativnega staranja je ta poškodba v glavnem posledica zmanjšanja mobilnosti molekulske verige pri nizki temperaturi.
2. Tipični scenariji uporabe, nagnjeni k hladno krhkim razpokam
Ogrevalne cevi, nameščene na prostem v močno mrzlih območjih, ki so pozimi izpostavljene zmrzovanju;
Kriogeno hlajenje in oprema za nizko{0}}temperaturne reakcije s temperaturo medija blizu ničle ali pod lediščem;
Oprema se prek noči ustavi z zamrznjeno in ekspandirano preostalo tekočino, da se prevleka stisne znotraj;
Tanka prevleka z nezadostno debelino brez dovoljenega-dopusta za deformacijo blažilnika;
Prevleka z nepopolnim sintranjem in ohlapno notranjo strukturo je bolj občutljiva na temperaturno krčenje.
3. Ključni dejavniki, ki pospešujejo krhke poškodbe pri nizkih-temperaturah
Delovna temperatura nižja od minimalne temperature prehoda v krhkost običajnih surovin PFA;
Izmenična drastična temperaturna razlika med delovanjem pri ultra-nizki in normalni temperaturi;
Preostala voda v cevovodu zmrzne in se razširi ter povzroči notranjo ekstruzijsko silo na oblogo;
Tanka debelina nanosa s slabo zmožnostjo disperzije napetosti proti deformaciji zaradi krčenja;
Brez anti-nizko{1}}temperaturne modifikacije praška PFA, ena navadna formula s šibko odpornostjo proti mrazu.
4. Popolna-povezava proti-hladu-preprečevanju in nadzoru krhkosti
① Uporabite nizko{0}}temperaturno spremenjeno posebno surovino PFA
Izberite kopolimeriziran hladno-odporen prah PFA, da zmanjšate temperaturo krhkega prehoda in ohranite prožnost verige pri nizki temperaturi.
② Ustrezno povečajte skupno debelino nanosa
Zgostite plast obloge, da izboljšate učinkovitost blaženja napetosti in se izognete razpokam, ki nastanejo zaradi krčenja.
③ Nastavite ukrepe za ohranjanje toplote in-proti zmrzovanju zunanje opreme
Ovijte termoizolacijsko vato in zaščitno lupino na zunanjih cevovodih, da preprečite neposredno dolgo{0}}izpostavljenost nizkim-temperaturam.
④ Med zaustavitvijo temeljito izpraznite preostali medij
Izpustite vso tekočino v cevi, da preprečite, da bi povečanje prostornine po zmrzovanju poškodovalo premaz.
⑤ Izogibajte se nenadnemu dvigu in padcu temperature
Izvedite postopno prilagajanje temperature, da zmanjšate toplotno krčenje in ekspanzijsko napetost prevleke.
5. Primerjalna tabela zaščitnih učinkov
表格
| Delovni pogoji in shema premazov | Nevarnost mrzlo krhkih razpok | Predlog za aplikacijo |
|---|---|---|
| Navadni PFA + dolgotrajno-zmrzovalno okolje brez izolacije | Hitro razpokanje in luščenje podloge v kratkem času uporabe | Zamenjajte z materialom,-odpornim na mraz, in zunanjim ohranjanjem toplote |
| Nizko{0}}temperaturno modificiran PFA + standardna toplotnoizolacijska obdelava | Močno zmanjša verjetnost krhkih razpok | Standardna konfiguracija-nizkotemperaturnega cevovoda |
| Odebeljena obloga + standardizirano upravljanje drenaže | Minimalna nagnjenost k poškodbam-pri nizkih temperaturah | Močan mraz na prostem in prednostna možnost pri kriogenem procesu |
Zaključek
Hladno krhka odpoved prevleke PFA izhaja iz zatiranja gibanja polimerne molekularne verige zaradi zmrzovanja, kar vodi do izgube žilavosti in nastanka razpok pod obremenitvijo. Sredstva za nadzor jedra nadgrajujejo na nizko{1}}temperaturno odporne modificirane surovine, povečujejo debelino prevleke za blažilnik napetosti, dodajajo zunanje toplotne izolacijske naprave za izolacijo nizke temperature in preprečujejo poškodbe zaradi zmrzovalne ekspanzije z odvajanjem preostale tekočine. Celovita optimizacija formule materiala, strukturne zaščite in specifikacij delovanja lahko učinkovito prepreči pokanje obloge in neveljavnost zaradi nizko-temperaturne krhkosti.
