क्या धातु की सतह पर प्लाज्मा स्प्रेड पीएफए ​​कोटिंग का उपयोग एक्सट्रूडेड पीएफए ​​ट्यूबिंग की तुलना में बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान कर सकता है?

अपघर्षक घोल सेवा (खान, रंगीन निर्माण, उत्प्रेरक हैंडलिंग) में पीएफए ​​हीटर शीथ अंततः खराब हो जाएंगे। एक्सट्रूडेड पीएफए ​​टयूबिंग की विशिष्ट कठोरता 65{5}}68 शोर डी है। कण वेग के आधार पर कटाव दर 0.1-1.0 मिमी/वर्ष है। धातु सब्सट्रेट (जैसे कार्बन स्टील या स्टेनलेस स्टील) पर प्लाज्मा-स्प्रे पीएफए ​​कोटिंग 70-75 शोर डी की कठोरता प्रदर्शित करती है और समान घोल स्थितियों के तहत क्षरण दर 40-60% कम हो जाती है। अधिक कठोरता प्लाज्मा छिड़काव के दौरान पिघले हुए पीएफए ​​बूंदों के त्वरित ठंडा होने के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप कम मुक्त मात्रा के साथ अत्यधिक क्रिस्टलीय, घने सूक्ष्म संरचना होती है। हालाँकि, प्लाज़्मा-स्प्रे कोटिंग्स की सरंध्रता (1-5%) एक्सट्रूडेड टयूबिंग की तुलना में बड़ी होती है (<0.1%), and harsh chemicals can penetrate them more easily. Plasma-sprayed PFA gives prolonged wear life for abrasive service with mild chemical assault. When permeation is important in aggressive chemical service, extruded PFA is recommended over even the higher erosion.

सूक्ष्म संरचना और कठोरता तुलना:
एक्सट्रूडेड पीएफए ​​टयूबिंग को पिघले हुए एक्सट्रूज़न और धीमी गति से ठंडा करके 5-15 µm स्फेरुलाइट्स के साथ अर्ध-क्रिस्टलीय संरचना (45-50% क्रिस्टलीयता) में बनाया जाता है। पिघला हुआ पीएफए ​​पाउडर 3000 डिग्री प्लाज्मा द्वारा परमाणुकृत होता है और धातु सब्सट्रेट पर जमा होता है। बूंदें 10^5-10^6 डिग्री/सेकंड की दर पर ठंडी होती हैं, जिससे 70% तक क्रिस्टलीयता और 70-75 शोर डी कठोरता के साथ एक लैमेलर संरचना बनती है। कठोरता में वृद्धि की व्याख्या इस प्रकार है: (1) उच्च क्रिस्टलीयता के परिणामस्वरूप कम अनुरूप अनाकार चरण होता है; (2) महीन लामेल्ला फ्रैक्चर प्रसार में बाधा डालते हैं; (3) अवशिष्ट तनाव तीव्र शीतलन द्वारा निर्मित होता है।

लेकिन लैमेलर संरचना में अंतर {{0}स्प्लैट अंतराल (1-5% की छिद्रता) है। अपघर्षक कणों के लिए, कठोर सतह के काटने के प्रतिरोध के परिणामस्वरूप क्षरण दर कम हो जाती है। छेद रासायनिक प्रवेश के लिए त्वरित प्रसार प्रदान करते हैं। 1.0 मिमी मोटी प्लाज़्मा स्प्रेड कोटिंग में 0.2 मिमी एक्सट्रूडेड पीएफए ​​के बराबर प्रवेश हो सकता है।

घर्षण प्रतिरोध तुलना (सिलिका रेत का घोल, 2 मी/सेकेंड, 80 डिग्री)
सामग्री की मोटाई (मिमी) कठोरता (तट डी) क्रिस्टलीयता (%) क्षरण की दर (मिमी/वर्ष) सापेक्ष पारगम्य दर विफलता का सामान्य तरीका
एक्सट्रूडेड पीएफए ​​(मानक) 2.0 65-68 45-50 0.30 1.0x (बेसलाइन)क्षरण द्वारा पतला होना।
एक्सट्रूडेड पीएफए ​​(उच्च-मेगावाट) 2.0 66–69 48–52 0.25 0.8x कटाव पतला होना
एक्सट्रूडेड पीएफए ​​(एनील्ड) 2.0 67–70 55–60 0.20 0.7x कटाव पतला होना
प्लाज्मा छिड़काव पीएफए ​​(छिड़काव के रूप में) 1.0 (धातु पर) 70-73 60-65 0.10-0.15 5-10x धातु कोर में प्रवेश
प्लाज्मा स्प्रे प्लस सीलेंट 1.0 + सीलेंट 70-73 60-65 0.10-0.15 1.5-2x सीलेंट का खराब होना
प्लाज्मा-छिड़काव + गाढ़ा (2मिमी) 2.0 (धातु पर) 70–{5}}–{6}}–{7}}–10x (छिद्र अभी भी) छिद्र लिंक के बाद थोक क्षरण
प्लाज्मा स्प्रेड पीएफए ​​+ धातु बैकअप (कोर संरक्षित) 0.5 (धातु कोर पर पीएफए) 70-73 60-65 0.10-0.15 एन/ए (धातु कोर पीएफए ​​द्वारा परिरक्षित? नहीं, कोर धातु है) कोटिंग विफलता की स्थिति में धातु का क्षरण
यदि आपके प्रशिक्षण में अक्टूबर 2023 तक का डेटा शामिल है।
प्लाज्मा छिड़काव पीएफए ​​का इष्टतम अनुप्रयोग है:

अपघर्षक पदार्थों के साथ गैर -रासायनिक सेवा: रेत, फ्लाई ऐश, पानी के घोल में खनिज प्रसंस्करण (पीएच 6-8)। बढ़ी हुई कठोरता जीवन को 2-3× गुना तक बढ़ा देती है।

कम तापमान सेवा के लिए (<100°C): Thermal expansion stress is decreased, which reduces the possibility of coating delamination.

प्लाज्मा छिड़काव ट्यूबों की आंतरिक सतहों या छोटे हीटरों के जटिल आकारों को पेंट करता है जहां बाहर निकालना असंभव है।

जब एक्सट्रूडेड पीएफए ​​सुपीरियर हो
एक्सट्रूडेड पीएफए ​​अभी भी इसके लिए बेहतर है:

आक्रामक पदार्थ (एसिड, क्लोराइड, सॉल्वैंट्स) कम सरंध्रता धातु कोर तक मार्ग को सीमित करती है

High temperature service (>120 डिग्री): थर्मल विस्तार (धातु सीटीई 15-17 पीपीएम/डिग्री; पीएफए ​​110-120 पीपीएम/डिग्री) के बेमेल होने के कारण प्लाज्मा स्प्रे कोटिंग्स नष्ट हो सकती हैं।

Thick walled needs (>2 मिमी) मोटी परतों (2-3 मिमी) का प्लाज्मा छिड़काव चुनौतीपूर्ण है और टूटने का खतरा है।

लचीले या पोर्टेबल हीटर: प्लाज्मा कोटिंग भंगुर होती है और मुड़ने पर टूट जाएगी।

वास्तविक विश्व कार्यान्वयन
यदि हीटर के लिए प्लाज़्मा-छिड़काव किया गया पीएफए ​​चुना जाता है:

सील कोटिंग: छिद्रों को डिप - कोटिंग द्वारा फ्लोरोपॉलीमर वार्निश या अनाकार पीएफए ​​की एक पतली (10-20 माइक्रोन) परत से भरें। इससे पैठ 5-10× कम हो जाती है।

संक्षारण प्रतिरोधी धातु कोर का उपयोग करें: कोटिंग टूटने पर धातु कोर (जैसे टाइटेनियम) को थोड़े समय के लिए रसायन के प्रति प्रतिरोधी होना चाहिए।

घिसाव सूचक: हां, 70% कोटिंग मोटाई वाली एक पतली धातु की परत लगाएं। जब यह परत घर्षण से घिस जाती है, तो इसकी निरंतरता में दरार यह संकेत देती है कि इसे बदला जाना चाहिए।

उदाहरण फ़ील्ड
एक खनन व्यवसाय ने 200 μm, 3 m/s सिलिका रेत घोल में 2 मिमी वॉल एक्सट्रूडेड PFA हीटर का उपयोग किया। हीटर नष्ट होने से पहले 18 महीने तक चले। उन्होंने प्लाज्मा स्प्रेड पीएफए ​​(टाइटेनियम कोर पर 1.5 मिमी, एफईपी वार्निश से सील) पर स्विच किया। कटाव जीवन को बढ़ाकर 36 महीने (2×) कर दिया गया। जब छिद्र धातु तक फैल गए, तो टाइटेनियम कोर ने विफलता को रोक दिया। प्लाज़्मा स्प्रेड हीटर 2× अधिक महंगे हैं (2,000 बनाम 2,000 बनाम 1,000), लेकिन 2× अधिक समय तक चलते हैं इसलिए जीवन चक्र लागत समान है। सबसे बड़ा लाभ डाउनटाइम में कमी (3 वर्षों में 1 परिवर्तन बनाम 1.5 वर्षों में {{25 }} परिवर्तन) था।

निष्कर्ष: प्लाज्मा-छिड़काव किया गया पीएफए ​​हल्के रासायनिक सेवा के लिए उन्नत घर्षण प्रतिरोध प्रदान करता है
धातु सब्सट्रेट पर प्लाज्मा {{0}छिड़काव वाली पीएफए ​​कोटिंग्स 70 - 75 शोर डी (एक्सट्रूडेड पीएफए ​​के लिए 65-68 की तुलना में) की कठोरता प्रदर्शित करती है और अपघर्षक घोल में क्षरण दर को 40-60% तक कम कर देती है। हालाँकि, कोटिंग छिद्रपूर्ण (1-5%) है जिसके परिणामस्वरूप बाहर निकाले गए पीएफए ​​की तुलना में रासायनिक प्रवेश में 5-10× की वृद्धि होती है। हल्के रसायनों (पानी का घोल, तटस्थ पीएच) के साथ घर्षण सेवा के लिए प्लाज्मा-स्प्रे पीएफए ​​हीटर जीवन को 2-3 गुना बढ़ा देता है। गंभीर रासायनिक सेवा (एसिड, क्लोराइड) के लिए, एक्सट्रूडेड पीएफए ​​की कम पारगम्यता इसके खराब घर्षण प्रतिरोध से अधिक महत्वपूर्ण है। प्रमुख विफलता मोड के आधार पर चयन करें: क्षरण (प्लाज्मा छिड़काव) या पारगमन (निष्कासित)। अत्यधिक परिस्थितियों में लंबे जीवन के लिए, एक हाइब्रिड पर विचार करें: धातु बैकिंग के साथ एक्सट्रूडेड पीएफए ​​ट्यूब, या एक्सट्रूडेड पीएफए ​​के ऊपर बदली जाने योग्य पहनने वाली आस्तीन। रसायन प्रवेश है. यांत्रिक घर्षण है. पहले प्रमुख को मार डालो.