पीएफए हीटर ट्यूब के एक्सट्रूज़न (जल शमन बनाम वायु शीतलन) के बाद शीतलन दर क्रिस्टलीयता की डिग्री और उसके बाद 98% सल्फ्यूरिक एसिड में 120 डिग्री पर तनाव क्रैकिंग के प्रतिरोध को कैसे बदल देती है?
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पीएफए (पेर्फ्लुओरोअल्कोक्सी) हीटर ट्यूब एक्सट्रूज़न द्वारा निर्मित होते हैं। एक्सट्रूज़न के बाद शीतलन दर क्रिस्टलीयता की डिग्री निर्धारित करती है। जल शमन से कम क्रिस्टलीयता (10-20%) के साथ अनाकार पीएफए उत्पन्न होता है, जबकि वायु शीतलन से उच्च क्रिस्टलीयता (40-50%) के साथ अर्ध{9}}क्रिस्टलीय पीएफए उत्पन्न होता है। 120 डिग्री पर 98% सल्फ्यूरिक एसिड में, अनाकार पीएफए में पर्यावरणीय तनाव दरार के प्रति उच्च प्रतिरोध होता है क्योंकि अनाकार संरचना अधिक लचीली होती है और बिना दरार के तनाव को अवशोषित कर सकती है। जल-शमन पीएफए में वायु-शीतलित पीएफए की तुलना में तनाव दरार आरंभ होने का समय 3-5 गुना अधिक है।
स्ट्रेस क्रैकिंग पर क्रिस्टलीय प्रभाव का तंत्र
सेमी-क्रिस्टलीय पीएफए में लैमेलर क्रिस्टल होते हैं जो तनाव एकाग्रता बिंदु के रूप में कार्य करते हैं। आक्रामक वातावरण में लागू या अवशिष्ट तनाव के तहत, क्रिस्टल सीमाओं पर दरारें शुरू हो जाती हैं। अनाकार पीएफए में ऐसा कोई क्रिस्टलीय क्षेत्र नहीं होता है, इसलिए तनाव अधिक समान रूप से वितरित होता है। दरार प्रसार दर इस प्रकार है: da/dt ∝ (क्रिस्टलीयता)^1.5। उच्च क्रिस्टलीयता तेजी से टूटने की ओर ले जाती है।
शीतलन दर के एक कार्य के रूप में मात्रात्मक तनाव क्रैक प्रतिरोध
98% H₂SO₄ में 120 डिग्री पर 50% उपज तनाव पर नियंत्रित परीक्षण ने पीएफए के लिए निम्नलिखित स्थापित किया है। पानी से बुझे हुए पीएफए (क्रिस्टलीयता 10 से 20%, अनाकार) के लिए, तनाव दरार की शुरुआत का समय 1,000 से 2,000 घंटे है, और दरार न्यूनतम है। हवा में ठंडा होने वाले पीएफए (क्रिस्टलीयता 40-50%, अर्ध-क्रिस्टलीय) के लिए, आरंभ का समय 200-400 घंटे है, और क्रैकिंग गंभीर है। धीमी गति से ठंडा होने वाले पीएफए (क्रिस्टलीयता 50-60%) के लिए, शुरुआत का समय 50-150 घंटे है, और क्रैकिंग तेजी से होती है। एनील्ड पीएफए (क्रिस्टलीयता 60-70%) के लिए, आरंभ का समय है<50 hours, and cracking is immediate.
शीतलन दर और क्रिस्टलीयता चयन गाइड
| ठंडा करने की विधि | क्रिस्टलीयता की डिग्री (%) | तनाव दरार आरंभ करने का समय (घंटे) | 98% H₂SO₄ के लिए अनुशंसित |
|---|---|---|---|
| पानी बुझाना | 10-20 | 1,000-2,000 | हाँ |
| ठंडी हवा | 40-50 | 200-400 | नहीं |
| धीमा ठंडा | 50-60 | 50-150 | नहीं |
| annealed | 60-70 | <50 | नहीं |
एक सूचित विशिष्टता बनाना
120 डिग्री पर 98% सल्फ्यूरिक एसिड में पीएफए हीटर ट्यूब के लिए, कम क्रिस्टलीयता (10-20%) प्राप्त करने के लिए एक्सट्रूज़न के बाद पानी का शमन निर्दिष्ट करें। शीतलन दर को नियंत्रित करके, इंजीनियर पर्यावरणीय तनाव क्रैकिंग के प्रतिरोध को अधिकतम करता है।
