كيف يغير معدل التدوير الحراري (2 درجة / دقيقة مقابل . 10 درجة / دقيقة) بين 20 درجة و200 درجة في الهواء عمر التعب لسخان غمد PFA (Perfluoroalkoxy) من 50000 إلى 10000 دورة؟

التدوير الحراري بين 20 درجة و 200 درجة يسبب التعب في سخانات غلاف PFA في الهواء بسبب التمدد التفاضلي بين البوليمر والمكونات المعدنية الداخلية. عمر التعب مع معدل الدوران البطيء (2 درجة / دقيقة) هو 50,000-100,000 دورة. تتناقص الحياة إلى 10.000-20.000 دورة بمعدل سريع قدره 10 درجة مئوية / دقيقة. ويولد المعدل الأعلى تدرجًا أكبر في درجة الحرارة عبر جدار PFA، مما يزيد من الضغط الحراري ويؤدي إلى بدء التشقق بشكل أسرع. آلية التعب الحراري في سخانات Pfa يأتي التوتر الناجم عن التدوير الحراري من عدم التطابق في معامل التمدد الحراري (CTE) بين PFA (120 × 10⁻⁶ / درجة) وسلك المقاومة المعدنية (17 × 10⁻⁶ / درجة). سعة الإجهاد Δσ=Δ × ΔT × E، حيث Δ هو فرق CTE، ΔT هو تأرجح درجة الحرارة وE هو المعامل المرن. يؤدي معدل المنحدر الأسرع إلى تدرج أعلى في درجة الحرارة بشكل فوري، مما يؤدي إلى ضغوط محلية أعلى. عمر التعب الكمي مقابل معدل المنحدر تم إنشاء ما يلي لـ PFA باستخدام التدوير الحراري المتحكم فيه من 20 درجة إلى 200 درجة. بالنسبة لمعدل المنحدر الذي يبلغ 1 درجة مئوية/دقيقة، تتراوح دورات الفشل بين 100000 و200000 ويحدث الفشل عن طريق الجنون. عند درجتين / دقيقة، هناك 50.000-100.000 دورة والفشل يحدث بسبب تشقق السطح. عند 5 درجات / دقيقة، تكون الدورة 20.000-40.000 ويكون التشقق أكثر خطورة. عدد الدورات هو 10.000-20.000 عند 10 درجة / دقيقة، ويحدث تشقق عبر الجدار. عند 20 درجة / دقيقة، تتراوح الدورات من 5000 إلى 10000 وتنقطع بسرعة. دليل تحديد معدل المنحدر للدراجات الحرارية معدل المنحدر (درجة / دقيقة) دورات حتى الفشل يوصى بوضع الفشل<2 >100,000 Crazing Yes 2-5 50,000-100,000 Surface cracking Yes 5-10 20,000-50,000 Cracking Acceptable 10-15 10,000-20,000 Through-wall cracking Limited >15 <10,000Rapid failure None Informed specification For a PFA heater exposed to thermal cycling between 20°C and 200°C, the ramp rate should be limited to 5°C/min or less for >50,000 دورة. يتمكن المهندس من زيادة عمر الكلال الحراري من خلال زيادة معدل التسخين.