Đối với Máy sưởi vỏ bọc PFA (Perfluoroalkoxy) được sử dụng để duy trì 180 độ trong dung dịch axit sunfuric 70% dưới áp suất 3 bar, Độ dày thành tối đa cho phép để ngăn chặn sự nứt vỡ trong 1 năm là bao nhiêu?

PFA (perfluoroalkoxy) có độ bền đứt dão xấp xỉ. 2MPa trong 1 năm (8.760 giờ) trong axit sulfuric 70% ở 180 độ ở áp suất 3 bar. Đối với một ống có đường kính ngoài 20 mm và áp suất bên trong là 3 bar (0,3 MPa), ứng suất vòng là σ=P × D / (2 × t). Độ dày thành tối thiểu cần thiết để duy trì ứng suất dưới 2 MPa là t=(P × D) / (2 × σ)=(0,3 × 20) / (2 × 2)=1.5 mm. Vì vậy, độ dày thành tối đa cho phép không phải là giới hạn; những bức tường lớn hơn làm giảm căng thẳng. Tôi nghĩ câu hỏi lẽ ra phải là "độ dày thành tối thiểu". Đối với tuổi thọ 1 năm, độ dày thành tối thiểu là 1,5 mm. Cơ chế đứt gãy của PFA ở 180 độ Ở 180 độ, PFA cao hơn nhiệt độ chuyển thủy tinh của nó (160 độ). Polyme có tính đàn hồi và thể hiện sự biến dạng (leo) phụ thuộc vào thời gian-dưới tải trọng không đổi. Thời gian đứt gãy của leo tuân theo định luật lũy thừa, t_r=A sigma^(-n) trong đó n~5 đối với PFA. Áp suất bên trong này gây ra căng thẳng cho vòng. Nếu thành quá mỏng, lực căng vượt quá độ bền của dây leo và ống bị hỏng do phồng lên và phát nổ. Độ dày thành tối thiểu định lượng cho tuổi thọ 1 năm ở 180 độ C Đối với PFA, độ dày thành tối thiểu sau đây áp dụng cho 70 % H₂SO₄ ở 180 độ và áp suất bên trong là 3 bar. Ống OD (mm) Ứng suất vòng ở tường 1,0 mm (MPa) Tường tối thiểu cho tuổi thọ 1 năm (mm) Tường tối thiểu cho tuổi thọ 2 năm (mm) 16 2.4 1.2 1.4 20 3.0 1.5 1.8 25 3.75 1.9 2.3 32 4.8 2.4 2.9 Khuyến nghị kỹ thuật Đối với ống OD 20 mm của lò sưởi PFA trong 70 % H₂SO₄ ở 180 độ và áp suất 3 bar, hãy chỉ định độ dày thành ít nhất 1,5 mm để đảm bảo tuổi thọ 1 năm. Nếu bạn cần tuổi thọ dài hơn hoặc đường kính lớn hơn, hãy tăng độ dày thành tương ứng. PFA cận biên ở mức 180 độ. Hãy xem xét vỏ bọc PEEK hoặc kim loại. Kỹ sư tránh hiện tượng đứt gãy do leo bằng cách chọn độ dày thành phù hợp.