Зашто би ПФА грејач са завареним завршним поклопцем могао да прође тест хидрауличког пуцања на 10 бара, али не успе након 200 термичких циклуса од 20 степени до 150 степени због замора линије заваривања?

Пошто је линија заваривања склона замору, а не статичком надпритиску, ПФА грејач са завареним крајњим поклопцем може проћи тест хидрауличког пуцања на 10 бара (статички притисак), али не успе након само 200 термичких циклуса од 20 степени до 150 степени. Применом константног унутрашњег притиска током теста пуцања, напон се равномерно распоређује по целом завару. Због разлике у експанзији између цеви (екструдоване, оријентисане) и завршног поклопца (изливене, изотропне), термички циклуси производе цикличне смичне и затезне напоне који су концентрисани на контакту завара. Микропукотине почињу на линији завара, шире се по завару након 100–500 циклуса и доводе до цурења или пуцања при притисцима знатно испод вредности статичког пуцања. Таква рањивост не постоји у проширеном завршном поклопцу (без завара), који издржава 5.000–10.000 температурних циклуса. Чак и ако је оцена статичког притиска довољна, користите проширене капице (погледајте члан #34) уместо заварених поклопаца за апликације са циклусом топлоте.

Механизам замора линије заваривања
Компресијски{0}}капа (изотропна, кристалност 40–45%) и екструдирана цев (оријентисана, кристалност 45–50%) су спојене завареним завршним поклопцем. Три суштинске грешке постоје у споју завара: (1) заостало напрезање од диференцијалног хлађења; (2) смањена молекулска тежина услед термичког пропадања-индукованог заваривањем; и (3) оштар зарез на корену шава (концентратор напона). Обручни напон, који делује равномерно, је главни тип напрезања под статичким унутрашњим притиском. У блиској будућности, завар може толерисати 8-12 бара. Интерфејс цеви са поклопцем{15}} доживљава циклично смицање под термичким циклусом због значајног одступања у коефицијенту топлотног ширења између ПФА (110–120 ппм/степен) и металног језгра (14–17 ппм/степен). Са сваким циклусом, линија заваривања се савија напред-назад као шарка. Заморне пукотине се појављују на корену завара након 100–500 циклуса. До квара долази при притисцима од 2-4 бара када пукотина достигне граничну дужину и прошири се по завареном споју током следећег циклуса притиска.

Компаративна ефикасност расширених и заварених завршних капица
Тип завршног притиска при квару након 200 циклуса (бар) Статички притисак пуцања (бар) на 25 степени Циклуси до прве пукотине (20–150 степени, 5 степени/мин) Циклуси до цурења (20–150 степени) Режим доминантног квара
Ручно заваривање 10-14 50–150 100–300 2-4 Замор линије заваривања
Аутоматски, заварени (Н2 атмосфера) 12–16 150–300 300–600 3–5Замор линије заваривања
Заварени + пост-жарени (200 степени, 4 сата) 14–18 300–600 600–1,200 4–6 Линија заваривања плус суседни
Раширено (бешавно) 20–25 5,000–8,000 10,000–15,000 10–12 (још увек висок) Замор расутог материјала
Спаљено + жарено 22–28 8,000–12,000 15,000–20,000 12–15 Нема у стварном животу
Пример на терену
PFA heaters with welded end caps were used in a batch reactor. Before being installed, every heater passed a hydrostatic test at 10 bar. Twice a day, the reactor cycled between 20°C and 150°C (about 700 cycles annually). One heater resulted in a ground fault after 4 months (about 240 cycles). A circumferential crack near the weld line was discovered during inspection. With the same heater body and wall thickness, the facility moved to flared end caps. There were no end cap failures after five years (>3.500 циклуса). Раширени поклопац повећао је цену грејача за 50 (1550 на 152.000 у хитним заменама).

Зашто је бурст тест варљив
Краткорочна{0}}снага шава под статичким оптерећењем одређује се испитивањем хидрауличког пуцања које се спроводи на собној температури. Цикличне силе смицања термичког ширења се не понављају. Код статичког напрезања, заварени поклопац може имати 80% чврстоће основног материјала, али само 20-30% заморног века. Иако је тест праскања неопходна провера квалитета (да би се пронашле озбиљне недостатке), животни век термалног циклуса се не може предвидети.

Инспекција замора линије заваривања
Прегледајте линију заваривања (видљиви прстен на врху грејача) након 100–200 термичких циклуса. Користите лупу од 10-20×. Тражи:

Чак 0,1 мм{1}} дуге фине ободне пукотине

Дуж вара, бељење (избељивање под стресом)

мали деформитет или испупчење

Замените грејач пре него што се потпуно поквари ако се појави било који од ових симптома.

У закључку, иако заварене капице пролазе тестове пуцања, оне прерано не успевају под термичким циклусом.
ПФА грејач са завареним завршним поклопцем може да прође тест хидрауличког пуцања на 10 бара, али замор на линији заваривања доводи до квара након само 200 термичких циклуса. Много пре него што се премаши статички притисак, пукотине почињу и шире се јер линија заваривања концентрише циклично напрезање услед диференцијалног термичког ширења. Раширене (бешавне) завршне капице су потребне за било коју примену која укључује циклус топлоте, чак и један циклус дневно. Само статичне, ниске{5}температуре или услуге које нису-бициклистичке треба да користе заварене капе. Термички циклуси указују на то да је завар слаб, али тест пуцања показује да је јак. Не верујте рафалу, већ циклусима. Заварите га само када је потребно и распалите га. Савет одређује колико дуго ће ваш грејач трајати. Доживотни врх је проширен врх. Сат који откуцава је заварени врх. Изаберите одсјај.