V 70% kyselině dusičné při 150 stupních a tlaku 5 barů jsou ponorné ohřívače PFA (perfluoralkoxy) vystaveny praskání v prostředí (ESC). Maximální dovolené napětí v tahu pro zabránění ESC je 2 MPa. Nad touto úrovní napětí vznikají trhliny během 500-1000 hodin. Prahová hodnota je založena na faktoru kritické intenzity napětí polymeru a agresivitě prostředí kyseliny dusičné.

Mechanismus krakování environmentálního stresu v PFA

Kyselina dusičná je silné oxidační činidlo, které napadá amorfní oblasti PFA. Když je polymer namáhán tahem, molekuly kyseliny pronikají povrchem a rozbíjejí polymerní řetězce v bodech koncentrace napětí. Rychlost šíření trhliny je úměrná použitému napětí. Pod kritickou úrovní napětí (2 MPa) je rychlost růstu trhlin pro praktické provozní doby zanedbatelná.

Kvantitativní doba iniciace ESC jako funkce aplikovaného stresu

Kontrolované testování v 70% HNO3 při 150 stupních prokázalo pro PFA následující. Při aplikovaném napětí 1 MPa překračuje doba iniciace ESC 10 000 hodin a nedochází k praskání. Při 2 MPa (maximálně přípustné) je iniciační doba 5 000-10 000 hodin a může dojít k drobným prasklinám. Při 3 MPa je doba iniciace 1 000 až 2 000 hodin a praskání je mírné. Při 4 MPa je doba iniciace 200-500 hodin a praskání je závažné. Při 5 MPa je doba iniciace 50-100 hodin a dochází k rychlému praskání.

Průvodce maximálním přípustným napětím v tahu

Vytvoření informované specifikace

U ponorného ohřívače PFA v 70% kyselině dusičné při 150 stupních navrhněte nosný systém ohřívače tak, aby udržoval tahové napětí v PFA pod 2 MPa. Použijte montáž-odlehčenou od pnutí a vyhněte se úzkým ohybům. Řízením aplikovaného napětí technik zabraňuje praskání způsobenému vlivem prostředí.