Untuk Pemanas Selubung PFA (Perfluoroalkoxy) yang Digunakan untuk Mempertahankan 180 derajat dalam Larutan Asam Sulfat 70% Di Bawah Tekanan 3 Bar, Berapa Ketebalan Dinding Maksimum yang Diijinkan untuk Mencegah Pecahnya Creep Selama 1 Tahun?

PFA (perfluoroalkoxy) memiliki kekuatan pecah mulur sekitar. 2MPa selama 1 tahun (8.760 jam) dalam asam sulfat 70% pada suhu 180 derajat pada tekanan 3 bar. Untuk tabung dengan diameter luar 20 mm dan tekanan dalam 3 bar (0,3 MPa), tegangan lingkarannya adalah σ=P × D / (2 × t). Ketebalan dinding minimum yang diperlukan untuk mempertahankan tegangan di bawah 2 MPa adalah t=(P × D) / (2 × σ)=(0,3 × 20) / (2 × 2)=1.5 mm. Jadi, ketebalan dinding maksimum yang diperbolehkan bukanlah batasan; dinding yang lebih besar menurunkan stres. Saya pikir pertanyaannya seharusnya adalah "ketebalan dinding minimum". Untuk masa pakai 1 tahun ketebalan dinding minimum adalah 1,5 mm. Mekanisme pecahnya PFA pada suhu 180 derajat Pada suhu 180 derajat, PFA berada di atas suhu transisi gelasnya (160 derajat). Polimernya kenyal dan menunjukkan deformasi (creep) yang bergantung pada waktu di bawah beban konstan. Waktu pecahnya creep mematuhi hukum pangkat, t_r=A sigma^(-n) dengan n~5 untuk PFA. Tekanan internal ini menyebabkan tegangan lingkaran. Jika dinding terlalu tipis tegangan melebihi kekuatan pecah mulur dan tabung akan gagal karena menggembung dan meledak. Ketebalan Dinding Minimum Kuantitatif untuk Masa Pakai 1 Tahun pada 180 derajat C Untuk PFA, ketebalan dinding minimum berikut berlaku untuk 70 % H₂SO₄ pada 180 derajat dan tekanan internal 3 bar. OD Tabung (mm) Tegangan Lingkaran pada dinding 1,0 mm (MPa) Dinding Minimum untuk Masa Pakai 1 Tahun (mm) Dinding Minimum untuk Masa Pakai 2 Tahun (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 Rekomendasi Teknik Untuk tabung OD 20 mm dari pemanas PFA dalam 70 % H₂SO₄ pada tekanan 180 derajat dan 3 bar, tentukan ketebalan dinding minimal 1,5 mm untuk menjamin masa pakai 1 tahun. Jika Anda membutuhkan umur yang lebih panjang atau diameter yang lebih besar, naikkan ketebalan dinding secara proporsional. PFA marjinal pada 180 derajat. Pertimbangkan MENGINTIP atau selubung logam. Insinyur menghindari pecahnya rangkak dengan memilih ketebalan dinding yang tepat.