Während des Rotationsspritzens, des Hochtemperatursinterns und der Abkühlungsformung bilden sich interne Restspannungen innerhalb der PFA-Beschichtung. Wenn die Spannung zu stark ansteigt, kommt es auch ohne äußere Krafteinwirkung spontan zu Mikrorissen auf der Beschichtungsoberfläche. Unter Temperaturwechsel, Mediendurchdringung und Druckeinwirkung breiten sich Risse schnell durch die Auskleidung aus, korrosive Flüssigkeit dringt in die Verbindungsschnittstelle zwischen Beschichtung und Metallsubstrat ein und führt zu Blasenbildung, Delaminierung und vollständigem Versagen der Korrosionsschutzschicht. Dieser versteckte Fehler ist meist auf unsachgemäße Produktionsprozesse zurückzuführen und lässt sich bei der Prüfung des Aussehens des fertigen Produkts nur schwer erkennen, da er zu einem typischen prozessbedingten latenten Versagen der Fluorkunststoffauskleidung gehört.
1. Entstehungs- und Cracking-Evolutionsmechanismus von Restspannungen
Beim Hochtemperatursintern schmelzen PFA-Partikel und verschmelzen zu einer kontinuierlichen kompakten Schicht. Wenn das Werkstück von Umformtemperatur auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, weicht der thermische Schrumpfkoeffizient der PFA-Beschichtung stark von dem des Metallgrundrohrs ab. Das Metallsubstrat schränkt die freie Schrumpfung der Polymerauskleidung ein und erzeugt eine im Inneren der Beschichtung eingeschlossene Zugeigenspannung. Wenn mehrschichtiges Sprühen zu schnell ohne Intervallstabilisierung durchgeführt wird, kommt es zu Spannungsüberlagerungen zwischen den Schichten. Sobald die Zugspannung die Bruchfestigkeit des PFA-Materials übersteigt, entstehen winzige Rissquellen. In nachfolgenden Aufheiz- und Abkühlzyklen werden die Risse durch thermische Wechselbeanspruchung kontinuierlich geöffnet und erweitert. Das Medium dringt entlang der Risskanäle ein und erzeugt einen osmotischen Druck zwischen der Beschichtung und dem Grundmetall, der schließlich die Auskleidung ausgehend von der Rissposition von der Rohrwand ablöst.
2. Typische Stellen, an denen sich Restspannungsrisse konzentrieren
Bögen, gebogene Rohre und Bogenübergangsabschnitte mit ungleichmäßiger Beschichtungsschrumpfung;
Flanschflächen und Rohröffnungskanten mit abrupten Strukturänderungen und Spannungskonzentrationen;
Dicke mehrschichtige Spritzbereiche mit starker innerer Spannungsüberlagerung;
Schnell abgekühlte Werkstücke mit großem Temperaturgradienten und konzentrierter Schrumpfspannung;
Sekundär reparierte Bereiche, in denen die Schrumpfungsraten neuer und alter Beschichtungen uneinheitlich sind.
3. Schlüsselfaktoren, die Reststressschäden verschlimmern
Direkte erzwungene schnelle Abkühlung nach dem Sintern ohne stufenweise langsame Abkühlung und Spannungsabbau;
Aufeinanderfolgendes Sprühen in mehreren Durchgängen ohne stehendes Ablüften, was zu einer Anhäufung von Spannungen zwischen den Schichten führt;
Eine zu dicke einzelne Sprühschicht führt zu einer ungleichmäßigen inneren Kühlschrumpfung.
Nicht übereinstimmende Wärmeausdehnungsleistung zwischen Grundmaterial und PFA-Beschichtung;
Eine unangemessene Spannvorrichtung während des Sinterns schränkt die freie Verformung des Werkstücks ein.
4. Vollständiger-Link zu Stressreduzierungs- und Präventionskontrollmaßnahmen
① Führen Sie nach dem Sintern ein segmentiertes langsames Abkühlverfahren durch
Senken Sie die Ofentemperatur schrittweise schrittweise ab, anstatt direkt mit Luft zu kühlen, um Temperaturgradienten und Schrumpfspannungen zu reduzieren.
② Standardisieren Sie die Wartezeiten zwischen den einzelnen Sprühschichten
Stellen Sie die Ablüftzeit nach jedem Sprühdurchgang ein, damit die Beschichtung vor der nächsten Beschichtung eine Teilspannung abbauen kann.
③ Kontrollieren Sie die Dicke einer einzelnen Schicht, um eine übermäßige einmalige Ansammlung zu vermeiden
Begrenzen Sie die Dicke jeder aufgesprühten Schicht, um ein internes Spannungsungleichgewicht zu verhindern, das durch zu dicke einzelne Schichten verursacht wird.
④ Optimieren Sie den Vorrichtungsmodus, um Klemmbeschränkungen zu reduzieren
Verwenden Sie flexible Positionierungsvorrichtungen, um eine starre Verriegelung zu vermeiden, die die thermische Verformung des Untergrunds und der Auskleidung einschränkt.
⑤ Führen Sie nach dem Umformen ein Glühen bei niedriger Temperatur- durch
Untersuchen Sie fertige Produkte bei mäßiger Temperatur auf Hitzekonservierung, um einen Teil der eingeschlossenen inneren Restspannung zu beseitigen.
5. Vergleichstabelle zur Präventionswirkung
表格
| Form- und Kühlprozess | Risiko von Restspannungsrissen | Anwendungsvorschlag |
|---|---|---|
| Kontinuierliches Sprühen + sofortige Zwangskühlung | Hohe Wahrscheinlichkeit einer verzögerten spontanen Rissbildung | Sofort auf langsames Abkühlen und Intervallsprühen umstellen |
| Intervallsprühen + stufenweises langsames Abkühlen | Unterdrücken Sie effektiv die Ansammlung von Restspannungen | Standardmäßiger Produktionsprozess für Auskleidungen |
| Spannungsarmglühen nach der Produktion + angemessene Einzelschichtdicke | Minimale Spannungsrissgefahr, versteckte Gefahr | Bevorzugtes Schema für hochwertige -Korrosionsschutzauskleidungsprodukte |
Abschluss
Restspannungsrisse in PFA-Beschichtungen werden hauptsächlich durch eine ungleiche thermische Schrumpfung zwischen Auskleidung und Metallsubstrat sowie durch unsachgemäße Kühl- und Sprühprozesse verursacht. Die wichtigsten Steuerungsmethoden bestehen darin, die Abkühlgeschwindigkeit zu verlangsamen, um den Schrumpfgradienten zu verringern, Intervalle zwischen den Sprühschichten festzulegen, um Spannungsüberlagerungen zu vermeiden, die Dicke einzelner Schichten zu kontrollieren und festsitzende Spannungen durch Tempern nach dem Prozess zu lösen. Durch eine strenge Regulierung des gesamten Sprüh- und Sinterprozesses können Auskleidungsrisse, die durch inhärente Formungseigenspannungen verursacht werden, grundsätzlich vermieden werden.
