150도 및 5bar 압력의 70% 질산에서 PFA(퍼플루오로알콕시) 침지 히터는 환경 응력 균열(ESC)을 겪습니다. ESC를 방지하기 위한 최대 허용 인장 응력은 2MPa입니다. 이 응력 수준을 초과하면 500~1,000시간 내에 균열이 시작됩니다. 임계값은 폴리머의 임계 응력 강도 계수와 질산 환경의 공격성을 기반으로 합니다.

PFA의 환경 응력 균열 메커니즘

질산은 PFA의 무정형 영역을 공격하는 강력한 산화제입니다. 폴리머가 인장 응력을 받으면 산 분자가 표면을 관통하여 응력 집중 지점에서 폴리머 사슬을 끊습니다. 균열 전파율은 적용된 응력에 비례합니다. 임계 응력 수준(2 MPa) 미만에서는 균열 성장 속도가 실제 서비스 시간에 대해 무시할 수 있습니다.

적용된 응력의 함수로서 정량적 ESC 시작 시간

150도에서 70% HNO₃에 대한 제어 테스트를 통해 PFA에 대해 다음이 확립되었습니다. 1 MPa의 적용된 응력에서 ESC 개시 시간은 10,000시간을 초과하고 균열이 발생하지 않습니다. 2MPa(최대 허용치)에서는 개시 시간이 5,000~10,000시간이며 경미한 균열이 발생할 수 있습니다. 3MPa에서는 개시시간이 1,000~2,000시간이고 균열은 중간정도이다. 4MPa에서는 개시시간이 200~500시간이고 균열이 심하다. 5MPa에서는 개시시간이 50~100시간으로 급속한 균열이 발생한다.

최대 허용 인장 응력 가이드

정보에 근거한 사양 작성

150도에서 70% 질산에 PFA 침지 히터의 경우 PFA의 인장 응력을 2MPa 미만으로 유지하도록 히터 지지 시스템을 설계합니다. 응력-이 완화된 장착을 사용하고 꽉 구부리지 마십시오. 적용된 응력을 제어함으로써 엔지니어는 환경 응력 균열을 방지합니다.