Mynd 1.Seinkuð sprunga í epoxýgræðslu hefst venjulega við brúnir íhluta og blýútgangar - ekki á ytra yfirborði. Þingið stenst öll frumpróf; bilunin kemur fram eftir 50–200 hitalotur í notkun.
Þingið stenst öll hæfnispróf. Hæ-pottur: pass. Sjónræn skoðun: hreinn. Hitalost við –40 gráður til +85 gráður , 50 lotur: standast. Það sendir. Fjórtán mánuðum síðar berast fyrstu sviðsskilin - hárlínusprungur við tengi-til-hússins, aflagun á blýútgangsstöðum, hlé opnuð á einingum sem mældust hreinar við sendingu. Verkfræðiteymið biður um þversnið.- Sprungurnar eru í epoxýpottinum, ekki í íhlutunum. Læknaáætlunin í framleiðsluskránni er rétt skráð. Efnið hefur ekki breyst. Rannsókninni lýkur sem "efnisþreyta - innan væntanlegs endingartíma breytileika."
Það er ekki efnisþreyta. Það er álagsleifar, stillt á meðan á lækningu stendur, sem var aldrei mæld og kom aldrei fram í hæfnisröðinni - vegna þess að hæfileikinn innihélt ekki hitaloturnar sem þurfti til að losa hana.Seinkun á sprungum í epoxýpotti með þykkum- hluta er næstum alltaf galli í verkunarferli, ekki efnisgalli. Sprungan verður til við lækningu. Það birtist á reitnum.
Exotherm Mechanism: Hvers vegna þykkir hlutar lækna öðruvísi en þunnir
Epoxý krosstengingar-eru útverma hvarf. Þegar trjákvoða og herðari sameinast og blandan verður fyrir hita myndar efnahvarfið sinn eigin hita auk þess að gleypa hita frá ofninum. Í þunnu sýni - dreifist tegundin sem notuð er við UL efnisprófun - hinn sjálf-myndaði varmi hratt út í ofnloftið í gegnum stóra yfirborðið-til-rúmmálshlutfallsins. Hitastig sýnisins fylgist náið með stillistigi ofnsins í gegnum lækningarferlið.
Í þykkum pottahluta - er spenniskjarni með 20 mm hellu, afleiningar með 25 mm fyllingardýpt - yfirborðs-til-rúmmálshlutfallsins er miklu lægra. Hiti frá útverma hvarfinu í kjarna hlutans hefur langa dreifingarleið upp á yfirborðið og plastefnið í kring sem hefur ekki enn hvarfast að fullu virkar sem varmaeinangrun. Kjarnahitinn fer yfir ofninnstillingu. Í einu-þrepa 120 gráðu lækningu af 20 mm hluta er kjarnhiti 140–165 gráður ekki óvenjulegt, jafnvel þegar ofninn er stilltur á 120 gráður og yfirborð hlutans mælist 120 gráður með yfirborðshita.
Þessi yfirskot skiptir máli vegna þess að hlutfall víxltenginga-eykst verulega með hitastigi. Kjarni hlutans, sem er 20–45 gráður fyrir ofan settmark ofnsins, klárar aðal kross-tengingu hans verulega hraðar en ytra efnið. Krosstengingarnetið í kjarnanum er í raun "frosið" í stöðu á meðan ytri lögin eru enn að bregðast við. Þegar samsetningin kólnar eftir lækningu dragast bæði svæðin saman varma - en þau dragast saman frá mismunandi upphafsstöðum og á mismunandi hraða, vegna þess að kjarninn er þegar stíft glerkennt fast efni á meðan ytri lögin eru að ljúka netmyndun sinni.
Niðurstaðan er læst-álagsástand í fullherða hlutanum: afgangs togspenna í ytra efninu og afgangs þrýstispennu í kjarnanum. Þetta er ekki tilgáta - þetta er vel-einkennt fyrirbæri í þykkum-hitaþekjuvinnslu, hliðstætt spennuleifunum í hraðslökktu gleri.
Mynd 2.Í einni-þreps 120 gráðu herðingu á 20 mm hluta fer kjarnhitinn venjulega 20–45 gráður yfir 20–45 gráður yfir hitastig ofnsins meðan á víxl-þverhitanum stendur. Tveggja-sniðið takmarkar þessa yfirskot með því að hefja kross-tengingu við 80 gráður áður en hærra-hitastigið er notað.
Hvers vegna þingið stenst fyrstu prófun
Mynd 3.Eftir einstaks-þrep hár-hitameðferðar ber herða hlutann læst-álagsástand: afgangsspenna í ytri lögum, leifar þjöppunar í kjarnanum. Þetta álagsástand bætir við hringlaga hitaálagi í notkun og flýtir fyrir því að þreytusprungur hefjast.
Togspenna sem eftir er í ytra innfellingarefninu frá eins-þreps þykkum-hluta lækninga er venjulega undir endanlegum togstyrk epoxýsins við stofuhita. Fullþurrkaði hlutinn sprungur ekki við herðingu - eða ef hann gerir það eru ör-sprungurnar undir greiningarmörkum sjónrænnar skoðunar. Hæ-pottprófun á nafnspennu stenst vegna þess að virkur rafstraumsstyrkur örlítið streitu fylkisins er ekki marktækt frábrugðinn óálagsviðmiðuninni.
Vandamálið kemur í ljós undir hitauppstreymi og vélbúnaðurinn er einfaldur: hver varmalota frá lágum hita til háan hita myndar hringlaga tog- og þrýstiálag í pottefninu, knúið áfram af CTE misræmi milli epoxýsins, innbyggðu íhlutanna og húsnæðisins. Á spennuþéttnistöðum - hornum, brúnum íhluta, blýútgangsstaði og viðmóti-til-húss - er hringspennusviðið hæst. Afgangs togspenna frá lækningum bætir beint við hringlaga togspennu á þessum stöðum, vegna þess að báðar eru togspennur sem verka í sömu átt meðan á hitunarfasa hitahringsins stendur.
Samanlögð streitumagn - afgangsþolsálags auk hringlaga hitaspennu - gæti enn verið undir endanlegum togstyrk epoxýsins í fyrstu lotu. Það nær upphafsþröskuldi fyrir þreytusprungu eftir fjölda lota sem fer eftir tiltekinni afgangsstærð álags, CTE misræmi, amplitude varma hringrásar og rúmfræði álagsþykknisins. Þetta er ástæðan fyrir því að bilunin birtist eftir 50–200 lotur, ekki við fyrstu prófun. Það er ekki efnisrýrnun með tímanum - heldur streituuppsöfnun að þröskuldi.
Af hverju þessi bilun er kerfisbundið ranggreind
Þegar rannsókn á vettvangsbilun finnur sprungur í epoxýpotti eru nokkrar rangar auðkenningar algengar:
"Efnisþreyta"- epoxýið mistókst vegna þreytu, sem gefur til kynna að efnið hafi verið ófullnægjandi fyrir forritið. Raunverulegur vélbúnaður er streituuppsöfnun frá blöndu af afgangsmeðferðarálagi og hringlaga hitauppstreymi. Ef skipt er yfir í annað epoxýefni án þess að breyta lækningaferlinu mun það endurtaka bilunina, vegna þess að afgangsálagskerfið er ferli-háð, ekki efni-háð.
„Tjón vegna hitaáfalls“- samsetningin varð fyrir óvenju alvarlegum hitauppstreymi. Þetta er stundum satt, en sprungumynstur frá hitaáfalli byrja venjulega á ytra yfirborðinu og breiðist út inn á við. Afgangssprungur hefjast venjulega við innri rúmfræðieiginleika (íhlutabrúnir, blýútgangar) og breiða út út. Uppruni sprungunnar aðgreinir aðferðirnar tvær á þversniði.-
„Ófullnægjandi viðloðun við potta“- epoxýið festist ekki vel við undirlagið eða húsið. Rýrnun við innfellingar-húsaskil getur stafað af ófullnægjandi yfirborðsundirbúningi, en það getur einnig stafað af togstreituleifum sem fer yfir styrkleika milliflatabindingar. Hið síðarnefnda krefst ekki bilunar á yfirborðsundirbúningi - það á sér stað á hreinum, rétt undirbúnum flötum þegar afgangsálagið er nægilega mikið.
"Gæði hluti"- íhlutaleiðsla eða uppsögn mistókst. Í þeim tilfellum þar sem sprungan breiðist út í íhlutaviðmót getur sprunguútlitið verið ranglega auðkennt sem bilun íhluta. Þversniðsgreining gerir greinarmun á sprungu sem hófst við íhlutinn og sprungu sem breiddist út til hans frá epoxýinu í kring.
Í flestum þessara rangra auðkenninga er lækningarferlið ekki skoðað sem hluti af bilunarrannsókninni. Læknaáætlunin sem skráð er í framleiðsluferðamanninum passar við forskriftina - vegna þess að forskriftin sýnir uppstillingu ofnsins og forritaða tímalengd, ekki hitastigið sem raunverulega er náð í kjarna potthlutans. Afgangsálagsbúnaðurinn er ósýnilegur í framleiðsluskránni.
Tveggja-lækningaprófíllinn: Hvernig það dregur úr afgangsstreitu
Tveggja-meðferðarsniðið fjallar beint um úthitunarkerfið með því að skipta kross-viðbrögðum í tvö stýrð stig:
Stig 1 við 80 gráðurkemur af stað víxltengingarhvarfinu við lægra hitastig, þar sem hvarfhraði er hægari og útverma varmamyndun á tímaeiningu er minni. Við 80 gráður byrjar kerfið að byggja upp þver-tengiþéttleika - nógu mikið til að koma í veg fyrir hraða hröðun á viðbragðshraða sem myndi eiga sér stað ef kerfið yrði strax útsett fyrir 120 gráðu . Lægri upphafshvarfshraði dregur úr sjálf-framhita og heldur kjarnahitanum nær ofnstillingarpunkti. Þéttleiki þverhlekkja þróast jafnari yfir skurðardýpt á 1. stigi.
Stig 2 við 120 gráðurkeyrir síðan kerfið til fulls lækna. Þegar stig 2 hefst hefur stig 1 netkerfið þegar þróað nægilega stífleika til að takmarka viðbótarframhitann á stigi 2. Þvertengingin sem eftir er á sér stað í neti sem er takmarkað að hluta til af stigi 1 uppbyggingu og hitamunur milli kjarna og yfirborðs á stigi 2 minnkar verulega samanborið við einni {{12} gráðu herðingu.
Niðurstaðan er hertur hluti með minni togspennu sem eftir er í ytra efninu. Samsetningin hefur enn einhverja afgangsspennu - ekkert lækningarferli útilokar það algjörlega - en stærðin er nægilega minni til að samanlagður amplitude afgangsspennu auk hringlaga varmaálags haldist undir upphafsþröskuldi þreytusprungu í verulega lengri endingartíma.
Þetta eru ekki fræðileg rök. Það er fylgst með reynslunni: Samsetningar sem upplifðu seinkun sprungna með einni-þreps 120 gráðu herðingu á sama pottefninu hafa sýnt lengri endingartíma eftir að hafa skipt yfir í tveggja-prófíl, án þess að breyta efni, rúmfræði eða annarri ferlibreytu. Lækningaráætlunin er breytan.
Mikilvæga bilið í hæfisprófum
Staðlaðar hæfisprófunarraðir fyrir samsetningar í potti innihalda venjulega takmarkaðan fjölda hitalota - 50 til 100 lotur sem er algengt í IEC og UL stöðlum fyrir tiltekna búnaðarflokka. Þykkt-sneiðshluti í potti með afgangsspennu frá eins-þreps lækningu getur staðist 50 eða jafnvel 100 hitalotur áður en uppsafnað álag nær upphafsþröskuldi sprungu. Þegar bilunin á sér stað við 150–200 lotur í notkun - sem gæti samsvarað 12–18 mánaða notkun á einni eða tveimur hitalotum á dag - afhjúpaði hæfnisröðin það ekki.
Þetta er kerfisbundið bil: Hæfingin var rétt framkvæmd, prófið staðist, en bilunarhamurinn starfar á lengri lotukvarða en prófið nær yfir. Hönnun þar sem lækningaferlið kynnir afgangsálagi krefst annaðhvort lengri hæfnisvarmahringrásaröð, eða lækningaferli sem dregur úr afgangsálagi á það stig að staðlað hæfnislota er raunverulega spá fyrir um endingartíma.
Tveggja-herðingarsniðið dregur úr afgangsstærð, sem dregur úr heildarspennumagni á hverri lotu. Þetta, ásamt sömu hitauppstreymi í hæfnisröðinni, veitir ósvikna tryggingu frekar en tryggingu sem takmarkast af vanhæfni prófsins til að sýna bilunarhaminn.
Að greina hvort núverandi hönnun sé í hættu
Eftirfarandi hönnunar- og ferlisaðstæður benda til aukinnar álagsáhættu afgangs í epoxýpotti með þykkum- hluta:
Dýpt pottakafla fer yfir 10 mm í hvaða stærð sem er.
Núverandi lækningaáætlun er eitt-þrep við 100 gráður eða yfir.
Engin vöktun hitaeininga á kjarnahita meðan á lækningu stendur - aðeins yfirborðs- eða ofnloftshiti er skráð.
Bilunarsaga sýnir sprungur sem birtast eftir margar varmalotur í notkun, þar sem samsetningar standast fyrstu skoðun.
Uppruni sprungunnar á þversniði-er við brúnir íhluta, blýútgangi eða innri rúmfræðieiginleika - ekki á ytra yfirborði.
Heildarfjöldi hitauppstreymis var 50 lotur eða færri og búist er við að endingartími taki til 200 eða fleiri hitalotur.
Hagnýtt sannprófunarskref er að framleiða prófunarsýni við raunverulega framleiðsluhlutaþykkt og lækningaáætlun, fella inn hitaeining í miðju hlutans og skrá raunverulegt kjarnahitastig meðan á lækningu stendur. Ef kjarnahitinn fer verulega yfir ofninnstillingu á meðan á kross-tengingu stendur er úthitabúnaðurinn virkur og afgangsspenna myndast.
HDT, Tg og RTI: Hitaeiginleikar sem skilgreina rekstrarumslag
Tveggja-herðingarsnið, rétt útfært, framleiðir hert efni með fullum hitaeiginleikum: Tg 117,8 gráður samkvæmt TMA (ASTM E831), HDT 130 gráður, RTI 130 gráður samkvæmt UL skrá E120665. Þessi gildi skilgreina rekstrarumslagið fyrir herða samsetninguna:
Tg 117,8 gráður- glerhitastigið mælt með varmavélafræðilegri greiningu; notaðu þetta fyrir CTE fjárhagsáætlunarútreikninga og víddarstöðugleikagreiningu. Yfir Tg eykst CTE úr 49,772 ppm/gráðu (1, undir Tg) í 148,482 ppm/gráðu (2, yfir Tg) - um það bil 3× hækkun.
HDT 130 gráður- hitastigið sem hert efni sveigir við við venjulegt 1,8 MPa álag; notaðu þetta fyrir vélrænt álag-við hækkuðu hitastig.
RTI 130 gráður- einkunn UL fyrir stöðuga varðveislu rafmagns og vélrænna eigna; hönnun sem krefst stöðugrar þjónustu yfir 90 gráður sem er utan einkunn E532/H532 (RTI 90 gráður) eru innan einkunnar E536/H536.
Þessi hitaeiginleikagildi nást aðeins þegar tveggja-þrepa lækningunni er rétt lokið. Samsetning sem fékk aðeins stig 1 - eða stig 1 við ófullnægjandi hitastig - mun hafa Tg og HDT undir þessum gildum. Vitnissýni sem eru læknað samhliða framleiðslulotum og prófuð fyrir HDT veita hagnýta ferlisannprófun: mældur HDT verulega undir 130 gráður gefur til kynna ófullnægjandi stig 2 lækna.
Tengd vara fyrir þykkt-kaflapott með herðandi streitustjórnun
E536/H536 er tveggja-þátta, UL 94 V-0 loga-tefjandi epoxýpottefni sem er hannað sérstaklega fyrir notkun á þykkum-hlutum þar sem hersluálag er aðal bilunaraðferðin. Tveggja þrepa lækningasnið þess (80 gráður × 2 klst. + 120 gráður × 4 klst.) takmarkar úthitun kjarna á 1. stigi og nær fullri eignaþróun á stigi 2. RTI 130 gráður, HDT 130 gráður, Shore D 89, og lágmarks UL vottuð þykkt 1,4 mm undir UL þykkt 1,58 undir UL. E120665.
Það er ekki viðeigandi fyrir forrit sem krefjast varmaleiðni yfir 0,5 W/m·K (notaðu E533/H533 fyrir það) eða fyrir stofu-hitameðferðarumhverfi (notaðu E532/H532 fyrir það). Tveggja-herðingarsniðið krefst getu ofnsins við bæði 80 gráður og 120 gráður með stýrðum rampa- og biðtíma.
👉 🔗 E536/H536 vörusíða - Tæknigögn, TMA prófunarskýrsla, umsóknarskýrslur
Helstu verkfræðispurningar
Hvernig veit ég hvort núverandi samkoma mín hefur afgangsálag frá læknaferlinu?
Bein aðferðin er að fella inn hitaeiningu í miðju pottahlutanum og skrá kjarnahita meðan á lækningu stendur. Ef kjarnahiti fer meira en 10–15 gráður yfir settmark ofnsins meðan á krosstengingu- stendur myndast afgangsspenna. Óbeina aðferðin er að framkvæma hraðari hitauppstreymi í lotufjölda sem er verulega hærri en hæfisröðin (td 500 lotur) og skoða hvort sprungur hefjast. Sprungur sem hefjast við innri rúmfræðieiginleika frekar en ytra yfirborðið eru í samræmi við afgangsálag sem drifkraftur.
Ef ég skipti úr einu-stigi yfir í tveggja-meðferðaráætlun á núverandi samsetningu, þarf ég að endurhæfa mig?
Í flestum tilfellum, já - að minnsta kosti, ætti breytingin á lækningarferlinu að endurspeglast í framleiðsluferlislýsingunni og staðfest á prófunarsýnum til að staðfesta að hertu eiginleikarnir uppfylli hönnunarkröfurnar. Fyrir samsetningar sem eru hluti af UL-skráðri lokaafurð, getur breytingin á áætlun um pottablöndur til að herða hrundið af stað tilkynningu eða endur-kröfu um endurmat hjá skráningaraðilanum. Þetta ætti að vera staðfest áður en ferlibreytingin er innleidd. Staðfestingin ætti að fela í sér hitauppstreymi í lotufjölda sem nægir til að staðfesta að bilunarhamurinn sem birtist í fyrri lækningaáætluninni birtist ekki á þeirri nýju.
Er hægt að mæla afgangsstreitu án-eyðandi áhrifa á fullunnum samsetningum?
Ó-eyðandi mæling á afgangsspennu í epoxý er tæknilega möguleg með því að nota tækni eins og ljósteygni eða ör-Raman litrófsgreiningu, en þetta eru ekki venjubundin framleiðslutæki. Eyðileggjandi þversniðsgreining fylgt eftir með smásjá sprunguskoðun er hagkvæmara fyrir framleiðslusannprófun. Aðgengilegasta framleiðslusannprófunartólið er vitnissýni: Hernað sýni framleitt samtímis hverri framleiðslulotu, geymt og prófað reglulega með hitauppstreymi og þversniðsskoðun. Frávik í vitnissýni spáir fyrir um, en tryggir ekki, hvað er til staðar í framleiðslulotunni.
Næstu skref - Hafðu samband við Fong Yong Chemical
