ແຜ່ນວາວ PEEK: "ຜູ້ປົກປ້ອງປະສິດທິພາບສູງ" ພາຍໃຕ້ສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງ

ໃນໜ່ວຍຄວບຄຸມຫຼັກຂອງຕົວປ້ອງກັນການລະເບີດໃນບໍ່ນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສໃນທະເລເລິກ, ວາວຄວບຄຸມນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟຂອງເຄື່ອງຈັກເຮືອບິນ, ແລະ ວາວຫົວໃຈທຽມ, ແຜ່ນວາວທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງທີ່ເຮັດດ້ວຍໂພລີອີເທີອີເທີຄີໂຕນ (PEEK) ກຳລັງທຳລາຍຂໍ້ຈຳກັດຂອງໂລຫະພື້ນເມືອງ ແລະ ພາດສະຕິກທຳມະດາທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ແຕກຕ່າງ. ໃນຖານະເປັນຈຸດສູງສຸດຂອງພາດສະຕິກວິສະວະກຳພິເສດ, ແຜ່ນວາວ PEEK ໄດ້ກຳນົດມາດຕະຖານຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງອົງປະກອບຄວບຄຸມນ້ຳພາຍໃຕ້ສິ່ງທ້າທາຍສາມຢ່າງທີ່ຮຸນແຮງຄື ອຸນຫະພູມ, ຄວາມດັນ, ແລະ ປານກາງ. ບົດຄວາມນີ້ວິເຄາະລະຫັດທາງເທັກນິກຂອງແຜ່ນວາວລະດັບສູງນີ້ຢ່າງເລິກເຊິ່ງຈາກມິຕິຂອງວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ຂະບວນການຜະລິດ, ສະຖານະການການນຳໃຊ້, ແລະ ຂອບເຂດເຕັກໂນໂລຢີ.

1. ພັນທຸກໍາໂມເລກຸນ ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບຂອງ PEEK
1. ລັກສະນະໂຄງສ້າງໂມເລກຸນ
PEEK (Polyetheretherketone) ປະກອບດ້ວຍວົງແຫວນ benzene ສະລັບກັນ, ພັນທະອີເທີ ແລະ ກຸ່ມ ketone. ຄວາມແຂງແກ່ນຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນ ແລະ ຄວາມເປັນຜລຶກຂອງມັນ (30% ~ 35%) ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄຸນສົມບັດພິເສດ:

ໂຄງກະດູກແຂງຂອງວົງແຫວນອາໂຣມາຕິກ: ໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກສູງພິເສດ (ຄວາມແຂງແຮງດຶງ >100MPa);

ພາກສ່ວນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງພັນທະບັດອີເທີ: ຮັບປະກັນຄວາມທົນທານໃນອຸນຫະພູມຕໍ່າ (ອັດຕາການຮັກສາຄວາມແຮງກະທົບ -60 ℃> 80%);

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຄີໂຕນ: ຕ້ານທານການກັດເຊາະທາງເຄມີ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ (ອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນແກ້ວ 143℃, ຈຸດລະລາຍ 343℃).

2. ຕົວກໍານົດການປະຕິບັດສູງສຸດ

ການປຽບທຽບເອກະສານອ້າງອີງ PEEK ປະສິດທິພາບ (ໂລຫະ/ພາດສະຕິກທຳມະດາ)
ອຸນຫະພູມການນຳໃຊ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ 260℃ (ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມໄລຍະສັ້ນ 316℃) ເຫຼັກສະແຕນເລດ: 600℃/PTFE: 260℃
ຄວາມຕ້ານທານແຮງດຶງ 100~140 MPa ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ: 200~500MPa
ຄວາມຕ້ານທານທາງເຄມີ ທົນທານຕໍ່ກົດຊູນຟູຣິກເຂັ້ມຂຸ້ນ (95%), NaOH (50%) ເຫຼັກສະແຕນເລດ 316L ມັກຈະເປັນຮູເມື່ອພົບກັບ Cl⁻
ສຳປະສິດຄວາມສຽດທານ 0.3~0.4 (ຄວາມສຽດທານແຫ້ງ) PTFE: 0.05~0.1
ຄວາມໜາແໜ້ນ 1.32 g/cm³ ອາລູມິນຽມ: 2.7 g/cm³/ເຫຼັກ: 7.8 g/cm³
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກ:

ທົດແທນໂລຫະທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາ: ເບົາກວ່າແຜ່ນວາວເຫຼັກສະແຕນເລດ 60%, ຫຼຸດຜ່ອນແຮງเฉื่อย;

ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ ແລະ ບໍ່ຕ້ອງບຳລຸງຮັກສາ: ຫຼີກລ່ຽງຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການກັດກ່ອນດ້ວຍໄຟຟ້າເຄມີ ແລະ ການຫຼຸດອອກຂອງຊັ້ນເຄືອບຂອງແຜ່ນວາວໂລຫະ;

ຄວາມສາມາດໃນການຫລໍ່ລື່ນແມ່ນຍໍາ: ແຜ່ນວາວບາງພິເສດ 0.1 ມມ ສາມາດປະມວນຜົນໄດ້ດ້ວຍຄວາມທົນທານ ±0.01 ມມ.

2. ສີ່ສະຖານະການນຳໃຊ້ຫຼັກຂອງແຜ່ນວາວ PEEK
1. ຂະແໜງພະລັງງານນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສ
ແຜ່ນວາວປ້ອງກັນການລະເບີດໃນທະເລເລິກ:

ທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນຂອງນໍ້າ 150MPa ແລະ ການກັດກ່ອນ H₂S (ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ > 1000ppm), ມີອາຍຸການໃຊ້ງານຫຼາຍກວ່າ 10 ປີ;

ກໍລະນີ: ບໍ່ນ້ຳມັນ Lofoten ຂອງບໍລິສັດ Equinor ໃນປະເທດນໍເວ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບຳລຸງຮັກສາໄດ້ຫຼຸດລົງ 70% ຫຼັງຈາກປ່ຽນແຜ່ນວາວໂລຫະ.

ປັ໊ມແຕກຫັກຂອງອາຍແກັສຈາກຫີນດິນຊາຍ:

ທົນທານຕໍ່ການກັດເຊາະຂອງດິນຊາຍ (ອັດຕາການສວມໃສ່ <0.01g/h), ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ 70MPa;

ການເຄືອບດ້ວຍເລເຊີທังສະເຕນຄາໄບ (WC) ແບບເຄືອບພື້ນຜິວ, ຄວາມແຂງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ HV 1200.

2. ອຸດສາຫະກຳການບິນ ແລະ ການທະຫານ
ວາວຄວບຄຸມນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟການບິນ:

ຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງ ±1% ທີ່ອຸນຫະພູມສະຫຼັບກັນຂອງ -55℃~150℃;

ຜ່ານການທົດສອບການສັ່ນສະເທືອນ MIL-STD-810G (20~2000Hz, 50Grms).

ວາວຂັບໄລ່ຈະຫຼວດ:

ທົນທານຕໍ່ອົກຊີເຈນແຫຼວ (-183℃) ແລະ ການກັດກ່ອນຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໄຮດຣາຊີນ;

ທົນທານຕໍ່ການສ່ອງແສງລັງສີແກມມາ (ປະລິມານສະສົມ >1000kGy).

3. ອຸປະກອນການແພດ
ຫຼອດຫົວໃຈທຽມ:

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບ (ຮັບຮອງ ISO 10993), ທົນທານຕໍ່ການກັດເຊາະເລືອດໃນໄລຍະຍາວ;

ການອອກແບບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການໄຫຼວຽນຂອງເລືອດເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການເກີດຄວາມວຸ້ນວາຍ ແລະ ການແຂງຕົວຂອງເລືອດ.

ອຸປະກອນການຂ້າເຊື້ອທາງການແພດ:

ທົນທານຕໍ່ການຂ້າເຊື້ອດ້ວຍໄອນ້ຳ 132℃ (>5000 ຮອບວຽນ), ບໍ່ມີການເສື່ອມສະພາບຂອງປະສິດທິພາບ;

ການເຄືອບຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣຍພື້ນຜິວ (ການເສີມໄອອອນເງິນ), ອັດຕາການຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣຍ >99.9%.

4. ອຸປະກອນອຸດສາຫະກໍາລະດັບສູງ
ກັງຫັນ CO₂ ທີ່ວິກິດຫຼາຍ:

ເຮັດວຽກຢ່າງໝັ້ນຄົງໃກ້ຈຸດສຳຄັນ 31℃/7.38MPa, ດ້ວຍອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼ <0.1%;

ທົນທານຕໍ່ຜົນກະທົບທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງໄລຍະ CO₂ (ອັດຕາການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ >100℃/s).

ວາວນ້ຳບໍລິສຸດພິເສດແບບເຊມິຄອນດັກເຕີ:

ການຕົກຕະກອນຂອງໄອອອນໂລຫະ <0.1ppb (ມາດຕະຖານ SEMI F57);

ທົນທານຕໍ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄວາມອິດເມື່ອຍທີ່ເກີດຈາກການເປີດ ແລະ ປິດຄວາມຖີ່ສູງ (>1 ລ້ານຮອບວຽນ).

III. ຂະບວນການຜະລິດ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍທາງດ້ານເຕັກນິກ
1. ເຕັກໂນໂລຊີການປັ້ນແມ່ພິມທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ
ການສີດພົ່ນ:

ພາລາມິເຕີຂະບວນການ: ອຸນຫະພູມລະລາຍ 380~400℃, ອຸນຫະພູມແມ່ພິມ 160~180℃, ຄວາມດັນຮັກສາ 120~150MPa;

ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ: ການຄວບຄຸມຄວາມເປັນຜລຶກເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມທົນທານ (ຕ້ອງການເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແມ່ພິມແບບໄດນາມິກ).

ເຄື່ອງຈັກ:

ໃຊ້ເຄື່ອງມື PCD (ເຄືອບເພັດ), ຄວາມໄວ 3000~5000rpm, ອັດຕາປ້ອນ 0.05 ມມ/ຮອບ;

ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຮອດ Ra 0.2μm (ຊັ້ນກະຈົກ).

2. ເຕັກໂນໂລຊີການດັດແປງການເສີມແຮງ
ການເສີມແຮງເສັ້ນໄຍ:

ເສັ້ນໄຍຄາບອນ (30%): ຄວາມຕ້ານທານແຮງດຶງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 300MPa, ອຸນຫະພູມການຜິດຮູບຄວາມຮ້ອນ (HDT) ບັນລຸ 315℃;

ເສັ້ນໄຍແກ້ວ (30%): ລາຄາຫຼຸດລົງ 40%, ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ພົນລະເຮືອນ.

ນາໂນຄອມໂພຊິດ:

ກຣາຟີນ (2% ~ 5%): ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 1.5W/m·K, ຫຼຸດຜ່ອນການຜິດຮູບຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນ;

ຊິລິການາໂນສະເຟຍ (5%): ສຳປະສິດຄວາມສຽດທານຫຼຸດລົງເຫຼືອ 0.2, ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານ.

3. ການເຮັດວຽກຂອງພື້ນຜິວ
ການສີດພົ່ນພລາສມາ:

ການເຄືອບ Al₂O₃-TiO₂, ຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງທີ່ອຸນຫະພູມສູງເພີ່ມຂຶ້ນ 5 ເທົ່າ;

ການຝັງໄອອອນ:

ໜ້າຜິວຝັງໄອອອນໄນໂຕຣເຈນ, ຄວາມແຂງຈຸລະພາກເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ HV 400;

ການຊຸບເຄມີ:

ຊັ້ນປະສົມນິກເກີນ-PTFE ທີ່ບໍ່ໃຊ້ໄຟຟ້າ, ມີທັງຄຸນສົມບັດຕ້ານທານການສວມໃສ່ ແລະ ຄຸນສົມບັດຫລໍ່ລື່ນດ້ວຍຕົນເອງ.

IV. ຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ທິດທາງນະວັດຕະກໍາ

1. ສິ່ງທ້າທາຍໃນປະຈຸບັນ
ການເລືອຄານໃນອຸນຫະພູມສູງ: ການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວສູງກວ່າ 260°C ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດການເລືອຄານຜິດຮູບ 0.5% ~ 1%;

ຕົ້ນທຶນສູງ: ລາຄາວັດຖຸດິບແມ່ນປະມານ 600~800 ຢວນ/ກິໂລ, ເຊິ່ງຈຳກັດການສົ່ງເສີມພົນລະເຮືອນ;

ການຜູກມັດທີ່ຍາກ: ພະລັງງານພື້ນຜິວຕໍ່າ (44mN/m), ຕ້ອງມີການປິ່ນປົວດ້ວຍການກະຕຸ້ນພລາສມາ.

2. ເສັ້ນທາງກ້າວໜ້າຂ້າມຊາຍແດນ
ເຕັກໂນໂລຊີການພິມ 3D:

ການເຜົາໄໝ້ດ້ວຍເລເຊີ (SLS) ຜະລິດແຜ່ນວາວປະສົມປະສານຊ່ອງທາງການໄຫຼທີ່ສັບສົນໂດຍກົງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຈຸດຮົ່ວໄຫຼຂອງການປະກອບ;

ກໍລະນີ: ແຜ່ນວາວພິມຜົງ PEEK ທີ່ພັດທະນາໂດຍ GE Additive, ມີຄວາມพรຸນ <0.5%.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງໂມເລກຸນ:

ໂດຍການແນະນຳໂຄງສ້າງ biphenyl (PEEK-PEDEK copolymer), ອຸນຫະພູມການຫັນປ່ຽນແກ້ວຈະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 160 ℃;

ວັດສະດຸປະສົມອັດສະລິຍະ:

ການຝັງເຄືອຂ່າຍເຊັນເຊີທໍ່ນາໂນຄາບອນເພື່ອຕິດຕາມກວດກາການແຈກຢາຍຄວາມກົດດັນຂອງແຜ່ນວາວ ແລະ ການເລີ່ມຕົ້ນຮອຍແຕກໃນເວລາຈິງ.

V. ຄູ່ມືການຄັດເລືອກ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາ

1. ພາລາມິເຕີການເລືອກຫຼັກ

ຊອງອຸນຫະພູມ-ຄວາມກົດດັນ: ຢືນຢັນວ່າອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນສູງສຸດເກີນຂີດຈຳກັດຄວາມທົນທານຂອງ PEEK ຫຼືບໍ່;

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງສື່: ຫຼີກລ່ຽງການສຳຜັດກັບກົດໄນຕຣິກເຂັ້ມຂຸ້ນ, ກົດຊູນຟູຣິກເຂັ້ມຂຸ້ນ (>50%) ແລະໂລຫະດ່າງທີ່ລະລາຍ;

ຄວາມຖີ່ແບບໄດນາມິກ: ສຳລັບສາກການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ (>10Hz), ຮູບແບບທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນແມ່ນເປັນທີ່ນິຍົມ.

2. ຂໍ້ກຳນົດການຕິດຕັ້ງ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາ
ການຄວບຄຸມການໂຫຼດລ່ວງໜ້າ: ຄວາມຜິດພາດຂອງແຮງບິດຂອງສະກູ <±5% (ໂດຍໃຊ້ປະແຈແຮງບິດດິຈິຕອນ);

ຍຸດທະສາດການຫລໍ່ລື່ນ: ໃຊ້ນໍ້າມັນຫລໍ່ລື່ນ perfluoropolyether (PFPE) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານແຮງສຽດທານລົງ 30%;

ການຕິດຕາມອາຍຸການໃຊ້ງານ: ທົດສອບຄວາມແຂງຂອງພື້ນຜິວທຸກໆ 5,000 ຊົ່ວໂມງ (ຕ້ອງການປ່ຽນໃໝ່ຖ້າການຕົກ >10%).

ສະຫຼຸບ: ກ້າວກະໂດດຈາກຫ້ອງທົດລອງໄປຫາສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກໍາ
ແຜ່ນວາວ PEEK, ດ້ວຍປະສິດທິພາບການປະຕິວັດຂອງ "ພາດສະຕິກທົດແທນເຫຼັກ", ສືບຕໍ່ທຳລາຍຂໍ້ຈຳກັດດ້ານວັດສະດຸໃນຂົງເຂດລະດັບສູງເຊັ່ນ: ພະລັງງານ, ການບິນ, ແລະການປິ່ນປົວທາງການແພດ. ດ້ວຍການເຊື່ອມໂຍງຢ່າງເລິກເຊິ່ງຂອງເຕັກໂນໂລຊີການພິມ 3D ແລະ ການດັດແປງນາໂນ, ແຜ່ນວາວ PEEK ໃນອະນາຄົດຈະມີໂຄງສ້າງທີ່ຊັດເຈນ, ການຮັບຮູ້ທີ່ສະຫຼາດ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ, ກາຍເປັນທາງອອກສຸດທ້າຍສຳລັບການຄວບຄຸມນ້ຳໃນສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງ.