Od wielu lat fluoropolimery odgrywają znaczącą rolę w przemyśle chemicznym i pokrewnych, chroniąc zakłady i urządzenia przed atakiem chemicznym ze strony szerokiej gamy agresywnych mediów.Dzieje się tak dlatego, że oferują one znacznie lepszą odporność chemiczną i stabilność termiczną niż inne tworzywa sztuczne lub materiały elastomerowe. Przez wiele lat fluoropolimery odgrywały znaczącą rolę w przemyśle chemicznym i pokrewnych, chroniąc zakłady i sprzęt przed atakiem chemicznym ze strony szerokiej gamy agresywnych czynników głoska bezdźwięczna.Dzieje się tak dlatego, że oferują one znacznie lepszą odporność chemiczną i stabilność termiczną niż inne tworzywa sztuczne lub materiały elastomerowe.
Po opracowaniu PTFE, wprowadzenie w 1960 roku fluorowanego etylenu i propylenu (FEP) przetwarzanego w stanie stopionym otworzyło zupełnie nowe obszary zastosowań.PFA, polimer perfluoroalkoksylowy, z powodzeniem stosowany od 20 lat jako materiał wykładzinowy, jest obecnie termoplastycznym następcą PTFE, charakteryzującym się równoważną odpornością termiczną i chemiczną oraz doskonałymi właściwościami w zakresie przetwarzalności, przezroczystości, odporności na przenikanie i wytrzymałości mechanicznej .
W przemyśle chemicznym oba fluoropolimery – PTFE i PFA – stosowane są głównie w postaci okładzin.W przypadku prostych kształtów, takich jak rury, kolana, trójniki lub złącza redukcyjne, powszechnie stosuje się PTFE;nanosi się go metodą wytłaczania pasty, wytłaczania tłokowego lub nawijania taśmy.W procesach tych z PTFE wykonywana jest forma wstępna;jest on następnie spiekany i wkładany do metalowego przedmiotu obrabianego.Stosowanie PTFE do wykładania części metalowych o skomplikowanym kształcie, takich jak zawory i pompy, jest trudniejsze.Preferowaną metodą jest wówczas formowanie izostatyczne.W tym proszku PTFE wypełnia się przestrzeń utworzoną pomiędzy metalowym przedmiotem obrabianym a gumową torbą, która jest specjalnie wykonana tak, aby pasowała do kształtu obszaru, który ma być wyłożony.Proszek jest wstępnie prasowany, a następnie prasowany na zimno do pożądanego kształtu.Na koniec usuwa się gumową torebkę i wyściełaną część spieka się w piecu w temperaturze ponad 360°C (680°F).
PFA, materiał termoplastyczny o ściśle określonej temperaturze topnienia, można przetwarzać za pomocą formowania przetłocznego lub wtrysku.Granulat topi się w tyglu lub wytłaczarce, a następnie wtłacza do gorącego narzędzia za pomocą prasy hydraulicznej.
Metoda ta umożliwia uzyskanie bardzo precyzyjnych grubości ścianek z tolerancją ?0,5 mm, nawet przy małych promieniach i podcięciach.Praktycznie nie jest potrzebne żadne mechaniczne wykończenie, z wyjątkiem usunięcia wlewu i wygładzenia współpracujących powierzchni kołnierzy.
Jednak w przypadku formowania izostatycznego konieczna jest znaczna obróbka mechaniczna – w zależności od stopnia skomplikowania wypełnianego kształtu – aby z precyzją uzyskać pożądane wymiary.
Równość grubości ścianek może się bardziej różnić, szczególnie w przypadku bardziej skomplikowanych kształtów, takich jak obudowy zaworów.
Absorpcja i przenikanie
W przeciwieństwie do metali, tworzywa sztuczne i elastomery pochłaniają różne ilości mediów, z którymi się stykają.Dzieje się tak często w przypadku związków organicznych.Po absorpcji może nastąpić przenikanie przez okładzinę ścienną.Chociaż zjawisko to jest rzadko obserwowane w przypadku fluoropolimerów, można temu przeciwdziałać poprzez zwiększenie grubości ścianki lub instalowanie urządzeń usuwających przestrzeń pomiędzy wykładziną fluoropolimerową a metalową ścianą.Wyraźnie wykazano, że pod względem przenikania i absorpcji fluoropolimery przetwarzane w stanie stopionym, takie jak PFA, wykazują lepsze właściwości barierowe niż PTFE.
Odporność na próżnię
Odporność na próżnię jest konieczna, ponieważ w układach zamkniętych, powszechnie stosowanych w przetwórstwie chemicznym, spadek temperatury powoduje wytworzenie próżni w układzie, chyba że działa on już poniżej ciśnienia atmosferycznego.Stosując PFA, stosunkowo łatwo jest uzyskać odpowiednią odporność wykładziny na podciśnienie.Zwykle podszewka jest „kotwiczona”?do metalowej ściany za pomocą „jaskółczego ogona”?rowki lub kanały w
końcowy.
W przypadku granulatu PTFE formowanego na zimno trudniej jest uzyskać solidne zakotwienie wykładziny w metalowej ścianie, ponieważ potrzebne byłyby stosunkowo duże kanały, aby umożliwić spłynięcie proszku PTFE do rowków.Dlatego częściej między wykładziną PTFE a metalową obudową stosuje się środki wiążące.Jednakże, ze względu na właściwości antyadhezyjne fluoropolimerów i ograniczoną odporność termiczną środków wiążących, PTFE wykazuje jedynie ograniczoną odporność na próżnię.
Kontrola jakości zapobiega pęknięciom i pustym przestrzeniom
W przypadku wykładzin z PTFE i PFA wytrzymałość dielektryczna jest mierzona w celu identyfikacji usterek.Metoda ta niezawodnie lokalizuje pęknięcia i puste przestrzenie na całej długości materiału, ale ze względu na dobrze znaną wysoką rezystywność fluoropolimerów nie wskazuje żadnych uszkodzeń, które zaczynają się 1,5 mm lub więcej pod powierzchnią (rys. 5). .
Z tego powodu można zastosować również dalsze badania metodami ultradźwiękowymi.W teście tym mierzy się odległość od powierzchni okładziny do metalowej obudowy.Jest to jednak zawodne, ponieważ nie podaje prawdziwej grubości wykładziny, gdy występuje pustka lub porowatość.Ponadto metoda ta jest niepraktyczna w przypadku małych części lub małych skomplikowanych kształtów z podcięciami i małymi promieniami.
Inną metodą sprawdzania wad powierzchni, takich jak pęknięcia i puste przestrzenie, jest tzw. „Met-L-Check”.metoda penetracyjna.Metoda ta ogranicza się jednak wyłącznie do wykrywania wad powierzchniowych.
Struktura chemiczna
PFA, który jest półprzezroczysty, można wiarygodnie sprawdzić optycznie.Pęknięcia i puste przestrzenie pod powierzchnią można uwidocznić przy użyciu odpowiednich źródeł światła.Trudno dostępne miejsca w okładzinie można zbadać za pomocą lamp zimnego światła i elastycznych światłowodów.
Porównania kosztów okładzin
Pod względem cen surowców PFA kosztuje około trzy razy więcej niż PTFE.
Wadę tę można jednak zrekompensować lub znacznie zmniejszyć w zależności od takich czynników, jak kształt, który ma być wyłożony, jego rozmiar, liczba wykładanych przedmiotów i przyjęty sposób obróbki.Jest to możliwe, ponieważ PFA nie wymaga ręcznego przygotowania procesu ani obróbki wykańczającej z odpowiednimi stratami materiałowymi.
Nie zaleca się stosowania PFA do wykładania bardzo dużych części, ponieważ wysoki koszt materiału spowodowałby, że część byłaby zbyt droga.Kolejną kwestią, o której należy pamiętać, jest koszt narzędzi, które nie podlegają amortyzacji
gdy wykładana ma być tylko niewielka liczba części.Ponadto istnieją praktyczne ograniczenia ciężaru wtryskiwanego materiału, jaki są w stanie obsłużyć maszyny formierskie.
Wnioski
Ponad 20-letnie doświadczenie z wykładzinami do różnych części, np. obudów zaworów i pomp, pokazało, że PFA ma wiele zalet, gdy głównymi wymaganiami jest wysoka odporność termiczna i chemiczna.
Dokładna i równa grubość ścianek, jaką można uzyskać przy użyciu PFA, jest główną zaletą, szczególnie podczas pracy z mediami, które mają silną tendencję do dyfuzji.
Praktyczne doświadczenie pokazało również, że PFA daje lepsze właściwości barierowe niż PTFE.
Producenci bromu podają na przykład, że głębokość penetracji bromu w PFA jest o około jedną trzecią mniejsza niż w PTFE, gdy warunki pracy, takie jak czas, temperatura i ciśnienie, są takie same.
Z drugiej strony PTFE jest nadal szeroko stosowany w elementach zaworów chemicznych i innego sprzętu do przetwarzania chemicznego, gdzie wymagana jest odporność na zmęczenie przy zginaniu.
Typowymi przykładami takich zastosowań są mieszki oraz membrany w zaworach i pompach.
W przypadku pierścieni gniazd, zatyczek, uszczelek i podobnych części, PTFE jest odpowiednim i ekonomicznym materiałem.
Ostatnim trendem w przypadku takich części jest stosowanie modyfikowanego PTFE, ponieważ jego stabilność wymiarowa i twardość są lepsze niż w przypadku standardowego PTFE.
Tagi:PTFE,PFA,PTFE vs PFA
Czas publikacji: 01 kwietnia 2017 r