Že vrsto let so fluoropolimeri igrali pomembno vlogo v kemični in podobni industriji za zaščito naprav in opreme pred kemičnimi napadi širokega spektra agresivnih medijev.To je zato, ker ponujajo bistveno boljšo kemično odpornost in toplotno stabilnost kot druge plastike ali elastomerni materiali. Fluoropolimeri imajo že vrsto let pomembno vlogo v kemični in podobni industriji pri zaščiti naprav in opreme pred kemičnimi napadi s širokim spektrom agresivnih mediji.To je zato, ker ponujajo bistveno boljšo kemično odpornost in toplotno stabilnost kot druge plastike ali elastomerni materiali.
Po razvoju PTFE je uvedba fluoriranega etilen-propilena (FEP), ki ga je mogoče obdelati s taljenjem, leta 1960 odprla povsem nova področja uporabe.PFA, perfluoro-alkoksi polimer, ki se že 20 let uspešno uporablja kot podložni material, je zdaj termoplastični naslednik PTFE z enakovredno toplotno in kemično odpornostjo ter vrhunskimi lastnostmi glede predelovalnosti, prosojnosti, odpornosti proti prepustnosti in mehanske trdnosti .
V kemični industriji se oba fluoropolimera – PTFE in PFA – uporabljata predvsem v obliki oblog.Za preproste oblike, kot so cevi, loki, T-kosi ali redukcijski spoji, se običajno uporablja PTFE;nanaša se s pomočjo ekstrudiranja paste, ekstrudiranja na ram ali navijanja s trakom.V teh postopkih je predoblika izdelana iz PTFE;ta se nato sintra in vstavi v kovinski obdelovanec.Uporaba PTFE za oblaganje kovinskih delov zapletene oblike, kot so ventili in črpalke, je težja.Izostatično oblikovanje je potem prednostna metoda.Pri tem PTFE prah se napolni v prostor, ustvarjen med kovinskim obdelovancem in gumijasto vrečko, ki je posebej izdelana tako, da se prilega obliki območja, ki ga je treba obložiti.Prah je predhodno stisnjen, nato hladno stisnjen v želeno obliko.Nazadnje se gumijasta vrečka odstrani in podloženi del se sintra v pečici pri več kot 360 °C (680 °F).
PFA, termoplastični material z natančno določenim tališčem, je mogoče obdelati s prenosnim ali brizganjem.Granulat se stopi v talilni posodi ali v ekstruderju in nato s hidravlično stiskalnico potisne v vroče orodje.
Ta metoda omogoča doseganje zelo natančnih debelin sten s tolerancami ?0,5 mm, tudi pri ozkih polmerih in podrezih.Praktično ni potrebna nobena mehanska končna obdelava, razen za odstranitev uliva in glajenje prilegajočih se ploskev prirobnic.
Vendar pa je pri uporabi izostatičnega oblikovanja potrebna precejšnja količina mehanske končne obdelave – odvisno od stopnje zapletenosti oblike, ki jo je treba zapolniti – za natančno doseganje želenih dimenzij.
Enakomernost debeline stene je lahko bolj različna, zlasti pri bolj zapletenih oblikah, kot so ohišja ventilov.
Absorpcija in prepustnost
V nasprotju s kovinami plastika in elastomeri absorbirajo različne količine medijev, s katerimi pridejo v stik.To pogosto velja za organske spojine.Absorpciji lahko sledi pronicanje skozi stensko oblogo.Čeprav se to redko opazi pri fluoropolimerih, se temu lahko izognemo s povečano debelino stene ali z namestitvijo naprav za izčrpavanje prostora med oblogo iz fluoropolimera in kovinsko steno.Jasno je bilo dokazano, da v zvezi s prepustnostjo in absorpcijo fluoropolimeri, obdelani s taljenjem, kot je PFA, kažejo boljše pregradne lastnosti kot PTFE.
Vakuumska odpornost
Vakuumska odpornost je potrebna, ker v zaprtih sistemih, kakršni se pogosto uporabljajo v kemični obdelavi, padec temperature ustvari vakuum v sistemu, razen če ta že deluje pod atmosferskim tlakom.Pri uporabi PFA je razmeroma preprosto doseči ustrezno vakuumsko odpornost obloge.Običajno je podloga ?zasidrana?na kovinsko steno s pomočjo ?lastovjega repa?utori ali kanali v
slednji.
Pri PTFE granulatu, ki je bil hladno oblikovan, je težje doseči trdno sidranje obloge v kovinsko steno, saj bi bili potrebni razmeroma veliki kanali, da bi PTFE prah lahko stekel v utore.Bolj tipično se zato med PTFE oblogo in kovinskim ohišjem uporabljajo vezivna sredstva.Vendar pa zaradi protilepilnih lastnosti fluoropolimerov in omejene toplotne odpornosti vezivnih sredstev kaže PTFE le omejeno vakuumsko odpornost.
Nadzor kakovosti preprečuje razpoke in praznine
Pri oblogah iz PTFE in PFA se meri dielektrična trdnost, da se ugotovijo napake.Ta metoda zanesljivo zazna razpoke in praznine, ki segajo skozi material, vendar zaradi dobro znane visoke upornosti fluoropolimerov ne pokaže nobenih napak, ki se začnejo 1,5 mm ali več pod površino (slika 5). .
Iz tega razloga se lahko uporabijo tudi nadaljnji testi z uporabo ultrazvočnih metod.Ta preskus meri razdaljo od površine obloge do kovinskega ohišja.Vendar je nezanesljiv, ker ne zagotavlja prave debeline obloge, če je prisotna praznina ali poroznost.Poleg tega je ta metoda nepraktična za uporabo na majhnih delih ali majhnih zapletenih oblikah s spodrezi in ozkimi radiji.
Druga metoda za preverjanje površinskih napak, kot so razpoke in praznine, je s tako imenovanim ?Met-L-Check?penetrantna metoda z barvilom.Toda ta metoda je omejena le na odkrivanje površinskih napak.
Kemijska zgradba
PFA, ki je prosojen, je mogoče zanesljivo optično preveriti.Razpoke in praznine pod površino lahko naredimo vidne z ustreznimi viri svetlobe.Težko dostopna mesta v oblogi lahko pregledamo s svetilkami s hladno svetlobo in gibkimi vlaknenimi svetlobnimi vodili.
Primerjave stroškov za obloge
Kar zadeva cene surovin, PFA stane približno trikrat toliko kot PTFE.
To pomanjkljivost pa je mogoče kompenzirati ali močno zmanjšati v odvisnosti od dejavnikov, kot so oblika, ki jo je treba obložiti, njena velikost, število obdelovancev, ki jih je treba obložiti, in sprejeta metoda obdelave.To je mogoče, ker PFA ne zahteva niti ročne priprave procesa niti končne obdelave z ustreznimi izgubami materiala.
Uporaba PFA za oblaganje zelo velikih delov ni priporočljiva, ker bi zaradi visokih materialnih stroškov del postal predrag.Druga točka, ki jo je treba upoštevati, so stroški orodja, ki se ne amortizirajo
ko je treba obložiti le majhno število delov.Poleg tega obstajajo praktične omejitve glede teže brizganega materiala, ki ga zmorejo stroji za vlivanje.
Sklepi
Več kot 20 let izkušenj z oblogami za različne dele, npr. ohišja ventilov in črpalk, je pokazalo, da ima PFA številne prednosti, ko sta glavni zahtevi visoka toplotna in kemična odpornost.
Natančna in enakomerna debelina stene, ki jo je mogoče doseči s PFA, je velika prednost, zlasti pri delu z mediji, ki so močno nagnjeni k difuziji.
Praktične izkušnje so tudi pokazale, da ima PFA boljše pregradne lastnosti kot PTFE.
Proizvajalci broma na primer poročajo, da je globina prodiranja broma v PFA približno tretjino manjša kot v PTFE, če so delovni pogoji, kot so čas, temperatura in tlak, enaki.
Po drugi strani pa se PTFE še vedno pogosto uporablja za sestavne dele kemičnih ventilov in druge opreme za kemično obdelavo, kjer se zahteva odpornost proti upogibanju.
Tipični primeri takšnih aplikacij so mehi, pa tudi membrane v ventilih in črpalkah.
Za sedežne obroče, čepe, tesnila in podobne dele je PTFE primeren in ekonomičen material.
Nedavni trend za dele, kot so ti, je uporaba modificiranega PTFE, saj sta njegova dimenzijska stabilnost in trdota boljši od standardnega PTFE.
Oznake: PTFE, PFA, PTFE proti PFA
Čas objave: Apr-01-2017