Per diversi anni i fluoropolimeri hanno svolto un ruolo significativo nelle industrie chimiche e simili per proteggere impianti e apparecchiature dagli attacchi chimici da parte di un'ampia gamma di mezzi aggressivi.Questo perché offrono una resistenza chimica e una stabilità termica sostanzialmente migliori rispetto ad altre plastiche o materiali elastomerici. Per diversi anni i fluoropolimeri hanno svolto un ruolo significativo nelle industrie chimiche e simili per proteggere impianti e apparecchiature dagli attacchi chimici da parte di un'ampia gamma di agenti aggressivi. media.Questo perché offrono una resistenza chimica e una stabilità termica sostanzialmente migliori rispetto ad altre plastiche o materiali elastomerici.
Dopo lo sviluppo del PTFE, nel 1960 l’introduzione dell’etilene-propilene fluorurato processabile allo stato fuso (FEP) ha aperto aree di applicazione completamente nuove.Il PFA, un polimero perfluoro-alcossi utilizzato con successo da 20 anni come materiale di rivestimento, è ora il successore termoplastico del PTFE, con resistenza termica e chimica equivalente e proprietà superiori in termini di lavorabilità, traslucenza, resistenza alla permeazione e resistenza meccanica .
Nell’industria chimica entrambi i fluoropolimeri – PTFE e PFA – vengono utilizzati principalmente sotto forma di rivestimenti.Per forme semplici, come tubi, curve, raccordi a T o giunti di riduzione, viene generalmente utilizzato il PTFE;si applica mediante estrusione di pasta, estrusione a pistone o avvolgimento di nastro.In questi processi viene realizzata una preforma di PTFE;questo viene poi sinterizzato ed inserito nel pezzo metallico.L'utilizzo del PTFE per il rivestimento di parti metalliche di forma complicata, come valvole e pompe, è più difficile.Lo stampaggio isostatico è quindi il metodo preferito.In questo caso la polvere di PTFE viene riempita nello spazio creato tra il pezzo di metallo e un sacchetto di gomma appositamente realizzato per adattarsi alla forma dell'area da rivestire.La polvere viene precompressa, quindi pressata a freddo nella forma desiderata.Infine, il sacchetto di gomma viene rimosso e la parte rivestita viene sinterizzata in un forno a oltre 360°C (680°F).
Il PFA, materiale termoplastico con punto di fusione ben definito, può essere lavorato mediante stampaggio a trasferimento o stampaggio ad iniezione.Il granulato viene fuso in un crogiolo o nell'estrusore e poi forzato nell'utensile caldo tramite una pressa idraulica.
Questo metodo consente di ottenere spessori delle pareti molto precisi, con tolleranze di ?0,5 mm, anche con raggi stretti e nei sottosquadri.Praticamente non è necessaria alcuna finitura meccanica, se non per rimuovere il canale di colata e levigare le facce di accoppiamento delle flange.
Quando si utilizza lo stampaggio isostatico, invece, sono necessarie notevoli rifiniture meccaniche – a seconda del grado di complessità della forma da riempire – per ottenere con precisione le dimensioni desiderate.
L'uniformità dello spessore della parete può variare maggiormente, soprattutto nel caso di forme più complicate come gli alloggiamenti delle valvole.
Assorbimento e permeazione
A differenza dei metalli, la plastica e gli elastomeri assorbono quantità variabili dei mezzi con cui entrano in contatto.Questo è spesso il caso dei composti organici.L'assorbimento può essere seguito dalla permeazione attraverso il rivestimento della parete.Anche se questo fenomeno si osserva raramente con i fluoropolimeri, può essere contrastato aumentando lo spessore della parete o installando dispositivi per scaricare lo spazio tra il rivestimento in fluoropolimero e la parete metallica.È stato chiaramente dimostrato che per quanto riguarda la permeazione e l'assorbimento, i fluoropolimeri sottoposti a processo di fusione come il PFA mostrano proprietà barriera migliori rispetto al PTFE.
Resistenza al vuoto
La resistenza al vuoto è necessaria perché, nei sistemi chiusi del tipo ampiamente utilizzato nei processi chimici, un calo di temperatura crea un vuoto nel sistema, a meno che non stia già funzionando al di sotto della pressione atmosferica.Quando si utilizza il PFA è relativamente semplice ottenere un'adeguata resistenza al vuoto per il rivestimento.Solitamente il rivestimento è ?ancorato?alla parete metallica mediante ?coda di rondine?scanalature o canali nel
più recente.
Con il granulato di PTFE formato a freddo, è più difficile ottenere un solido ancoraggio del rivestimento nella parete metallica poiché sarebbero necessari canali relativamente grandi per consentire alla polvere di PTFE di fluire nelle scanalature.Più tipicamente, quindi, vengono utilizzati agenti leganti tra il rivestimento in PTFE e l'alloggiamento metallico.Tuttavia, a causa delle caratteristiche antiadesive dei fluoropolimeri e della limitata resistenza termica degli agenti leganti, il PTFE mostra solo una limitata resistenza al vuoto.
Il controllo di qualità previene crepe e vuoti
Con i rivestimenti in PTFE e PFA viene misurata la rigidità dielettrica per identificare i guasti.Questo metodo individua in modo affidabile crepe e vuoti che attraversano tutto il materiale ma, a causa della ben nota elevata resistività dei fluoropolimeri, non indica eventuali difetti che iniziano 1,5 mm o più sotto la superficie (fig. 5) .
Per questo motivo possono essere applicati anche ulteriori test con metodi ultrasonici.Questo test misura la distanza dalla superficie del rivestimento all'alloggiamento metallico.Tuttavia, non è affidabile perché non fornisce il reale spessore del rivestimento quando sono presenti vuoti o porosità.Inoltre, questo metodo non è pratico da impiegare su parti piccole o forme piccole e complicate con sottosquadri e raggi stretti.
Un altro metodo per verificare la presenza di difetti superficiali come crepe e vuoti è il cosiddetto ?Met-L-Check?metodo colorante penetrante.Ma questo metodo si limita a rilevare solo i difetti superficiali.
Struttura chimica
Il PFA, che è traslucente, può essere controllato otticamente in modo affidabile.Crepe e vuoti sotto la superficie possono essere resi visibili con adeguate sorgenti luminose.I punti difficilmente accessibili del rivestimento possono essere esaminati utilizzando lampade a luce fredda e guide luminose in fibra flessibile.
Confronti dei costi per i rivestimenti
In termini di prezzo delle materie prime, il PFA costa circa tre volte di più del PTFE.
Questo inconveniente può tuttavia essere compensato o notevolmente ridotto, in funzione di fattori quali la forma da rivestire, la sua dimensione, il numero di pezzi da rivestire e il metodo di lavorazione adottato.Ciò è possibile perché il PFA non richiede né la preparazione manuale del processo né la lavorazione di finitura con corrispondenti perdite di materiale.
Si sconsiglia l'uso del PFA per il rivestimento di pezzi molto grandi, poiché l'elevato costo del materiale renderebbe il pezzo troppo costoso.Altro punto da tenere presente è il costo degli strumenti, che non vengono ammortizzati
quando è necessario rivestire solo un numero limitato di parti.Inoltre, esistono limiti pratici al peso del materiale iniettato che le macchine per stampaggio sono in grado di gestire.
Conclusioni
Più di 20 anni di esperienza con rivestimenti per varie parti, ad esempio corpi di valvole e pompe, hanno dimostrato che il PFA presenta numerosi vantaggi quando i requisiti principali sono un'elevata resistenza termica e chimica.
Lo spessore preciso e uniforme della parete che è possibile ottenere con il PFA rappresenta un grande vantaggio, soprattutto quando si lavora con materiali che hanno una forte tendenza a diffondere.
L'esperienza pratica ha inoltre dimostrato che il PFA offre proprietà barriera migliori rispetto al PTFE.
I produttori di bromo riferiscono, ad esempio, che la profondità di penetrazione del bromo nel PFA è circa un terzo inferiore a quella del PTFE, a parità di condizioni operative come tempo, temperatura e pressione.
Il PTFE, d'altro canto, è ancora ampiamente utilizzato per componenti di valvole chimiche e altre apparecchiature per il trattamento chimico dove è richiesta resistenza alla fatica da flessione.
Esempi tipici di tali applicazioni sono i soffietti, nonché i diaframmi nelle valvole e nelle pompe.
Per anelli di sedi, otturatori, guarnizioni e parti simili, il PTFE è un materiale adatto ed economico.
Una tendenza recente per parti come queste è quella di utilizzare il PTFE modificato, poiché la sua stabilità dimensionale e la sua durezza sono superiori a quelle del PTFE standard.
Tag:PTFE,PFA,PTFE vs PFA
Orario di pubblicazione: 01-apr-2017