Fluorpolymeren spelen al een aantal jaren een belangrijke rol in de chemische en soortgelijke industrieën bij het beschermen van fabrieken en apparatuur tegen chemische aanvallen door een breed scala aan agressieve media.Dit komt omdat ze een aanzienlijk betere chemische weerstand en thermische stabiliteit bieden dan andere kunststoffen of elastomere materialen. Fluorpolymeren hebben een aantal jaren een belangrijke rol gespeeld in de chemische en soortgelijke industrieën om fabrieken en apparatuur te beschermen tegen chemische aantasting door een breed scala aan agressieve stoffen. media.Dit komt omdat ze een aanzienlijk betere chemische weerstand en thermische stabiliteit bieden dan andere kunststoffen of elastomere materialen.
Na de ontwikkeling van PTFE opende de introductie van in de smelt verwerkbaar gefluoreerd ethyleen-propyleen (FEP) in 1960 geheel nieuwe toepassingsgebieden.PFA, een perfluoralkoxypolymeer dat al 20 jaar succesvol wordt gebruikt als bekledingsmateriaal, is nu een thermoplastische opvolger van PTFE, met gelijkwaardige thermische en chemische weerstand en superieure eigenschappen met betrekking tot verwerkbaarheid, doorschijnendheid, permeatieweerstand en mechanische sterkte .
In de chemische industrie worden beide fluorpolymeren – PTFE en PFA – vooral gebruikt in de vorm van bekledingen.Voor eenvoudige vormen, zoals buizen, bochten, T-stukken of reductieverbindingen wordt doorgaans PTFE gebruikt;het wordt aangebracht door middel van pasta-extrusie, ram-extrusie of tape-wikkeling.Bij deze processen wordt een voorvorm gemaakt van het PTFE;dit wordt vervolgens gesinterd en in het metalen werkstuk gestoken.Het gebruik van PTFE voor het bekleden van metalen onderdelen met een ingewikkelde vorm, zoals kleppen en pompen, is moeilijker.Isostatisch vormen heeft dan de voorkeur.Hierin wordt PTFE-poeder aangebracht in de ruimte die ontstaat tussen het metalen werkstuk en een rubberen zak die speciaal is gemaakt om te passen in de vorm van het te bekleden gebied.Het poeder wordt voorgecomprimeerd en vervolgens koud geperst in de gewenste vorm.Ten slotte wordt de rubberen zak verwijderd en wordt het beklede deel in een oven bij een temperatuur van meer dan 360 °C (680 °F) gesinterd.
PFA, een thermoplastisch materiaal met een goed gedefinieerd smeltpunt, kan worden verwerkt door middel van transfermolding of spuitgieten.Het granulaat wordt gesmolten in een smeltpot of in de extruder en vervolgens door een hydraulische pers in het hete gereedschap geperst.
Met deze methode kunnen zeer nauwkeurige wanddiktes worden bereikt, met toleranties van ?0,5 mm, zelfs bij kleine radiussen en in ondersnijdingen.Er is vrijwel geen mechanische afwerking nodig, behalve het verwijderen van de aanspuiting en het gladmaken van de pasvlakken van flenzen.
Bij isostatisch gieten is echter – afhankelijk van de mate van complexiteit van de te vullen vorm – een aanzienlijke hoeveelheid mechanische afwerking nodig om met precisie de gewenste afmetingen te bereiken.
De gelijkmatigheid van de wanddikte kan meer variëren, vooral bij ingewikkeldere vormen zoals klephuizen.
Absorptie en permeatie
In tegenstelling tot metalen absorberen kunststoffen en elastomeren verschillende hoeveelheden van de media waarmee ze in contact komen.Dit is vaak het geval bij organische verbindingen.Absorptie kan worden gevolgd door permeatie door de wandbekleding.Hoewel dit bij fluorpolymeren zelden wordt waargenomen, kan dit worden tegengegaan door een grotere wanddikte of door voorzieningen te installeren om de ruimte tussen de fluorpolymeerbekleding en de metalen wand af te zuigen.Er is duidelijk aangetoond dat met betrekking tot permeatie en absorptie in de smelt verwerkte fluorpolymeren zoals PFA betere barrière-eigenschappen vertonen dan PTFE.
Vacuüm weerstand
Vacuümweerstand is nodig omdat in gesloten systemen, zoals die veel worden gebruikt bij chemische processen, een temperatuurdaling een vacuüm in het systeem creëert, tenzij het al onder de atmosferische druk werkt.Bij gebruik van PFA is het relatief eenvoudig om voldoende vacuümweerstand voor de voering te bereiken.Meestal is de voering ?verankerd?aan de metalen wand door middel van ?zwaluwstaart?groeven of kanalen in de
laatstgenoemd.
Bij koudgevormd PTFE-granulaat is het lastiger om een goede verankering van de bekleding in de metalen wand te realiseren, omdat er relatief grote kanalen nodig zouden zijn om het PTFE-poeder in de groeven te laten stromen.Typischer worden daarom hechtmiddelen gebruikt tussen de PTFE-voering en de metalen behuizing.Vanwege de antikleefeigenschappen van fluorpolymeren en de beperkte thermische weerstand van de bindmiddelen vertoont PTFE echter slechts een beperkte vacuümweerstand.
Kwaliteitscontrole voorkomt scheuren en holtes
Bij PTFE- en PFA-voeringen wordt de diëlektrische sterkte gemeten om fouten te identificeren.Deze methode lokaliseert op betrouwbare wijze scheuren en holtes die helemaal door het materiaal gaan, maar vanwege de bekende hoge soortelijke weerstand van fluorpolymeren geeft deze geen fouten aan die 1,5 mm of meer onder het oppervlak beginnen (fig. 5). .
Om deze reden kunnen ook verdere tests met ultrasone methoden worden toegepast.Deze test meet de afstand van het oppervlak van de voering tot de metalen behuizing.Het is echter onbetrouwbaar omdat het niet de werkelijke dikte van de voering geeft wanneer er een holte of porositeit aanwezig is.Bovendien is deze methode onpraktisch om toe te passen op kleine onderdelen of kleine gecompliceerde vormen met ondersnijdingen en kleine radiussen.
Een andere methode om te controleren op oppervlaktedefecten zoals scheuren en holtes is met de zogenaamde ?Met-L-Check?kleurstofpenetrante methode.Maar deze methode is beperkt tot het detecteren van alleen oppervlaktedefecten.
Chemische structuur
PFA, dat doorschijnend is, kan op betrouwbare wijze optisch worden gecontroleerd.Scheuren en holtes onder het oppervlak kunnen met geschikte lichtbronnen zichtbaar worden gemaakt.Met koudlichtlampen en flexibele vezellichtgeleiders kunnen moeilijk bereikbare plaatsen in de bekleding worden onderzocht.
Kostenvergelijkingen voor voeringen
Qua grondstofprijzen kost PFA grofweg drie keer zoveel als PTFE.
Dit nadeel kan echter worden gecompenseerd of sterk worden verminderd, afhankelijk van factoren zoals de vorm die moet worden bekleed, de grootte ervan, het aantal te bekleden werkstukken en de toegepaste verwerkingsmethode.Dit is mogelijk omdat PFA geen handmatige procesvoorbereiding of nabewerking met bijbehorende materiaalverliezen vereist.
Het gebruik van PFA voor het bekleden van zeer grote onderdelen wordt niet aanbevolen, omdat de hoge materiaalkosten het onderdeel te duur zouden maken.Een ander punt waarmee u rekening moet houden, zijn de kosten van gereedschappen, die niet worden afgeschreven
wanneer slechts kleine aantallen onderdelen moeten worden bekleed.Bovendien zijn er praktische grenzen aan het gewicht van het geïnjecteerde materiaal dat vormmachines kunnen verwerken.
Conclusies
Ruim 20 jaar ervaring met bekledingen voor diverse onderdelen, bijvoorbeeld klep- en pomphuizen, heeft aangetoond dat PFA tal van voordelen biedt wanneer hoge thermische en chemische bestendigheid de belangrijkste eisen zijn.
De nauwkeurige en gelijkmatige wanddikte die met PFA kan worden bereikt, is een groot voordeel, vooral bij het werken met media die sterk de neiging hebben te diffunderen.
Uit praktijkervaring is ook gebleken dat PFA betere barrière-eigenschappen geeft dan PTFE.
Broomfabrikanten melden bijvoorbeeld dat de penetratiediepte van broom in PFA ongeveer een derde minder is dan in PTFE, wanneer bedrijfsomstandigheden zoals tijd, temperatuur en druk hetzelfde zijn.
PTFE wordt daarentegen nog steeds veel gebruikt voor componenten van chemische kleppen en andere chemische verwerkingsapparatuur waar weerstand tegen buigvermoeidheid vereist is.
Typische voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn balgen, maar ook membranen in kleppen en pompen.
Voor zittingringen, pluggen, afdichtingen en soortgelijke onderdelen is PTFE een geschikt en economisch materiaal.
Een recente trend voor dit soort onderdelen is het gebruik van gemodificeerd PTFE, omdat de maatvastheid en hardheid ervan superieur zijn aan die van standaard PTFE.
Tags:PTFE,PFA,PTFE versus PFA
Posttijd: 01 april 2017