Under ett antal år har fluorpolymerer spelat en betydande roll i den kemiska och liknande industrier för att skydda anläggningar och utrustning mot kemiska angrepp av ett brett spektrum av aggressiva medier.Detta beror på att de erbjuder avsevärt bättre kemisk beständighet och termisk stabilitet än andra plaster eller elastomeriska material. Under ett antal år har fluorpolymerer spelat en betydande roll i den kemiska och liknande industrier för att skydda anläggningar och utrustning mot kemiska angrepp av ett brett spektrum av aggressiva media.Detta beror på att de erbjuder avsevärt bättre kemisk beständighet och termisk stabilitet än andra plaster eller elastomera material.
Efter utvecklingen av PTFE öppnade introduktionen av smältbearbetbar fluorerad etylen-propylen (FEP) 1960 helt nya användningsområden.PFA, en perfluoralkoxipolymer som har använts framgångsrikt i 20 år som fodermaterial, är nu en termoplastisk efterföljare till PTFE, med likvärdig termisk och kemisk beständighet och överlägsna egenskaper med avseende på bearbetbarhet, genomskinlighet, genomträngningsbeständighet och mekanisk hållfasthet .
Inom den kemiska industrin används båda fluorpolymererna – PTFE och PFA – främst i form av foder.För enkla former, såsom rör, böjar, T-stycken eller reduktionsskarvar, används vanligtvis PTFE;den appliceras med hjälp av pastaextrudering, ramsträngsprutning eller tejplindning.I dessa processer görs en förform av PTFE;detta sintras sedan och sätts in i metallarbetsstycket.Att använda PTFE för foder av metalldelar med komplicerad form, såsom ventiler och pumpar, är svårare.Isostatisk formning är då den föredragna metoden.I detta PTFE-pulver fylls utrymmet som skapas mellan metallarbetsstycket och en gummipåse som är speciellt gjord för att passa in i formen på området som ska fodras.Pulvret förkomprimeras och kallpressas sedan till önskad form.Slutligen tas gummipåsen bort och den fodrade delen sintras i en ugn vid över 360°C (680°F).
PFA, ett termoplastiskt material med en väldefinierad smältpunkt, kan bearbetas med hjälp av transferformning eller formsprutning.Granulatet smälts i en smältdegel eller i extrudern och pressas sedan in i det varma verktyget av en hydraulisk press.
Denna metod gör det möjligt att uppnå mycket exakta väggtjocklekar, med toleranser på ?0,5 mm, även vid snäva radier och i underskärningar.Praktiskt taget ingen mekanisk efterbehandling behövs, förutom för att ta bort inloppet och för att jämna ut flänsarnas motverkande ytor.
När man använder isostatisk formning krävs dock en avsevärd mängd mekanisk efterbehandling – beroende på graden av komplikation av formen som ska fyllas – för att uppnå önskade dimensioner med precision.
Jämnheten i väggtjockleken kan variera mer, speciellt vid mer komplicerade former som ventilhus.
Absorption och permeation
Till skillnad från metaller absorberar plaster och elastomerer olika mängder av media som de kommer i kontakt med.Detta är ofta fallet med organiska föreningar.Absorption kan följas av permeation genom väggbeklädnaden.Även om detta sällan observeras med fluorpolymerer, kan det motverkas av en ökad väggtjocklek eller genom att installera anordningar för att tömma utrymmet mellan fluorpolymerfodret och metallväggen.Det har tydligt visat sig att med avseende på permeation och absorption uppvisar smältbearbetade fluorpolymerer såsom PFA bättre barriäregenskaper än PTFE.
Vakuummotstånd
Vakuumbeständighet behövs eftersom, i slutna system av det slag som ofta används vid kemisk bearbetning, en temperatursänkning skapar ett vakuum i systemet, om det inte redan arbetar under atmosfärstryck.När man använder PFA är det relativt enkelt att uppnå tillräckligt vakuummotstånd för fodret.Vanligtvis är fodret ?förankrat?till metallväggen med hjälp av ?duvstjärt?spår eller kanaler i
senare.
Med PTFE-granulat som har kallformats är det svårare att uppnå en sund förankring av fodret i metallväggen då relativt stora kanaler skulle behövas för att PTFE-pulvret ska kunna rinna in i spåren.Mer typiskt används därför bindemedel mellan PTFE-fodret och metallhöljet.På grund av de antividhäftande egenskaperna hos fluorpolymerer och bindemedlens begränsade termiska beständighet uppvisar PTFE dock endast begränsad vakuumbeständighet.
Kvalitetskontroll förhindrar sprickor och tomrum
Med PTFE- och PFA-foder mäts den dielektriska hållfastheten för att identifiera fel.Denna metod identifierar tillförlitligt sprickor och hålrum som går hela vägen genom materialet, men på grund av den välkända höga resistiviteten hos fluorpolymerer indikerar den inte några fel som börjar 1,5 mm eller mer under ytan (fig. 5). .
Av denna anledning kan ytterligare tester med ultraljudsmetoder också tillämpas.Detta test mäter avståndet från fodrets yta till metallhöljet.Det är emellertid opålitligt eftersom det inte ger den verkliga fodertjockleken när ett tomrum eller porositet är närvarande.Dessutom är denna metod opraktisk att använda på små delar eller små komplicerade former med underskärningar och snäva radier.
En annan metod för att kontrollera ytdefekter som sprickor och hålrum är med den så kallade ?Met-L-Check?färgpenetrerande metod.Men denna metod är begränsad till att endast upptäcka ytdefekter.
Kemisk struktur
PFA, som är genomskinligt, kan tillförlitligt kontrolleras optiskt.Sprickor och hålrum under ytan kan synliggöras med lämpliga ljuskällor.Svårt tillgängliga platser i fodret kan undersökas med hjälp av kallljuslampor och flexibla fiberljusledare.
Kostnadsjämförelser för foder
Sett till råvarupriserna kostar PFA ungefär tre gånger så mycket som PTFE.
Denna nackdel kan emellertid kompenseras eller avsevärt reduceras, som en funktion av faktorer såsom formen som ska fodras, dess storlek, antalet arbetsstycken som ska fodras och vilken bearbetningsmetod som används.Detta är möjligt eftersom PFA varken kräver manuell processförberedelse eller efterbearbetning med motsvarande materialförluster.
Användningen av PFA för att fodra mycket stora delar rekommenderas inte, eftersom den höga materialkostnaden skulle göra delen för dyr.En annan punkt att tänka på är kostnaden för verktyg, som inte skrivs av
när endast ett fåtal delar ska fodras.Dessutom finns det praktiska gränser för vikten av insprutat material som formmaskiner kan hantera.
Slutsatser
Mer än 20 års erfarenhet av foder för olika delar, t ex ventil- och pumphus, har visat att PFA har många fördelar när hög termisk och kemisk beständighet är huvudkraven.
Den exakta och jämna väggtjockleken som kan uppnås med PFA är en stor fördel, speciellt när man arbetar med media som har en stark tendens att diffundera.
Praktisk erfarenhet har också visat att PFA ger bättre barriäregenskaper än PTFE.
Bromtillverkare rapporterar till exempel att inträngningsdjupet för brom i PFA är cirka en tredjedel mindre än i PTFE, när driftförhållandena som tid, temperatur och tryck är desamma.
PTFE, å andra sidan, används fortfarande i stor utsträckning för komponenter i kemiska ventiler och annan kemisk processutrustning där motståndskraft mot flexutmattning krävs.
Typiska exempel på sådana applikationer är bälgar samt membran i ventiler och pumpar.
För sätesringar, pluggar, tätningar och liknande delar är PTFE ett lämpligt och ekonomiskt material.
En ny trend för delar som dessa är att använda modifierad PTFE, eftersom dess dimensionella stabilitet och hårdhet är överlägsen standard PTFE.
Taggar:PTFE,PFA,PTFE vs PFA
Posttid: 2017-01-01