В продължение на няколко години флуорополимерите играят важна роля в химическата и подобни индустрии за защита на растенията и оборудването срещу химическа атака от широк спектър от агресивни среди.Това е така, защото те предлагат значително по-добра химическа устойчивост и термична стабилност в сравнение с други пластмаси или еластомерни материали. В продължение на няколко години флуорополимерите играят важна роля в химическата и подобни индустрии за защита на растенията и оборудването от химическа атака от широк спектър от агресивни медии.Това е така, защото те предлагат значително по-добра химическа устойчивост и термична стабилност от други пластмаси или еластомерни материали.
След разработването на PTFE, въвеждането на флуориран етилен-пропилен (FEP) през 1960 г., който може да се преработи в стопилка, отвори изцяло нови области на приложение.PFA, перфлуоро-алкокси полимер, който се използва успешно от 20 години като облицовъчен материал, сега е термопластичен наследник на PTFE, с еквивалентна термична и химическа устойчивост и превъзходни свойства по отношение на обработваемост, полупрозрачност, устойчивост на проникване и механична якост .
В химическата промишленост и двата флуорополимера – PTFE и PFA – се използват главно под формата на облицовки.За прости форми, като тръби, колена, Т-образни части или редукционни съединения, обикновено се използва PTFE;нанася се с помощта на пастообразна екструзия, трамбовка или навиване на лента.При тези процеси се прави предварителна форма от PTFE;след това се синтерова и се вкарва в металния детайл.Използването на PTFE за облицовка на метални части със сложна форма, като клапани и помпи, е по-трудно.Тогава изостатичното формоване е предпочитаният метод.В този PTFE прах се напълва в пространството, създадено между металния детайл и гумена торба, която е специално направена, за да пасне на формата на зоната, която ще бъде облицована.Прахът е предварително пресован, след това студено пресован в желаната форма.Накрая, гумената торбичка се отстранява и покритата част се синтерова в пещ при над 360°C (680°F).
PFA, термопластичен материал с добре дефинирана точка на топене, може да се обработва чрез трансферно формоване или леене под налягане.Гранулатът се разтопява в съд за топене или в екструдера и след това се вкарва в горещия инструмент чрез хидравлична преса.
Този метод позволява да се постигнат много прецизни дебелини на стените с допустими отклонения от ?0,5 mm, дори при малки радиуси и подрязвания.На практика не е необходимо механично довършване, освен премахване на леяк и изглаждане на съединителните повърхности на фланците.
При използване на изостатично формоване обаче е необходимо значително количество механична обработка – в зависимост от степента на сложност на формата, която трябва да се запълни – за постигане на желаните размери с точност.
Равномерността на дебелината на стената може да варира повече, особено в случай на по-сложни форми като корпуси на вентили.
Абсорбция и проникване
За разлика от металите, пластмасите и еластомерите абсорбират различни количества от средата, с която влизат в контакт.Това често се случва с органичните съединения.Абсорбцията може да бъде последвана от проникване през облицовката на стената.Въпреки че това рядко се наблюдава при флуорополимерите, то може да се противодейства чрез увеличаване на дебелината на стената или чрез инсталиране на устройства за изчерпване на пространството между флуорополимерната облицовка и металната стена.Ясно е показано, че по отношение на проникването и абсорбцията, обработените чрез стопяване флуорополимери като PFA показват по-добри бариерни свойства от PTFE.
Устойчивост на вакуум
Необходима е устойчивост на вакуум, тъй като в затворени системи от вида, който се използва широко в химическата обработка, спадът на температурата създава вакуум в системата, освен ако тя вече не работи под атмосферно налягане.При използване на PFA е сравнително лесно да се постигне подходяща устойчивост на вакуум за облицовката.Обикновено подплатата е ?закотвена?към металната стена чрез ?лястовича опашка?жлебове или канали в
последно.
С PTFE гранулат, който е бил студено формован, е по-трудно да се постигне здраво закрепване на облицовката в металната стена, тъй като ще са необходими относително големи канали, за да се позволи на PTFE праха да потече в жлебовете.Следователно по-типично се използват свързващи агенти между PTFE облицовката и металния корпус.Въпреки това, поради антиадхезивните характеристики на флуорополимерите и ограничената термична устойчивост на свързващите агенти, PTFE показва само ограничена устойчивост на вакуум.
Контролът на качеството предотвратява пукнатини и кухини
При облицовките от PTFE и PFA диелектричната якост се измерва, за да се идентифицират грешките.Този метод надеждно открива пукнатини и кухини, които преминават през целия материал, но поради добре известното високо съпротивление на флуорополимерите, той не показва никакви дефекти, които започват 1,5 mm или повече под повърхността (фиг. 5) .
Поради тази причина могат да се приложат и допълнителни тестове с ултразвукови методи.Този тест измерва разстоянието от повърхността на облицовката до металния корпус.Въпреки това, той е ненадежден, защото не осигурява истинската дебелина на облицовката, когато има кухина или порьозност.В допълнение, този метод е непрактичен за използване върху малки части или малки сложни форми с подрязвания и тесни радиуси.
Друг метод за проверка за повърхностни дефекти като пукнатини и кухини е с така наречената ?Met-L-Check?метод на проникване на багрилото.Но този метод е ограничен само до откриване на повърхностни дефекти.
Химическа структура
PFA, който е полупрозрачен, може надеждно да се провери оптично.Пукнатини и празнини под повърхността могат да бъдат направени видими с подходящи източници на светлина.Труднодостъпни места в облицовката могат да бъдат изследвани с помощта на лампи със студена светлина и гъвкави влакнести световоди.
Сравнение на разходите за облицовки
По отношение на цените на суровините PFA струва приблизително три пъти повече от PTFE.
Този недостатък обаче може да бъде компенсиран или значително намален в зависимост от фактори като формата за облицоване, нейния размер, броя на детайлите за облицоване и възприетия метод на обработка.Това е възможно, тъй като PFA не изисква нито ръчна подготовка на процеса, нито крайна обработка със съответните загуби на материал.
Използването на PFA за облицоване на много големи части не се препоръчва, тъй като високата цена на материала би направила детайла твърде скъп.Друг момент, който трябва да имате предвид, е цената на инструментите, които не се амортизират
когато само малък брой части трябва да бъдат облицовани.Освен това съществуват практически ограничения за теглото на шприцвания материал, с който формовъчните машини могат да се справят.
Изводи
Повече от 20 години опит с облицовки за различни части, например корпуси на клапани и помпи, показаха, че PFA има многобройни предимства, когато основните изисквания са висока термична и химическа устойчивост.
Точната и равномерна дебелина на стената, която може да се постигне с PFA, е основно предимство, особено при работа с медии, които имат силна тенденция към дифузия.
Практическият опит също показва, че PFA осигурява по-добри бариерни свойства от PTFE.
Производителите на бром съобщават например, че дълбочината на проникване на брома в PFA е около една трета по-малка, отколкото в PTFE, когато работните условия като време, температура и налягане са еднакви.
PTFE, от друга страна, все още се използва широко за компоненти на химически клапани и друго оборудване за химическа обработка, където се изисква устойчивост на умора при огъване.
Типични примери за такива приложения са силфони, както и диафрагми във вентили и помпи.
За седалкови пръстени, тапи, уплътнения и подобни части PTFE е подходящ и икономичен материал.
Скорошна тенденция за части като тези е да се използва модифициран PTFE, тъй като неговата стабилност на размерите и твърдост са по-добри от тези на стандартния PTFE.
Етикети: PTFE, PFA, PTFE срещу PFA
Време на публикуване: 01.04.2017 г