I en årrække har fluorpolymerer spillet en væsentlig rolle i den kemiske og lignende industri for at beskytte anlæg og udstyr mod kemiske angreb fra en bred vifte af aggressive medier.Dette skyldes, at de tilbyder væsentligt bedre kemisk resistens og termisk stabilitet end andre plast- eller elastomere materialer. I en årrække har fluorpolymerer spillet en væsentlig rolle i den kemiske og lignende industri for at beskytte anlæg og udstyr mod kemiske angreb fra en bred vifte af aggressive medier.Dette skyldes, at de tilbyder væsentligt bedre kemisk resistens og termisk stabilitet end andre plast- eller elastomere materialer.
Efter udviklingen af PTFE åbnede introduktionen af smelteforarbejdelig fluoreret ethylen-propylen (FEP) i 1960 helt nye anvendelsesområder.PFA, en perfluoralkoxypolymer, som har været i succesfuld brug i 20 år som foringsmateriale, er nu en termoplastisk efterfølger til PTFE, med tilsvarende termisk og kemisk resistens og overlegne egenskaber med hensyn til forarbejdelighed, gennemskinnelighed, gennemtrængningsmodstand og mekanisk styrke .
I den kemiske industri anvendes begge fluorpolymerer – PTFE og PFA – hovedsageligt i form af foringer.Til simple former, såsom rør, bøjninger, T-stykker eller reduktionssamlinger, anvendes generelt PTFE;det påføres ved hjælp af pastaekstrudering, ramekstrudering eller tapevikling.I disse processer fremstilles en præform af PTFE;denne sintres derefter og indsættes i metalemnet.Det er vanskeligere at bruge PTFE til beklædning af metaldele af kompliceret form, såsom ventiler og pumper.Isostatisk støbning er da den foretrukne metode.I dette PTFE-pulver fyldes det mellemrum, der skabes mellem metalemnet og en gummipose, som er specielt lavet til at passe ind i formen på det område, der skal fores.Pulveret er forkomprimeret, derefter koldpresset til den ønskede form.Til sidst fjernes gummiposen, og den forede del sintres i en ovn ved over 360°C (680°F).
PFA, et termoplastisk materiale med et veldefineret smeltepunkt, kan forarbejdes ved hjælp af transferstøbning eller sprøjtestøbning.Granulatet smeltes i en smeltedigel eller i ekstruderen og presses derefter ind i det varme værktøj af en hydraulisk presse.
Denne metode gør det muligt at opnå meget præcise vægtykkelser med tolerancer på ?0,5 mm, selv ved snævre radier og i underskæringer.Der kræves praktisk talt ingen mekanisk efterbehandling, undtagen for at fjerne indløbet og at udglatte flangernes sammenfaldende flader.
Ved anvendelse af isostatisk støbning kræves der dog en betydelig mængde mekanisk efterbehandling – afhængigt af graden af komplikation af den form, der skal udfyldes – for at opnå de ønskede dimensioner med præcision.
Vægtykkelsens jævnhed kan variere mere, især ved mere komplicerede former, såsom ventilhuse.
Absorption og permeation
I modsætning til metaller absorberer plast og elastomerer forskellige mængder af de medier, som de kommer i kontakt med.Dette er ofte tilfældet med organiske forbindelser.Absorption kan efterfølges af permeation gennem vægbeklædningen.Selvom dette sjældent observeres med fluorpolymerer, kan det modvirkes af en øget vægtykkelse eller ved at installere enheder til at udtømme rummet mellem fluorpolymerforingen og metalvæggen.Det er tydeligt blevet vist, at med hensyn til permeation og absorption udviser smelteforarbejdede fluorpolymerer, såsom PFA, bedre barriereegenskaber end PTFE.
Vakuum modstand
Vakuummodstand er nødvendig, fordi i lukkede systemer af den art, der i vid udstrækning anvendes i kemisk forarbejdning, skaber et temperaturfald et vakuum i systemet, medmindre det allerede arbejder under atmosfæretryk.Ved brug af PFA er det relativt enkelt at opnå tilstrækkelig vakuummodstand for foringen.Normalt er foringen ?forankret?til metalvæggen ved hjælp af ?duehale?riller eller kanaler i
sidstnævnte.
Med PTFE-granulat, der er blevet koldformet, er det vanskeligere at opnå en forsvarlig forankring af beklædningen i metalvæggen, da der vil være behov for relativt store kanaler for at lade PTFE-pulveret strømme ind i rillerne.Mere typisk anvendes derfor bindemidler mellem PTFE-foringen og metalhuset.På grund af fluorpolymerernes anti-adhæsive egenskaber og bindemidlernes begrænsede termiske modstand viser PTFE kun begrænset vakuummodstand.
Kvalitetskontrol forhindrer revner og hulrum
Med PTFE- og PFA-foringer måles den dielektriske styrke for at identificere fejl.Denne metode lokaliserer pålideligt revner og hulrum, der går hele vejen gennem materialet, men på grund af den velkendte høje resistivitet af fluorpolymerer indikerer den ikke nogen fejl, der starter 1,5 mm eller mere under overfladen (fig. 5). .
Af denne grund kan yderligere test ved hjælp af ultralydsmetoder også anvendes.Denne test måler afstanden fra overfladen af foringen til metalhuset.Den er dog upålidelig, fordi den ikke giver den sande foringstykkelse, når der er et hulrum eller porøsitet.Derudover er denne metode upraktisk at anvende på små dele eller små komplicerede former med underskæringer og snævre radier.
En anden metode til at kontrollere for overfladedefekter såsom revner og hulrum er med den såkaldte ?Met-L-Check?farvestof penetrerende metode.Men denne metode er begrænset til kun at opdage overfladefejl.
Kemisk struktur
PFA, som er gennemskinnelig, kan pålideligt kontrolleres optisk.Revner og hulrum under overfladen kan synliggøres med egnede lyskilder.Svært tilgængelige steder i foringen kan undersøges ved hjælp af koldlyslamper og fleksible fiberlysledere.
Omkostningssammenligninger for foringer
I forhold til råvarepriser koster PFA cirka tre gange så meget som PTFE.
Denne ulempe kan imidlertid kompenseres eller reduceres kraftigt, som en funktion af faktorer såsom den form, der skal fores, dens størrelse, antallet af emner, der skal fores, og den anvendte bearbejdningsmetode.Dette er muligt, fordi PFA hverken kræver manuel procesforberedelse eller færdigbearbejdning med tilsvarende materialetab.
Det anbefales ikke at bruge PFA til beklædning af meget store dele, da de høje materialeomkostninger ville gøre delen for dyr.Et andet punkt, der skal huskes, er omkostningerne til værktøjer, som ikke afskrives
når kun et lille antal dele skal fores.Ydermere er der praktiske grænser for vægten af indsprøjtet materiale, som støbemaskiner er i stand til at håndtere.
Konklusioner
Mere end 20 års erfaring med foringer til forskellige dele, fx ventil- og pumpehuse, har vist, at PFA har adskillige fordele, når høj termisk og kemisk resistens er hovedkravene.
Den nøjagtige og jævne vægtykkelse, der kan opnås med PFA, er en stor fordel, især når man arbejder med medier, der har en stærk tendens til at diffundere.
Praktiske erfaringer har også vist, at PFA giver bedre barriereegenskaber end PTFE.
Bromproducenter rapporterer f.eks., at indtrængningsdybden for brom i PFA er omkring en tredjedel mindre end i PTFE, når driftsbetingelser som tid, temperatur og tryk er de samme.
PTFE er på den anden side stadig meget brugt til komponenter i kemiske ventiler og andet kemisk procesudstyr, hvor der kræves modstandsdygtighed over for flextræthed.
Typiske eksempler på sådanne anvendelser er bælg samt membraner i ventiler og pumper.
Til sæderinge, propper, tætninger og lignende dele er PTFE et velegnet og økonomisk materiale.
En nylig tendens til dele som disse er at bruge modificeret PTFE, da dets dimensionsstabilitet og hårdhed er overlegen i forhold til standard PTFE.
Tags:PTFE,PFA,PTFE vs PFA
Indlægstid: Apr-01-2017