В течение ряда лет фторполимеры играют важную роль в химической и аналогичных отраслях промышленности для защиты предприятий и оборудования от химического воздействия широкого спектра агрессивных сред.Это связано с тем, что они обеспечивают значительно лучшую химическую стойкость и термическую стабильность, чем другие пластмассы или эластомерные материалы. В течение ряда лет фторполимеры играли значительную роль в химической и аналогичных отраслях промышленности, защищая заводы и оборудование от химического воздействия широкого спектра агрессивных веществ. СМИ.Это связано с тем, что они обладают значительно лучшей химической стойкостью и термической стабильностью, чем другие пластмассы или эластомерные материалы.
После разработки ПТФЭ появление в 1960 году перерабатываемого в расплаве фторированного этиленпропилена (ФЭП) открыло совершенно новые области применения.PFA, перфторалкоксиполимер, который уже 20 лет успешно используется в качестве облицовочного материала, теперь является термопластичным преемником ПТФЭ с эквивалентной термической и химической стойкостью и превосходными свойствами в отношении технологичности, прозрачности, устойчивости к проникновению и механической прочности. .
В химической промышленности оба фторполимера – ПТФЭ и ПФА – используются преимущественно в виде футеровок.Для простых форм, таких как трубы, колена, тройники или переходные соединения, обычно используется ПТФЭ;наносится посредством экструзии пасты, штамповки или намотки ленты.В этих процессах заготовка изготавливается из ПТФЭ;Затем его спекают и вставляют в металлическую заготовку.Использовать ПТФЭ для футеровки металлических деталей сложной формы, например клапанов и насосов, сложнее.В этом случае предпочтительным методом является изостатическое формование.При этом порошок ПТФЭ засыпается в пространство, созданное между металлической заготовкой и резиновым мешком, который специально изготовлен с учетом формы облицовываемой области.Порошок предварительно прессуют, а затем подвергают холодному прессованию до желаемой формы.Наконец, резиновый мешок удаляют, а облицованную деталь спекают в печи при температуре выше 360°C (680°F).
PFA, термопластичный материал с четко определенной температурой плавления, может обрабатываться посредством трансферного формования или литья под давлением.Гранулят плавится в плавильном котле или экструдере, а затем подается в горячий инструмент с помощью гидравлического пресса.
Этот метод позволяет получить очень точную толщину стенок с допусками ?0,5 мм, даже при малых радиусах и подрезах.Механическая обработка практически не требуется, кроме снятия литника и сглаживания сопрягаемых поверхностей фланцев.
Однако при использовании изостатического формования требуется значительный объем механической обработки – в зависимости от степени сложности заполняемой формы – для точного достижения желаемых размеров.
Равномерность толщины стенок может варьироваться в большей степени, особенно в случае более сложных форм, таких как корпуса клапанов.
Абсорбция и проникновение
В отличие от металлов, пластмассы и эластомеры поглощают различное количество сред, с которыми они вступают в контакт.Это часто происходит с органическими соединениями.Всасывание может сопровождаться проникновением через облицовку стены.Хотя это редко наблюдается при использовании фторполимеров, этому можно противодействовать увеличением толщины стенки или установкой устройств для аспирации пространства между футеровкой из фторполимера и металлической стенкой.Было четко показано, что в отношении проникновения и поглощения фторполимеры, обработанные в расплаве, такие как PFA, демонстрируют лучшие барьерные свойства, чем ПТФЭ.
Вакуумное сопротивление
Устойчивость к вакууму необходима, поскольку в закрытых системах, широко используемых в химической обработке, падение температуры создает вакуум в системе, если только она уже не работает под давлением ниже атмосферного.При использовании PFA относительно легко добиться достаточной устойчивости футеровки к вакууму.Обычно подкладка «закреплена»?к металлической стене с помощью «ласточкиного хвоста»?канавки или каналы в
последний.
При использовании гранулята ПТФЭ, полученного методом холодной штамповки, труднее добиться надежного крепления футеровки к металлической стенке, поскольку потребуются относительно большие каналы, чтобы позволить порошку ПТФЭ течь в канавки.Поэтому чаще всего между футеровкой из ПТФЭ и металлическим корпусом используются связующие вещества.Однако из-за антиадгезионных свойств фторполимеров и ограниченной термостойкости связующих веществ ПТФЭ демонстрирует лишь ограниченную стойкость к вакууму.
Контроль качества предотвращает появление трещин и пустот
Для футеровок из ПТФЭ и ПФА измеряется электрическая прочность для выявления неисправностей.Этот метод надежно выявляет трещины и пустоты, проходящие по всему материалу, но, благодаря известному высокому сопротивлению фторполимеров, он не выявляет дефекты, начинающиеся на глубине 1,5 мм и более под поверхностью (рис. 5). .
По этой причине также могут быть применены дополнительные испытания с использованием ультразвуковых методов.В ходе этого теста измеряется расстояние от поверхности облицовки до металлического корпуса.Однако он ненадежен, поскольку не обеспечивает истинную толщину футеровки при наличии пустот или пористости.Кроме того, этот метод нецелесообразно применять на мелких деталях или небольших сложных формах с подрезами и малыми радиусами.
Другой метод проверки дефектов поверхности, таких как трещины и пустоты, — это так называемый «Met-L-Check».Капиллярный метод красителя.Но этот метод ограничивается обнаружением только поверхностных дефектов.
Химическая структура
PFA, являющийся полупрозрачным, можно надежно проверить оптически.Трещины и пустоты под поверхностью можно сделать видимыми с помощью подходящих источников света.Труднодоступные места футеровки можно обследовать с помощью ламп холодного света и гибких волоконных световодов.
Сравнение стоимости футеровок
С точки зрения цен на сырье PFA стоит примерно в три раза дороже, чем PTFE.
Однако этот недостаток можно компенсировать или значительно уменьшить в зависимости от таких факторов, как форма, подлежащая облицовке, ее размер, количество облицовываемых деталей и принятый метод обработки.Это возможно, поскольку PFA не требует ни ручной подготовки процесса, ни чистовой обработки с соответствующими потерями материала.
Использование PFA для футеровки очень крупных деталей не рекомендуется, так как высокая стоимость материала сделает деталь слишком дорогой.Еще один момент, который следует иметь в виду, — это стоимость инструментов, которые не амортизируются.
когда необходимо облицовать лишь небольшое количество деталей.Кроме того, существуют практические ограничения на вес впрыскиваемого материала, который способны обрабатывать формовочные машины.
Выводы
Более чем 20-летний опыт работы с футеровками различных деталей, например, корпусов клапанов и насосов, показал, что PFA имеет многочисленные преимущества, когда основными требованиями являются высокая термическая и химическая стойкость.
Точная и равномерная толщина стенок, которых можно достичь с помощью PFA, является основным преимуществом, особенно при работе со средами, имеющими сильную тенденцию к диффузии.
Практический опыт также показал, что PFA обеспечивает лучшие барьерные свойства, чем PTFE.
Производители брома сообщают, например, что глубина проникновения брома в ПФА примерно на треть меньше, чем в ПТФЭ, при одинаковых условиях эксплуатации, таких как время, температура и давление.
ПТФЭ, с другой стороны, по-прежнему широко используется для компонентов химических клапанов и другого химического технологического оборудования, где требуется устойчивость к усталости при изгибе.
Типичными примерами такого применения являются сильфоны, а также диафрагмы в клапанах и насосах.
Для седельных колец, заглушек, уплотнений и подобных деталей ПТФЭ является подходящим и экономичным материалом.
Недавней тенденцией для таких деталей является использование модифицированного ПТФЭ, поскольку его размерная стабильность и твердость превосходят показатели стандартного ПТФЭ.
Теги:ПТФЭ,ПФА,ПТФЭ против ПФА
Время публикации: 01 апреля 2017 г.