Όταν επιλέγετε PTFE για βιομηχανική εφαρμογή, η χημική αντίσταση και η θερμοκρασία λειτουργίας είναι συνήθως δύο από τις πρώτες ιδιότητες που εξετάζουν οι μηχανικοί. Το PTFE είναι γνωστό για την αντοχή του σε ένα ευρύ φάσμα χημικών και την ικανότητά του να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, η σωστή επιλογή PTFE απαιτεί περισσότερα από τον έλεγχο της συμβατότητας μιας χημικής ουσίας με το υλικό.
Η πραγματική κατάσταση εργασίας έχει σημασία.
Ένας σωλήνας με επένδυση από PTFE- που μεταφέρει μια διαβρωτική χημική ουσία, για παράδειγμα, μπορεί να αντιμετωπίσει έναν συνδυασμό έκθεσης σε χημικά, πίεσης, θερμοκρασίας και συνεχούς λειτουργίας. Ένα φύλλο PTFE που χρησιμοποιείται για την επένδυση δεξαμενής μπορεί να έχει διαφορετικές απαιτήσεις από ένα στεγανοποιητικό PTFE ή ένα κατεργασμένο εξάρτημα.
Επομένως, μια πρακτική επιλογή ξεκινά από το χημικό περιβάλλον και στη συνέχεια αξιολογεί τη θερμοκρασία μαζί με τις μηχανικές συνθήκες.
1. Προσδιορίστε πρώτα το χημικό μέσο
Το πρώτο βήμα είναι να προσδιορίσετε ακριβώς με τι θα έρθει σε επαφή το προϊόν PTFE.
Το PTFE έχει εξαιρετική αντοχή στα περισσότερα οξέα, αλκάλια, διαλύτες, έλαια και άλλα επιθετικά χημικά μέσα. Οι κατασκευαστές φθοροπολυμερών γενικά περιγράφουν το PTFE ως χημικά αδρανές για σχεδόν όλα τα χημικά, με ειδικές εξαιρέσεις που αφορούν ουσίες υψηλής αντίδρασης, όπως το στοιχειακό φθόριο υπό σοβαρές συνθήκες και τα λιωμένα αλκαλικά μέταλλα.
Ωστόσο, η "χημική ανθεκτικότητα" δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως καθολική ιδιότητα ναι{-ή-όχι.
Πριν επιλέξετε το υλικό, επιβεβαιώστε:
Χημική ονομασία
Χημική συγκέντρωση
Θερμοκρασία λειτουργίας
Πίεση
Χρόνος έκθεσης
Συνθήκη ροής
Παρουσία άλλων χημικών ουσιών
Είτε το μέσο είναι υγρό, αέριο ή ατμός
Για ένα έργο χημικών σωληνώσεων, αυτές οι πληροφορίες παρέχουν στον προμηθευτή μια πολύ καλύτερη βάση για την επιλογή υλικού από την απλή παροχή της χημικής ονομασίας.
2. Εξετάστε τη χημική συγκέντρωση
Η συγκέντρωση μπορεί να επηρεάσει την απόδοση του υλικού, ιδιαίτερα όταν η εφαρμογή περιλαμβάνει επιθετικά χημικά μείγματα.
Για παράδειγμα, ένα αραιό χημικό διάλυμα και ένα εξαιρετικά συμπυκνωμένο διάλυμα μπορεί να δημιουργήσουν διαφορετικές απαιτήσεις σε ένα υλικό επένδυσης ή στεγανοποίησης. Οι μικτές χημικές ουσίες μπορούν επίσης να συμπεριφέρονται διαφορετικά από μια μεμονωμένη χημική ουσία.
Για το λόγο αυτό, ένα διάγραμμα χημικής αντοχής θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως αφετηρία και όχι ως μοναδική βάση για την επιλογή PTFE.
Για απαιτητικές εφαρμογές, η πραγματική συγκέντρωση λειτουργίας θα πρέπει να παρέχεται στον προμηθευτή υλικού μαζί με την αναμενόμενη θερμοκρασία.
3. Ελέγξτε τη θερμοκρασία λειτουργίας
Η θερμοκρασία είναι ο δεύτερος σημαντικός παράγοντας.
Το PTFE έχει εξαιρετική θερμική σταθερότητα και οι μεγάλοι κατασκευαστές φθοροπολυμερών συνήθως καθορίζουν θερμοκρασίες συνεχούς-χρήσης γύρω στους 260 βαθμούς για ποιότητες PTFE.
Αλλά αυτή η τιμή δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως καθολικό όριο σχεδίασης.
Η επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας ενός πραγματικού προϊόντος PTFE μπορεί επίσης να εξαρτάται από:
Πίεση
Μηχανικό φορτίο
Διαστάσεις προϊόντος
Πάχος τοιχώματος
Χρόνος έκθεσης
Θερμική ανακύκλωση
Σκεύασμα PTFE
Κατασκευή προϊόντος
Ένα εξάρτημα PTFE υπό συνεχή πίεση σε υψηλή θερμοκρασία μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά από ένα μη φορτωμένο εξάρτημα PTFE στην ίδια θερμοκρασία.
Επομένως, η επιλογή θερμοκρασίας θα πρέπει πάντα να εξετάζεται μαζί με τις μηχανικές συνθήκες.
4. Διακρίνετε τη συνεχή θερμοκρασία από τη βραχυπρόθεσμη-Θερμοκρασία
Ο βιομηχανικός εξοπλισμός μπορεί να αντιμετωπίσει διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας κατά την κανονική λειτουργία, την εκκίνηση, τη διακοπή λειτουργίας, τον καθαρισμό ή τις αλλαγές διαδικασίας.
Για παράδειγμα, ένα σύστημα μπορεί κανονικά να λειτουργεί στους 180 βαθμούς αλλά να φτάσει προσωρινά σε υψηλότερη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια ενός κύκλου διεργασίας.
Αυτό σημαίνει ότι ο προμηθευτής πρέπει να γνωρίζει και τα δύο:
Κανονική θερμοκρασία λειτουργίας
και
Μέγιστη ή μέγιστη θερμοκρασία.
Ένα υλικό που αποδίδει καλά υπό συνεχές σέρβις μπορεί να έχει διαφορετικούς περιορισμούς κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων θερμικών κύκλων.
Για εξοπλισμό και σωληνώσεις με επένδυση από PTFE-, οι συχνές αλλαγές θερμοκρασίας μπορούν επίσης να ασκήσουν πρόσθετη πίεση στο σύστημα επένδυσης, επειδή το PTFE και το μεταλλικό υπόστρωμα έχουν διαφορετική συμπεριφορά θερμικής διαστολής.
5. Εξετάστε τη θερμοκρασία και την χημική έκθεση μαζί
Η χημική αντοχή δεν μπορεί πάντα να αξιολογηθεί χωριστά από τη θερμοκρασία.
Ένα υλικό μπορεί να παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε ένα χημικό υπό κανονικές συνθήκες, αλλά η εφαρμογή μπορεί να γίνει πιο απαιτητική όταν το χημικό χρησιμοποιείται σε υψηλή θερμοκρασία.
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για:
Σωλήνες με επένδυση από PTFE-
Αγκώνες και μπλουζάκια με επένδυση από PTFE-
Δεξαμενές αποθήκευσης χημικών
Επενδύσεις δεξαμενής
Τσιμούχες και παρεμβύσματα
Σωλήνες PTFE
Εξαρτήματα αντλίας και βαλβίδας
Για αυτές τις αιτήσεις, η διαδικασία επιλογής θα πρέπει να βασίζεται στον πραγματικό συνδυασμό:
Χημικό + συγκέντρωση + θερμοκρασία + πίεση + χρόνος έκθεσης.
Αυτό είναι πολύ πιο αξιόπιστο από την επιλογή ενός υλικού PTFE από έναν μόνο πίνακα χημικής αντοχής.
6. Εξετάστε την πίεση όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή
Η υψηλή θερμοκρασία μπορεί να κάνει τη μηχανική απόδοση πιο σημαντική.
Το PTFE έχει εξαιρετική χημική αντοχή, αλλά συνήθως δεν επιλέγεται λόγω εξαιρετικά υψηλής μηχανικής αντοχής. Υπό παρατεταμένο φορτίο, ο ερπυσμός και η παραμόρφωση πρέπει να ληφθούν υπόψη.
Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό όταν το PTFE χρησιμοποιείται ως:
Μια επένδυση{0}}που περιέχει πίεση
Ένα στεγανοποιητικό εξάρτημα
Ένα παρέμβυσμα
Ένα εξάρτημα βαλβίδας
Ένα ρουλεμάν ή συρόμενο εξάρτημα
Επένδυση τοποθέτησης σωλήνων
Εάν η εφαρμογή συνδυάζει υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, το υλικό θα πρέπει να αξιολογηθεί τόσο για χημική αντοχή όσο και για μηχανική σταθερότητα.
Ορισμένες τροποποιημένες ή γεμισμένες ενώσεις PTFE έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώνουν ιδιότητες όπως η αντοχή σε ερπυσμό, η αντοχή στη φθορά, η σταθερότητα των διαστάσεων ή η απόδοση φόρτισης-διατηρώντας παράλληλα μεγάλο μέρος της χημικής και θερμικής αντοχής του PTFE.
7. Αποφασίστε μεταξύ Virgin PTFE και Filled PTFE
Οι απαιτήσεις χημικής αντοχής και θερμοκρασίας μπορούν επίσης να επηρεάσουν εάν το παρθένο ή γεμάτο PTFE είναι κατάλληλο.
Αγνό PTFE
Το Virgin PTFE θεωρείται συχνά όταν η χημική αντίσταση, η καθαρότητα, η χαμηλή τριβή και η ηλεκτρική μόνωση είναι σημαντικά.
Μπορεί να είναι κατάλληλο για εφαρμογές όπως:
Ανθεκτική σε χημικές ουσίες-επένδυση
Φύλλα PTFE
Σωλήνες PTFE
Σφραγίδες
Φλάντζες
Ηλεκτρική μόνωση
Γεμισμένο PTFE
Το γεμάτο PTFE μπορεί να ληφθεί υπόψη όταν η εφαρμογή απαιτεί επίσης βελτιωμένη μηχανική απόδοση ή απόδοση φθοράς.
Διαφορετικά πληρωτικά χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, οι ίνες γυαλιού μπορούν να βελτιώσουν τη σταθερότητα των διαστάσεων και τη μηχανική απόδοση, ενώ τα πληρωτικά με βάση τον άνθρακα-μπορούν να βελτιώσουν τη φθορά ή τα χαρακτηριστικά που φέρουν φορτίο- σε κατάλληλες εφαρμογές. Συγκεκριμένες ποιότητες μπορεί να έχουν διαφορετική θερμοκρασία και χημική απόδοση, επομένως η πραγματική ένωση θα πρέπει να ελέγχεται αντί να υποθέσουμε ότι όλα τα γεμισμένα PTFE συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο.
Το σημαντικό σημείο είναι ότι η επιλογή του πληρωτικού πρέπει να ακολουθεί τις συνθήκες εργασίας.
8. Εξετάστε τον τύπο προϊόντος PTFE
Το ίδιο υλικό PTFE μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολύ διαφορετικές μορφές, αλλά οι απαιτήσεις επιλογής δεν είναι πανομοιότυπες.
Φύλλο PTFE
Για φύλλα PTFE που χρησιμοποιούνται ως επένδυση ανθεκτική στη διάβρωση, η χημική αντοχή και η θερμοκρασία είναι συνήθως κύρια ζητήματα. Πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη το πάχος, η μέθοδος εγκατάστασης, η πίεση και ο σχεδιασμός του υποστρώματος.
PTFE Pipe και PTFE Lined Pipe
Για τις σωληνώσεις, το χημικό μέσο, η θερμοκρασία, η πίεση, οι συνθήκες ροής, οι διαστάσεις του σωλήνα και η κατασκευή της επένδυσης θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί.
Εξαρτήματα PTFE
Για αγκώνες, μπλουζάκια με επένδυση από PTFE-και άλλα εξαρτήματα, η αντοχή στη θερμοκρασία και τα χημικά είναι μόνο μέρος της επιλογής. Η δομή της επένδυσης και οι συνθήκες σύνδεσης επηρεάζουν επίσης την απόδοση της υπηρεσίας.
Τσιμούχες PTFE
Για τις σφραγίδες, η χημική συμβατότητα πρέπει να αξιολογείται μαζί με τη συμπίεση, την πίεση, τη θερμοκρασία, την κίνηση και την αντίσταση ερπυσμού.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το "PTFE είναι ανθεκτικό σε αυτό το χημικό" δεν είναι αρκετές πληροφορίες για να προσδιορίσετε εάν ένα συγκεκριμένο προϊόν PTFE θα λειτουργήσει.
9. Προσοχή στο Thermal Cycling
Ορισμένα βιομηχανικά συστήματα δεν λειτουργούν σε μία σταθερή θερμοκρασία.
Ο εξοπλισμός μπορεί να μετακινείται επανειλημμένα μεταξύ χαμηλών και υψηλών θερμοκρασιών κατά τη διάρκεια:
Εκκίνηση και τερματισμός λειτουργίας
Καθάρισμα
Επεξεργασία παρτίδας
Θεραπεία με ατμό
Κύκλοι θέρμανσης και ψύξης
Εποχιακή λειτουργία
Η επαναλαμβανόμενη θερμική διαστολή και συστολή μπορεί να ασκήσει πρόσθετη πίεση στα εξαρτήματα PTFE και στον εξοπλισμό με επένδυση PTFE-.
Για σωληνώσεις και εξοπλισμό με επένδυση, η θερμική ανακύκλωση θα πρέπει επομένως να περιλαμβάνεται στις προδιαγραφές αντί να λαμβάνεται υπόψη μόνο η υψηλότερη θερμοκρασία.
10. Μην επιλέγετε PTFE μόνο με βάση τη θερμοκρασία
Ένα συνηθισμένο λάθος είναι να ρωτήσετε:
"Μπορεί το PTFE να αντέξει 260 μοίρες;"
Αυτή η ερώτηση είναι πολύ γενική.
Μια καλύτερη ερώτηση είναι:
"Μπορεί αυτό το συγκεκριμένο προϊόν PTFE να λειτουργεί συνεχώς στην απαιτούμενη θερμοκρασία, πίεση, χημική συγκέντρωση και μηχανικό φορτίο;"
Για παράδειγμα, δύο εφαρμογές μπορεί να λειτουργούν και οι δύο σε 220 μοίρες, αλλά η μία μπορεί να περιλαμβάνει έκθεση στην ατμόσφαιρα ενώ η άλλη περιλαμβάνει συνεχή πίεση και επιθετικές χημικές ουσίες.
Οι απαιτήσεις σε υλικά δεν είναι απαραίτητα οι ίδιες.
11. Μια πρακτική διαδικασία επιλογής PTFE
Για βιομηχανικές εφαρμογές, η ακόλουθη σειρά είναι χρήσιμη:
Βήμα 1 - Προσδιορίστε τη χημική ουσία
Προσδιορίστε το ακριβές χημικό ή χημικό μείγμα.
Βήμα 2 - Επιβεβαιώστε τη συγκέντρωση
Παρέχετε την κανονική και τη μέγιστη συγκέντρωση.
Βήμα 3 - Ορισμός θερμοκρασίας
Καταγράψτε τις κανονικές, μέγιστες και ελάχιστες θερμοκρασίες λειτουργίας.
Βήμα 4 - Ελέγξτε την πίεση
Προσδιορίστε την πίεση εργασίας και την μέγιστη πίεση.
Βήμα 5 - Εξετάστε τις μηχανικές συνθήκες
Ελέγξτε το φορτίο, την κίνηση, την τριβή, τη συμπίεση και τη φθορά.
Βήμα 6 - Επιλέξτε τη σύνθεση PTFE
Προσδιορίστε εάν το παρθένο PTFE ή ένα γεμισμένο/τροποποιημένο PTFE είναι καταλληλότερο.
Βήμα 7 - Αξιολογήστε τη σχεδίαση του προϊόντος
Σκεφτείτε εάν η εφαρμογή απαιτεί φύλλο, σωλήνα, σωλήνα, εξάρτημα, επένδυση, σφράγιση ή άλλο εξάρτημα PTFE.
Βήμα 8 - Επιβεβαιώστε την αναμενόμενη διάρκεια ζωής
Λάβετε υπόψη τις απαιτήσεις συνεχούς λειτουργίας, θερμικού κύκλου, έκθεσης σε χημικές ουσίες και συντήρησης.
Αυτή η διαδικασία βοηθά στην αποφυγή ενός συνηθισμένου λάθους αγοράς: την επιλογή ενός βαθμού PTFE με βάση μια ελκυστική ιδιότητα, ενώ παραβλέπεται το πραγματικό περιβάλλον λειτουργίας.
12. Ποιες πληροφορίες πρέπει να παρέχετε σε έναν προμηθευτή PTFE;
Όταν ζητάτε προσφορά ή τεχνική σύσταση, είναι προτιμότερο να παρέχετε τις συνθήκες λειτουργίας και όχι μόνο το όνομα του προϊόντος.
Μια χρήσιμη προδιαγραφή θα πρέπει να περιλαμβάνει:
| Παράμετρος | Πληροφορίες |
|---|---|
| Χημικό μέσο | Χημική ονομασία ή μείγμα |
| Συγκέντρωση | Φυσιολογική και μέγιστη συγκέντρωση |
| Θερμοκρασία | Κανονικό, μέγιστο και ελάχιστο |
| Πίεση | Λειτουργία και πίεση αιχμής |
| Συνθήκη ροής | Στατική ή ρέουσα |
| Προϊόν | Φύλλο, σωλήνας, εξάρτημα, επένδυση, σφράγιση κ.λπ. |
| Μηχανικό φορτίο | Συμπίεση, πίεση, ολίσθηση ή άλλο φορτίο |
| Λειτουργία | Συνεχής, διακοπτόμενη ή κυκλική |
| Διάρκεια ζωής | Αναμενόμενη περίοδος λειτουργίας |
| Ειδικές απαιτήσεις | Καθαρότητα, ηλεκτρική μόνωση, αντοχή στη φθορά κ.λπ. |
Με αυτές τις πληροφορίες, η επιλογή υλικού μπορεί να βασίζεται στην πραγματική εφαρμογή και όχι σε ένα γενικό γράφημα ιδιοτήτων PTFE.
Σύναψη
Η επιλογή PTFE με βάση τη χημική αντίσταση και τη θερμοκρασία λειτουργίας απαιτεί την εξέταση και των δύο παραγόντων μαζί.
Το PTFE παρέχει εξαιρετική αντοχή σε ένα ευρύ φάσμα επιθετικών χημικών ουσιών και χρησιμοποιείται ευρέως σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, το πρακτικό όριο λειτουργίας ενός προϊόντος PTFE εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία. Η πίεση, το μηχανικό φορτίο, η χημική συγκέντρωση, ο θερμικός κύκλος, η κατασκευή προϊόντος και η σύνθεση PTFE μπορούν όλα να επηρεάσουν την απόδοση.
Για χημικές σωληνώσεις, εξοπλισμό με επένδυση PTFE-, φύλλα PTFE, σωλήνες, εξαρτήματα και εξαρτήματα στεγανοποίησης, η καλύτερη προσέγγιση είναι να ορίσετε πρώτα το πλήρες περιβάλλον λειτουργίας και μετά να επιλέξετε το κατάλληλο υλικό και κατασκευή προϊόντος PTFE.
Με άλλα λόγια, το σωστό PTFE δεν είναι απλώς αυτό με την υψηλότερη χημική αντοχή ή την υψηλότερη βαθμολογία θερμοκρασίας. Είναι εκείνο του οποίου η χημική, θερμική και μηχανική απόδοση ταιριάζει με τις πραγματικές συνθήκες εργασίας της εφαρμογής.
