Kuinka valita PTFE kemiallisen kestävyyden ja käyttölämpötilan perusteella?

Kun PTFE:tä valitaan teolliseen käyttöön, kemiallinen kestävyys ja käyttölämpötila ovat yleensä ensimmäisiä ominaisuuksia, joita insinöörit tarkastelevat. PTFE tunnetaan hyvin useiden kemikaalien kestävyydestään ja kyvystään toimia korkeissa lämpötiloissa. PTFE:n oikea valinta vaatii kuitenkin enemmän kuin sen tarkistamista, onko kemikaali yhteensopiva materiaalin kanssa.

Todellinen työolosuhde ratkaisee.

Esimerkiksi PTFE{0}}-vuorattu putki, jossa on syövyttävää kemikaalia, voi joutua alttiiksi kemikaalille, paineelle, lämpötilalle ja jatkuvalle toiminnalle. Säiliön vuoraukseen käytetyllä PTFE-levyllä voi olla erilaiset vaatimukset kuin PTFE-tiivisteellä tai koneistetulla komponentilla.

Käytännön valinta alkaa siis kemiallisesta ympäristöstä ja sen jälkeen arvioi lämpötila yhdessä mekaanisten olosuhteiden kanssa.

1. Tunnista ensin kemiallinen väliaine

Ensimmäinen askel on tunnistaa tarkasti, minkä kanssa PTFE-tuote tulee kosketuksiin.

PTFE kestää erinomaisesti useimpia happoja, emäksiä, liuottimia, öljyjä ja muita aggressiivisia kemiallisia aineita. Fluoripolymeerien valmistajat kuvaavat yleensä PTFE:tä kemiallisesti inerttinä lähes kaikille kemikaaleille, lukuun ottamatta erityisiä poikkeuksia, jotka koskevat erittäin reaktiivisia aineita, kuten alkuainefluoria ankarissa olosuhteissa ja sulaa alkalimetallia.

"Kemikaalin kestävää" ei kuitenkaan tule pitää yleisenä kyllä-tai-ei-ominaisuudena.

Ennen kuin valitset materiaalin, vahvista:

Kemiallinen nimi

Kemiallinen pitoisuus

Käyttölämpötila

Paine

Altistumisaika

Virtauksen kunto

Muiden kemikaalien läsnäolo

Olipa väliaine nestettä, kaasua tai höyryä

Kemiallisen putkiston projektissa nämä tiedot antavat toimittajalle paljon paremman pohjan materiaalin valinnalle kuin pelkän kemiallisen nimen ilmoittaminen.

2. Harkitse kemiallista pitoisuutta

Pitoisuus voi vaikuttaa materiaalin suorituskykyyn, varsinkin kun sovelluksessa on aggressiivisia kemiallisia seoksia.

Esimerkiksi laimea kemikaaliliuos ja erittäin väkevä liuos voivat aiheuttaa erilaisia ​​vaatimuksia vuoraus- tai tiivistemateriaalille. Sekakemikaalit voivat myös käyttäytyä eri tavalla kuin yksittäinen kemikaali.

Tästä syystä PTFE:n valinnan lähtökohtana tulisi käyttää kemikaalien kestävyyskaaviota eikä ainoata perustaa.

Vaativissa sovelluksissa materiaalin toimittajalle tulee ilmoittaa todellinen käyttöpitoisuus yhdessä odotetun lämpötilan kanssa.

3. Tarkista käyttölämpötila

Lämpötila on toinen tärkeä tekijä.

PTFE:llä on erinomainen lämmönkestävyys, ja suuret fluoripolymeerien valmistajat määrittävät PTFE-laaduille yleensä jatkuvan -käyttölämpötilan noin 260 astetta.

Mutta tätä arvoa ei pitäisi käyttää yleisenä suunnittelurajana.

Todellisen PTFE-tuotteen sallittu käyttölämpötila voi myös riippua:

Paine

Mekaaninen kuormitus

Tuotteen mitat

Seinän paksuus

Altistumisaika

Lämpöpyöräily

PTFE:n koostumus

Tuotteen rakentaminen

PTFE-komponentti jatkuvassa paineessa korotetussa lämpötilassa voi käyttäytyä eri tavalla kuin kuormittamaton PTFE-komponentti samassa lämpötilassa.

Siksi lämpötilan valintaa tulee aina harkita yhdessä mekaanisten olosuhteiden kanssa.

4. Erottele jatkuva lämpötila lyhytaikaisesta-lämpötilasta

Teollisuuslaitteet voivat kokea erilaisia ​​lämpötilaolosuhteita normaalin käytön, käynnistyksen, sammutuksen, puhdistuksen tai prosessimuutosten aikana.

Esimerkiksi järjestelmä voi normaalisti toimia 180 asteessa, mutta saavuttaa tilapäisesti korkeamman lämpötilan prosessijakson aikana.

Tämä tarkoittaa, että toimittajan tulee tietää molemmat:

Normaali käyttölämpötila

ja

Maksimi- tai huippulämpötila.

Materiaalilla, joka toimii hyvin jatkuvassa käytössä, voi olla erilaisia ​​rajoituksia toistuvan lämpösyklin aikana.

PTFE{0}}vuorattujen laitteiden ja putkien osalta toistuvat lämpötilan muutokset voivat myös rasittaa vuorausjärjestelmää, koska PTFE:llä ja metallisubstraatilla on erilainen lämpölaajenemiskäyttäytyminen.

5. Harkitse lämpötilaa ja kemiallista altistumista yhdessä

Kemiallista kestävyyttä ei aina voida arvioida lämpötilasta erikseen.

Materiaali voi kestää erinomaisesti kemikaaleja normaaleissa olosuhteissa, mutta käyttö voi muuttua vaativammaksi, kun kemikaalia käytetään korotetussa lämpötilassa.

Tämä on erityisen tärkeää seuraaville:

PTFE{0}}vuoratut putket

PTFE{0}}vuoratut kyynärpäät ja T-paidat

Kemikaalien varastosäiliöt

Säiliön vuoraukset

Tiivisteet ja tiivisteet

PTFE putket

Pumpun ja venttiilin komponentit

Näissä sovelluksissa valintaprosessin tulee perustua todelliseen yhdistelmään:

Kemikaali + pitoisuus + lämpötila + paine + altistusaika.

Tämä on paljon luotettavampaa kuin PTFE-materiaalin valitseminen yhdestä -kemiallisen kestävyystaulukosta.

6. Harkitse painetta, kun lämpötila on korkea

Korkea lämpötila voi lisätä mekaanista suorituskykyä.

PTFE:llä on erinomainen kemiallinen kestävyys, mutta sitä ei normaalisti valita poikkeuksellisen korkean mekaanisen lujuuden vuoksi. Jatkuvassa kuormituksessa on otettava huomioon viruminen ja muodonmuutos.

Tämä tulee erityisen tärkeäksi, kun PTFE:tä käytetään:

Painetta{0}}sisältävä vuori

Tiivistyskomponentti

Tiiviste

Venttiilin komponentti

Laakeri tai liukuva komponentti

Putkiliittimen vuoraus

Jos sovelluksessa yhdistyvät korkea lämpötila ja korkea paine, materiaalin kemiallinen kestävyys ja mekaaninen kestävyys on arvioitava.

Jotkin modifioidut tai täytetyt PTFE-yhdisteet on suunniteltu parantamaan ominaisuuksia, kuten virumiskestoa, kulutuskestävyyttä, mittojen vakautta tai{0}}kuormituksenkestävyyttä säilyttäen samalla suuren osan PTFE:n kemiallisesta ja lämmönkestävyydestä.

7. Valitse neitsyt-PTFE:n ja täytetyn PTFE:n välillä

Kemiallinen kestävyys ja lämpötilavaatimukset voivat myös vaikuttaa siihen, onko ensiö- vai täytetty PTFE sopiva.

Neitsyt PTFE

Virgin PTFE:tä harkitaan usein, kun kemiallinen kestävyys, puhtaus, alhainen kitka ja sähköeristys ovat tärkeitä.

Se voi sopia sovelluksiin, kuten:

Kemikaaleja{0}}kestävä vuori

PTFE-levyt

PTFE putket

Tiivisteet

Tiivisteet

Sähköeristys

Täytetty PTFE

Täytettyä PTFE:tä voidaan harkita, kun sovellus vaatii myös parempaa mekaanista tai kulumista.

Erilaisia ​​täyteaineita käytetään eri tarkoituksiin. Esimerkiksi lasikuitu voi parantaa mittapysyvyyttä ja mekaanista suorituskykyä, kun taas hiili-pohjaiset täyteaineet voivat parantaa kulumis- tai kuormitus{2}}-ominaisuuksia sopivissa sovelluksissa. Tietyillä laatuluokilla voi olla erilainen lämpötila ja kemiallinen suorituskyky, joten todellinen yhdiste tulisi tarkistaa sen sijaan, että oletetaan, että kaikki täytetty PTFE käyttäytyy samalla tavalla.

Tärkeää on, että täyteaineen valinnassa noudatetaan työolosuhteita.

8. Harkitse PTFE-tuotteen tyyppiä

Samaa PTFE-materiaalia voidaan käyttää hyvin eri muodoissa, mutta valintavaatimukset eivät ole samat.

PTFE-levy

Korroosiota{0}}kestävänä vuorauksena käytettäville PTFE-levyille kemikaalien kestävyys ja lämpötila ovat yleensä ensisijaisia ​​näkökohtia. Paksuus, asennustapa, paine ja alustan rakenne on myös otettava huomioon.

PTFE-putki ja PTFE-vuorattu putki

Putkiston kemiallinen väliaine, lämpötila, paine, virtausolosuhteet, putken mitat ja vuorauksen rakenne on arvioitava yhdessä.

PTFE-liittimet

PTFE{0}}-vuorattujen kyynärpäiden, T-osien ja muiden liitososien lämpötilan ja kemikaalien kestävyys ovat vain osa valikoimaa. Myös vuorauksen rakenne ja liitosolosuhteet vaikuttavat palvelun suorituskykyyn.

PTFE tiivisteet

Tiivisteiden kemiallinen yhteensopivuus on arvioitava yhdessä puristus-, paine-, lämpötila-, liike- ja virumiskestävyyden kanssa.

Tästä syystä "PTFE kestää tätä kemikaalia" ei riitä määrittämään, toimiiko tietty PTFE-tuote.

9. Kiinnitä huomiota lämpöpyöräilyyn

Jotkut teollisuusjärjestelmät eivät toimi yhdessä vakaassa lämpötilassa.

Laite voi toistuvasti liikkua matalan ja korkean lämpötilan välillä seuraavien aikana:

Käynnistys ja sammutus

Puhdistus

Eräkäsittely

Höyrykäsittely

Lämmitys- ja jäähdytysjaksot

Kausikäyttö

Toistuva lämpölaajeneminen ja -kutistuminen voivat rasittaa PTFE-komponentteja ja PTFE{0}}pinnoitettuja laitteita.

Vuorattujen putkien ja laitteiden osalta lämpökierto tulisi siksi sisällyttää eritelmiin sen sijaan, että otettaisiin huomioon vain korkein lämpötila.

10. Älä valitse PTFE:tä pelkän lämpötilan perusteella

Yleinen virhe on kysyä:

"Kestääkö PTFE 260 astetta?"

Tämä kysymys on liian yleinen.

Parempi kysymys on:

"Voiko tämä PTFE-tuote toimia jatkuvasti vaaditussa lämpötilassa, paineessa, kemikaalipitoisuudessa ja mekaanisessa kuormituksessa?"

Esimerkiksi kaksi sovellusta voivat molemmat toimia 220 asteen kulmassa, mutta toiseen voi liittyä ilmakehän altistus, kun taas toisessa jatkuva paine ja aggressiiviset kemikaalit.

Materiaalivaatimukset eivät välttämättä ole samat.

11. Käytännön PTFE-valintaprosessi

Teollisissa sovelluksissa seuraava järjestys on hyödyllinen:

Vaihe 1 - Tunnista kemikaali

Määritä tarkka kemikaali tai kemiallinen seos.

Vaihe 2 - Vahvista keskittyminen

Tarjoa normaali ja maksimipitoisuus.

Vaihe 3 - Määritä lämpötila

Tallenna normaalit, maksimi- ja vähimmäiskäyttölämpötilat.

Vaihe 4 - Tarkista paine

Määritä työ- ja huippupaine.

Vaihe 5 - Harkitse mekaanisia olosuhteita

Tarkista kuormitus, liike, kitka, puristus ja kuluminen.

Vaihe 6 - Valitse PTFE-koostumus

Selvitä, onko ensiluokkainen PTFE vai täytetty/muunneltu PTFE-laatu sopivampi.

Vaihe 7 - Arvioi tuotesuunnittelu

Harkitse, vaatiiko sovellus levyn, putken, putken, liittimen, vuorauksen, tiivisteen tai muun PTFE-komponentin.

Vaihe 8 - Vahvista odotettu käyttöikä

Harkitse jatkuvaa käyttöä, lämpökiertoa, kemiallista altistumista ja huoltovaatimuksia.

Tämä prosessi auttaa estämään yleisen ostovirheen: PTFE-laadun valitsemisen yhden houkuttelevan ominaisuuden perusteella todellisen toimintaympäristön huomioimatta.

12. Mitä tietoja sinun tulee antaa PTFE-toimittajalle?

Tarjousta tai teknistä suositusta pyydettäessä on parempi antaa käyttöehdot pelkän tuotteen nimen sijaan.

Hyödyllisen spesifikaation tulisi sisältää:

Näiden tietojen avulla materiaalin valinta voi perustua todelliseen sovellukseen yleisen PTFE-ominaisuuskaavion sijaan.

Johtopäätös

PTFE:n valinta kemikaalien kestävyyden ja käyttölämpötilan perusteella edellyttää molempien tekijöiden tarkastelua yhdessä.

PTFE kestää erinomaisesti monenlaisia ​​aggressiivisia kemikaaleja ja sitä käytetään laajalti korkeissa lämpötiloissa. PTFE-tuotteen käytännön käyttöraja riippuu kuitenkin muustakin kuin pelkästä lämpötilasta. Paine, mekaaninen kuormitus, kemiallinen pitoisuus, lämpökierto, tuotteen rakenne ja PTFE-formulaatio voivat kaikki vaikuttaa suorituskykyyn.

Kemiallisten putkien, PTFE{0}}vuorattujen laitteiden, PTFE-levyjen, putkien, liitososien ja tiivistyskomponenttien osalta paras tapa on määritellä ensin täydellinen käyttöympäristö ja valita sitten sopiva PTFE-materiaali ja tuotteen rakenne.

Toisin sanoen oikea PTFE ei ole vain se, jolla on korkein kemikaalien kestävyys tai korkein lämpötilaluokitus. Se on se, jonka kemiallinen, terminen ja mekaaninen suorituskyky vastaa sovelluksen todellisia työolosuhteita.