Kaip temperatūra veikia PTFE veikimą?

PTFE yra plačiai naudojamas pramonėje, nes jis derina puikų cheminį atsparumą ir gerą terminį stabilumą. Tačiau temperatūra vis dar turi didelę įtaką PTFE elgesiui atliekant faktinį aptarnavimą.

Dažna klaida yra žiūrėti tik į maksimalią temperatūrą, kurią gali atlaikyti PTFE medžiaga. Praktiškai didėjanti temperatūra gali turėti įtakos mechaniniam stiprumui, valkšnumui, matmenų stabilumui, trinčiai, sandarinimo savybėms ir ilgam -tarnavimo laikui net prieš tai, kai medžiaga pasiekia šiluminę ribą.

Dėl šios priežasties parenkant PTFE temperatūrą reikėtų atsižvelgti ne tik į pačią medžiagą, bet ir į slėgį, apkrovą, gaminio dizainą ir veikimo ciklą.

1. PTFE išlaiko savo cheminį atsparumą aukštesnėje temperatūroje

Vienas iš pagrindinių PTFE privalumų yra platus cheminis atsparumas plačiame temperatūrų diapazone.

PTFE yra atsparus daugumai rūgščių, šarmų, tirpiklių ir daugelio kitų agresyvių cheminių medžiagų. Jo cheminis stabilumas yra viena iš priežasčių, kodėl jis naudojamas cheminiams vamzdynams, rezervuarų įdėklams, vamzdžių jungiamosioms detalėms, lakštams, vamzdeliams ir sandarinimo komponentams.

Tačiau cheminis atsparumas ir mechaninis veikimas yra skirtingi klausimai.

PTFE komponentas gali išlikti chemiškai stabilus aukštesnėje temperatūroje, o esant apkrovai tampa minkštesnis ir jautresnis deformacijai.

Šis skirtumas yra svarbus, kai PTFE naudojamas slėgį{0}}turinčiose arba apkrovą{1}}nešančiose programose.

2. Aukštesnė temperatūra sumažina mechaninį standumą

Kylant temperatūrai, PTFE tampa mažiau kietas.

Tai nereiškia, kad PTFE staiga praranda savo savybes esant tam tikrai temperatūrai. Atvirkščiai, jo mechaninis elgesys palaipsniui keičiasi kylant temperatūrai.

Esant aukštesnei temperatūrai, PTFE paprastai tampa jautresnis deformacijai veikiant apkrovai.

Tai svarbu:

Antspaudai

Tarpinės

Įvorės

Vamzdžių pamušalai

Vožtuvų komponentai

Mechaniškai apdorotos PTFE dalys

PTFE lakštai suspaudžiami

Komponentas, išlaikantis savo matmenis kambario temperatūroje, gali lengviau deformuotis, kai jį nuolat veikia aukštesnė temperatūra ir slėgis.

Todėl temperatūra visada turėtų būti vertinama kartu su mechanine apkrova.

3. Šliaužimas tampa svarbesnis esant aukštesnei temperatūrai

Valgymas yra viena iš svarbiausių su temperatūra{0}}susijusių problemų kuriant PTFE komponentus.

Valkšnumas reiškia laipsnišką deformaciją, kai medžiaga ilgą laiką yra veikiama pastovios apkrovos.

PTFE natūraliai yra jautrus šliaužti, o tendencija tampa vis svarbesnė, kai didėja temperatūra ir taikomas įtempis.

Pavyzdžiui, PTFE tarpiklis, suspaustas tarp dviejų flanšų, gali palaipsniui deformuotis ilgai{0}}naudojant. PTFE pamušalas, veikiamas mechaninio įtempimo, laikui bėgant taip pat gali keistis.

Štai kodėl naudojant aukštą{0}}temperatūrą, dažnai reikia atidžiai apsvarstyti:

Temperatūra + slėgis + apkrova + ekspozicijos laikas.

Jei atsparumas valkšnumui yra svarbus, tinkama užpildyta PTFE klasė arba tinkama komponento konstrukcija gali užtikrinti geresnes savybes nei standartinis grynas PTFE.

4. PTFE turi aukštą nuolatinio veikimo temperatūrą, tačiau tai nėra visuotinė riba

PTFE paprastai pripažįstamas kaip aukštos temperatūros{0}}fluoropolimeras. Daugelis PTFE rūšių paprastai nurodomos nuolatiniam aptarnavimui maždaug 260 laipsnių kampu, nors tikslus įvertinimas priklauso nuo medžiagos rūšies ir taikymo.

Ši vertė neturėtų būti aiškinama kaip reiškianti, kad kiekvienas PTFE gaminys gali saugiai veikti 260 laipsnių kampu bet kokiomis sąlygomis.

Pavyzdžiui, PTFE lakštas, veikiamas oro be mechaninės apkrovos, ir PTFE{0}}pamušalu slėginis vamzdis, nuolat veikiantis aukštu slėgiu, neatitinka tų pačių reikalavimų.

Praktinė veikimo riba gali priklausyti nuo:

PTFE klasė

Gaminio matmenys

Slėgis

Mechaninė apkrova

Gaminio konstrukcija

Cheminė terpė

Kontakto trukmė

Terminis važiavimas dviračiu

Todėl temperatūros rodikliai visada turėtų būti vertinami atsižvelgiant į faktinį pritaikymą.

5. Temperatūra turi įtakos matmenų stabilumui

PTFE, palyginti su daugeliu metalų, turi santykinai aukštą šiluminio plėtimosi koeficientą.

Keičiantis temperatūrai, PTFE plečiasi ir susitraukia. Tai ypač svarbu, kai PTFE naudojamas kartu su metaliniais komponentais.

Pavyzdžiui, PTFE{0}}apmuštame plieniniame vamzdyje PTFE pamušalas ir plieninis pagrindas skirtingai reaguoja į temperatūros pokyčius.

Todėl pakartotinis šildymas ir vėsinimas gali sukelti papildomą įtampą pamušalo sistemoje.

Tai ypač aktualu:

PTFE{0}}vamzdžiai

PTFE{0}}alkūnės ir trišakiai

Cheminių medžiagų laikymo rezervuarai

Įrangos pamušalai

Sandarinimo komponentai

Tikslios PTFE dalys

Šioms programoms inžinieriai turėtų atsižvelgti į visą temperatūros ciklą, o ne tik į maksimalią temperatūrą.

6. Šiluminis važiavimas dviračiu gali būti svarbesnis už vieną aukštą temperatūrą

Kai kurie pramoniniai įrenginiai nuolat veikia santykinai stabilioje temperatūroje.

Kitos sistemos nuolat šildo ir vėsina.

Pavyzdžiui:

20 laipsnių → 180 laipsnių → 20 laipsnių

gali būti kartojamas daug kartų įrenginio veikimo metu.

Šio tipo terminis ciklas gali turėti įtakos matmenų stabilumui ir sąsajai tarp PTFE ir kitų medžiagų.

PTFE{0}}pamušalu įrangoje pakartotinis plėtimasis ir susitraukimas gali sukelti papildomą įtampą pamušalui ir jo laikančiajai struktūrai.

Todėl, nurodant PTFE proceso įrangai, naudinga pateikti:

Normali darbinė temperatūra

Maksimali temperatūra

Minimali temperatūra

Šildymo greitis

Aušinimo greitis

Šiluminių ciklų skaičius

Ši informacija gali būti naudingesnė, nei tiesiog nurodyti maksimalią temperatūrą.

7. Temperatūra gali turėti įtakos sandarinimo našumui

PTFE plačiai naudojamas tarpikliams, sandarikliams, vožtuvų lizdams ir kitiems sandarinimo komponentams.

Esant aukštesnei temperatūrai, medžiaga gali tapti jautresnė deformacijai ir šliaužti. Tai gali palaipsniui keisti kontaktinį slėgį tarp sandarinimo paviršių.

Taikant statinį sandarinimą, laikui bėgant sandarinimo jėga gali sumažėti, jei konstrukcijoje neatsižvelgiama į PTFE šiluminį ir mechaninį elgesį.

Todėl, renkantis aukštos{0}}temperatūrinius sandariklius, reikėtų atsižvelgti į:

Darbinė temperatūra

Slėgis

Suspaudimas

Sandarinimo paviršius

Įkelti

Terminis važiavimas dviračiu

Numatomas tarnavimo laikas

Kai kuriais atvejais gali būti svarstomi modifikuoti arba užpildyti PTFE junginiai, kai reikia pagerinti matmenų stabilumą arba atsparumą valkšnumui.

8. Temperatūra taip pat turi įtakos trinčiai ir susidėvėjimui

PTFE yra gerai žinomas dėl mažo trinties koeficiento, todėl jis yra naudingas slankiojantiems komponentams.

Tačiau trinties ir nusidėvėjimo elgsena gali keistis priklausomai nuo temperatūros.

Kylant temperatūrai, keičiasi PTFE mechaninės savybės. Esant aukštai temperatūrai, apkrovai ir slydimui, susidėvėjimas gali tapti reikšmingesnis.

Tai ypač svarbu:

Įvorės

Guoliai

Stumdomi sandarikliai

Vožtuvų komponentai

Mechaninės dalys

Dėvėjimui{0}}atsparūs PTFE komponentai

Šioms reikmėms temperatūra turėtų būti įvertinta kartu su apkrova ir slydimo greičiu.

Nereikėtų automatiškai manyti, kad PTFE klasė, parinkta pagal mažą{0}}trinties našumą kambario temperatūroje, užtikrina tokį patį nusidėvėjimą, kai nuolat veikia aukštoje{1}}temperatūroje.

9. Užpildytas PTFE gali būti naudingas aukštos temperatūros mechaniniuose įrenginiuose

„Virgin PTFE“ užtikrina puikų cheminį atsparumą ir mažą trintį, tačiau kai kuriems pritaikymams reikia papildomų mechaninių savybių.

Užpildytas PTFE gali būti sudarytas iš medžiagų, tokių kaip stiklo pluoštas, anglis, grafitas ar kiti užpildai, siekiant pakeisti savybes, tokias kaip atsparumas dilimui, atsparumas gniuždymui, atsparumas valkšnumui arba matmenų stabilumas.

Dėl to tam tikros užpildytos rūšys gali būti labiau tinkamos sudėtingoms mechaninėms reikmėms.

Tačiau užpildo pasirinkimas neturėtų būti grindžiamas tik didžiausiu įmanomu stiprumu.

Užpildas taip pat gali turėti įtakos:

Cheminis atsparumas

Trintis

Nešioti

Elektrinės savybės

Šiluminis elgesys

Apdirbamumas

Todėl reikia pasirinkti tinkamą klasę, atsižvelgiant į faktinį temperatūros, cheminio poveikio ir mechaninių reikalavimų derinį.

10. Temperatūros pasirinkimas priklauso nuo gaminio

Skirtingi PTFE gaminiai skirtingai veikia temperatūrą.

PTFE lapas

Kalbant apie PTFE lakštus, naudojamus cheminiam pamušalui, daugiausia problemų gali kilti dėl terminio plėtimosi, matmenų stabilumo ir ilgalaikio poveikio.

PTFE vamzdis

PTFE vamzdžiams ar vamzdžiams reikia atsižvelgti į temperatūrą kartu su vidiniu slėgiu ir sienelės storiu.

PTFE padengtas vamzdis

Naudojant PTFE{0}}pamušaluotą plieninį vamzdį, reikia atsižvelgti į PTFE pamušalo ir metalinio pagrindo šiluminį elgesį.

PTFE jungiamosios detalės

Pamušaluotų alkūnių, trišakių ir kitų jungiamųjų detalių temperatūra gali turėti įtakos pamušalui, taip pat mechaniniam sujungimui su vamzdynų sistema.

PTFE sandarikliai

Tarpiklių ir tarpiklių temperatūra turi būti įvertinta kartu su suspaudimo, slėgio, valkšnumo ir sandarinimo reikalavimais.

Štai kodėl nėra vienos temperatūros vertės, kuri galėtų apibrėžti, ar PTFE tinka bet kokiai pramonei.

11. Nepainiokite lydymosi temperatūros su aptarnavimo temperatūra

PTFE lydymasis vyksta daug aukštesnėje temperatūroje nei įprastas nuolatinis{0}}naudojimo diapazonas.

Tačiau medžiagos lydymosi arba perėjimo temperatūra niekada neturėtų būti naudojama kaip rekomenduojama darbo temperatūra.

Pramoniniai komponentai paprastai turi išlaikyti mechanines savybes ir matmenų stabilumą ilgą laiką. Šie reikalavimai yra daug griežtesni nei tiesiog likti žemiau temperatūros, kurioje polimeras lydosi.

Todėl inžineriniais tikslais svarbus klausimas nėra:

"Kokioje temperatūroje PTFE tirpsta?"

Tai yra:

"Kaip šis PTFE gaminys veikia esant faktinei temperatūrai, slėgiui, apkrovai ir ekspozicijos laikui?"

Šis skirtumas ypač svarbus slėgiui{0}}sudėtoms sudedamosioms dalims ir ilgalaikei{1}} paslaugai.

12. Kaip įvertinti PTFE aukštoje temperatūroje

Praktinis vertinimas gali būti atliekamas tokia seka:

1 veiksmas: nustatykite normalią darbo temperatūrą.

Nenaudokite tik maksimalios temperatūros.

2 veiksmas: nustatykite didžiausią temperatūrą.

Įtraukite paleidimą, išjungimą, valymą ir neįprastas, bet numatomas sąlygas.

3 veiksmas: patikrinkite slėgį ir mechaninę apkrovą.

Aukšta temperatūra tampa reikšmingesnė, kai PTFE komponentas yra nuolat apkraunamas.

4 veiksmas: įvertinkite šiluminį ciklą.

Nustatykite, kaip dažnai komponentas įkaista ir vėsta.

5 veiksmas: patvirtinkite cheminę terpę.

Cheminis atsparumas turi būti tikrinamas esant faktinei darbo temperatūrai ir koncentracijai.

6 veiksmas: pasirinkite PTFE formulę.

Nustatykite, ar grynas PTFE užtikrina pakankamas mechanines savybes, ar reikėtų apsvarstyti užpildytą PTFE.

7 veiksmas: įvertinkite gaminio konstrukciją.

Lakštas, vamzdis, sandariklis, jungtis arba PTFE{0}}pamušalu vamzdžiai gali turėti skirtingus konstrukcijos apribojimus.

8 veiksmas: apsvarstykite tarnavimo laiką.

Trumpalaikis poveikis ir nuolatinis veikimas gali sukelti labai skirtingus reikalavimus.

13. Informacija, kurią reikia pateikti renkantis aukštos temperatūros PTFE

Prašydami tiekėjo rekomenduoti PTFE aukštoje{0}}temperatūroje, pateikite kuo daugiau šios informacijos:

Turint šią informaciją, medžiagą galima įvertinti remiantis faktinėmis darbo sąlygomis, o ne bendru temperatūros skaičiumi.

Išvada

Temperatūra PTFE veikia keliais būdais, o svarbiausi pokyčiai dažnai būna mechaniniai, o ne cheminiai.

PTFE gali išlaikyti puikų cheminį atsparumą aukštesnėje temperatūroje, tačiau didėjanti temperatūra gali sumažinti standumą, padidinti valkšnumą ir deformaciją, turėti įtakos matmenų stabilumui ir sandarumui, trinčiai ir dilimui.

Dėl šios priežasties aukštos{0}}temperatūros PTFE taikymas turėtų būti vertinamas atsižvelgiant į visą temperatūros, slėgio, cheminės terpės, mechaninės apkrovos, šiluminio ciklo, gaminio dizaino ir numatomos tarnavimo trukmės derinį.

Virgin PTFE gali būti puikus