Фторполимерные футерованные клапаны: PTFE против PFA против FEP — Руководство по выбору материалов

Если вы имеете дело с агрессивными химикатами в ваших трубопроводах, клапаны с футоркой из фторполимера — это способ защитить металл, не платя за цельный экзотический сплав. PTFE, PFA, FEP и ETFE приклеиваются к внутренней поверхности металлического корпуса клапана, и каждый из них по-разному справляется с химикатами, теплом и давлением. Правильный выбор зависит от того, что проходит через вашу линию.

Что такое клапан с футоркой из фторполимера?

Представьте себе металлический клапан, одетый в пластиковый дождевик. У вас есть конструктивная оболочка (обычно из углеродистой или нержавеющей стали), которая выдерживает давление и удерживает фланцевые соединения вместе. Внутри слой химически инертного пластика покрывает каждую поверхность, к которой прикасается жидкость. Это означает, что металлу никогда не придется напрямую контактировать с концентрированными кислотами, щелочами или галогенированными растворителями.

Важно понимать, что металл выполняет конструктивную работу, а пластик — химическую. В итоге вы получаете что-то, что стоит почти столько же, сколько обычный стальной клапан, но устойчиво к коррозии почти как Hastelloy.

Одна вещь, которую стоит знать перед покупкой: не каждый производитель футерует клапан одинаково, и контроль толщины здесь имеет большое значение. Если вы проверяете поставщиков, этот список ведущих производителей запорных клапанов в Китае — неплохое место для начала. Авторитетные, более известные производители, такие как YOUFUMI, как правило, производят более стабильные и высококачественные футеровки.

Футеровка PTFE: свойства и лучшие области применения

PTFE, по сути Teflon, по-прежнему является предпочтительным выбором для большинства людей, и не зря. Он устойчив практически ко всем кислотам, щелочам и растворителям, которые вы можете ему подсунуть, и работает в широком диапазоне температур, от -200°C до примерно +180°C.

Но имейте в виду, что PTFE нельзя расплавить и формовать, как обычный пластик. Его нужно сжимать и спекать, и этот процесс оставляет крошечные поры в материале. С годами небольшое количество газа может медленно просачиваться. PTFE также имеет тенденцию к ползучести или “холодному течению”, если он находится под постоянным механическим давлением в течение длительного времени. В целом, PTFE отлично подходит для стабильной, равномерной работы с агрессивными средами, но не является первым выбором, если процесс включает в себя много циклов вакуумирования или колебаний давления. Это скорее территория PFA.

Футеровка PFA: когда выбирать ее вместо PTFE

PFA обеспечивает такую же широкую химическую стойкость, как и PTFE, но производится по-другому. Его можно фактически расплавить и впрыснуть непосредственно в корпус клапана. Это одно изменение полностью устраняет проблему пор, и в качестве бонуса вы получаете лучшую газопроницаемость, лучший срок службы при изгибе и лучшую прочность при высоких температурах.

Поскольку расплавленный PFA проникает в анкерные канавки, проточенные в корпусе клапана, он фиксируется на месте, а не просто лежит там. Вот почему футерованный шаровой кран из PFA так хорошо держится при ультрачистой транспортировке химикатов или в полупроводниковых линиях. Это также хороший выбор для горячего хлорного газа, где спеченная футеровка PTFE может отслоиться от стенки под отрицательным давлением. Ассортимент футерованных шаровых кранов YOUFUMI включает в себя литые варианты из PFA, изготовленные с уже установленным анкером.

Шаровой кран двухходовой с футеровкой

Двухходовой шаровой кран Youfumi с покрытием оснащен запирающейся ручкой из нержавеющей стали для минимизации случайного срабатывания.

Просмотреть продукт

Футеровка FEP: экономичная альтернатива

FEP также поддается термообработке, как и PFA, но его производство обходится дешевле. Компромисс заключается в более низкой температурной границе, около +150°C, и он быстрее теряет механическую прочность при нагревании.

Взамен вы получаете прозрачную футеровку, так что операторы могут наблюдать за потоком или обнаруживать пузырьки, не открывая ничего. Он также легко формуется в более сложные формы, что еще больше снижает затраты. Это делает FEP естественным выбором для футерованного пробкового крана в очистке сточных вод, дозировании сельскохозяйственных химикатов или общей транспортировке кислот, где температура остается умеренной. Если вы стандартизируете пробковые краны для такого рода работ, стоит обратить внимание на футерованные пробковые клапаны продукцию YOUFUMI как более дешевый вариант, чем PFA.

Футеровка ETFE: высокая температурная производительность

ETFE не так химически неуязвим, как PTFE или PFA, но компенсирует это своей исключительной прочностью. Он гораздо лучше справляется с царапинами, проколами и истиранием, чем три других типа футеровки. Это имеет большое значение, когда ваша жидкость содержит твердые частицы, а не только агрессивную жидкость.

Именно поэтому вы увидите его в жестких промышленных применениях. Запорные клапаны для электростанций часто должны справляться с горячей зольной суспензией и потоками десульфуризации дымовых газов, и стандартная футеровка PTFE просто не выдержит такого сочетания тепла, истирания и химического воздействия в течение длительного времени. Запорный клапан электростанции с футеровкой ETFE сохраняет свою форму при таком повторяющемся напряжении, продолжая при этом противостоять агрессивной стороне, что, по сути, и является целью футерованные клапаны в первую очередь.

Сравнительная таблица: химическая стойкость, температурный диапазон, стоимость

Вот как четыре типа соотносятся друг с другом.

Отраслевые стандарты и испытания (ASTM, MSS SP)

Хорошие характеристики на бумаге мало что значат, если футеровка фактически не протестирована для подтверждения. Вот на что следует обратить внимание.

• ASTM F1545 регулирует, как изготавливаются клапаны с пластиковой футеровкой, включая минимальную толщину футеровки и проверку того, что футеровка не отделилась от корпуса.
• MSS SP-135 устанавливает требования к проектированию клапанов с футеровкой из фторполимера, устойчивых к коррозии, охватывая размеры и номинальные давления.
• API 598 / ISO 5208 — это стандарты испытаний на герметичность. Клапаны должны быть герметичными перед сертификацией.
• ASME B16.34 устанавливает пределы давления и температуры для самой металлической оболочки.

Ведущие производители также проводят высоковольтные испытания искрой по всей готовой футеровке, чтобы выявить дефекты в виде булавочных отверстий, которые невозможно заметить при обычном осмотре.

Как выбрать подходящий футеровочный материал для вашей среды

Как только вы узнаете стандарты, настоящая работа заключается в том, чтобы подобрать футеровку для вашего реального процесса, а не хватать ту, которую вы использовали раньше.

1. Начните с химической совместимости. Проверьте футеровку на соответствие реальной концентрации и температуре вашей среды, а не по общему графику. Если вы занимаетесь производством аккумуляторов, YOUFUMI поставляет клапаны для производства лития и новой энергетики линии, где выбор футеровки имеет большое значение для обеспечения отсутствия металлического загрязнения в путях электролита.
2. Затем проверьте рабочую температуру. PFA и PTFE достигают максимума около +180°C. FEP и ETFE достигают максимума около +150°C.
3. Подумайте о давлении и вакууме. Если ваша линия работает под вакуумом, используйте формованную, анкерную футеровку, такую как PFA. Спеченный PTFE может отходить от стенки в таких условиях.
4. Учитывайте абразивный износ по сравнению с чистым химическим воздействием. Если вы перемещаете суспензию, выигрывает прочность ETFE. Если это чистая химическая изоляция, PTFE или PFA — лучший выбор. YOUFUMI также поставляет футерованные клапаны для нефтехимических заводов, работающих со смесями углеводородов и кислот, поэтому это часто встречается в этой отрасли.

Правильно выполнив эту последовательность, вы получите клапан, который прослужит десятилетия, а не тот, который выйдет из строя в течение одного цикла технического обслуживания. Футерованные клапаны не взаимозаменяемы только потому, что все они устойчивы к химическим веществам. Правильный материал зависит от ваших фактических условий температуры, давления и абразивного износа, а не от общей проверки совместимости.