Materialeigenschaften und Anwendungen von Teflonrohren (Fluorpolymerrohren)

Hochleistungspolymerschläuche: Haltbarkeit und branchenübergreifender Einsatz

Fluorpolymere sind bekannt für ihre umfassende chemische Beständigkeit, ihre nützlichen physikalischen Eigenschaften und ihre hervorragenden thermischen Eigenschaften – obwohl sie oft relativ höhere Kosten verursachen. Sie werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, in denen korrosive Chemikalien verwendet werden, beispielsweise in der Halbleiterindustrie, in der Spritzlackierung und in der chemischen Industrie. Hier bei Langchi sind wir bestrebt, unseren Kunden erstklassige Fluorpolymerschläuche anzubieten und Sie bei der Auswahl der besten Option zu unterstützen. Wir bieten Fluorpolymerschläuche Hergestellt aus Materialien wie FEP, PFA, PTFE, PVDF, Und ETFE, während wir die Schläuche weiterentwickeln und konstruieren, um ihre bereits hohe Widerstandsfähigkeit basierend auf den Anforderungen der Arbeitsumgebung entsprechend Ihrer Anwendung zu erweitern.

Einführung

Im Allgemeinen können Fluorpolymere in zwei Klassen unterteilt werden: perfluorierte Fluorpolymere und teilweise fluorierte Fluorpolymere. Teilfluorierte Fluorpolymere führen Wasserstoffatome in ihre chemischen Strukturen ein, wodurch sie physikalisch härter, widerstandsfähiger gegen UV-Strahlung, chemisch weniger inert und thermisch weniger stabil werden. Zu den Fluorpolymeren, die häufig verwendet werden, gehören PTFE, PFA, FEP, PVDF und ETFE. PTFE, PFA und FEP sind perfluoriert, während die anderen beiden teilweise fluoriert sind.

Wann PTFE Als es erstmals entwickelt wurde, wurde es für seine nahezu universelle chemische Beständigkeit gefeiert. Allerdings war die Verarbeitung von PTFE für den industriellen Einsatz schwierig: Es kann nicht schmelzverarbeitet werden. Das Drucken von Logos oder Etiketten oder das Zusammenschweißen von Schläuchen zu einem mehrreihigen Schlauch sind für PTFE-Teile auch heute noch schwierige Aufgaben. Teflonschlauch Weiteres Engineering war erforderlich.

FEP gehörte zu den ersten Lösungen für dieses Problem und opferte die Arbeitstemperaturobergrenze (von 260℃ bis 200℃ bei PTFE) für eine verbesserte Verarbeitbarkeit. Es verfügt über bessere mechanische Eigenschaften als PTFE und ist wesentlich einfacher zu verarbeiten.

PFA bewahrt die hohe Arbeitstemperaturgrenze von PTFE durch die Einführung einer Seitenkette in seiner chemischen Struktur. In der Praxis weist PFA im Vergleich zu PTFE eine überlegene chemische Beständigkeit, thermische Stabilität und Abriebfestigkeit auf.

PVDF opfert die Arbeitstemperaturobergrenze (175℃) und eine gewisse chemische Beständigkeit (empfindlich gegenüber starken Säuren/Oxidationsmittel bei hohen Temperaturen, relativ schlechte Leistung gegenüber Estern und Ketonen) für eine große mechanische Haltbarkeit, hohe Zugfestigkeit, Zugmodul, Bruchdehnung, Schlagfestigkeit, Flexibilität usw. Bemerkenswerter sind seine piezoelektrischen und pyroelektrischen Eigenschaften (Fähigkeit, Druck/Wärme in elektrische Signale umzuwandeln), die den Einsatz in verschiedenen Bereichen ermöglichen.

ETFE hat eine noch niedrigere Arbeitstemperaturobergrenze (150℃), aber auch eine niedrigere Arbeitstemperaturuntergrenze (-60℃) und ist hochtransparent. Auch die chemische Beständigkeit ist besser als bei PVDF.

Chemische Beständigkeit

Fluorpolymere sind für ihre hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber den meisten in industriellen Prozessen üblichen Chemikalien bekannt.

Unter diesen ist PTFE für seine beste chemische Beständigkeit bekannt – es ist bei normaler Arbeitstemperatur und normalem Druck inert gegenüber fast allen Chemikalien und ist daher die erste Wahl für den Transport stark korrosiver Chemikalien in verschiedenen Branchen.

PFA und FEP sind dafür bekannt, dass sie in einer Standardarbeitsumgebung eine ähnliche chemische Beständigkeit aufweisen. Wenn die Arbeitsumgebung jedoch extremer ist (bei hoher Temperatur und hohem Druck), würde PFA FEP übertreffen.

ETFE ist auch dafür bekannt, dass es den meisten Chemikalien in der industriellen Produktion beständig ist, dieses Material ist jedoch schwach gegenüber stark korrosiven Lösungsmitteln, Oxidationsmitteln, chlorierten Lösungsmitteln, Ketonen und Estern.

PVDF verfügt außerdem über eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Industriechemikalien und ist dafür bekannt, dass es diese Beständigkeit auch bei erhöhten Temperaturen und Drücken beibehält. Es ist schwach gegen konzentrierte Schwefelsäure und alkalische Lösungen mittlerer Konzentration. Es ist bekannt, dass einige polare Lösungsmittel (wie Ketone und Ester) PVDF zum Quellen oder Auflösen bringen.

Andere Widerstände

Wasseraufnahme:

Water moisture in the working environment can be absorbed by nearby plastic parts and cause undesired shape changes, water-soluble ion leakage, and changes in mechanical properties. While some effects are reversible, the damage to the plastic parts will be significant after extended use.

Fluoropolymers are known for their very low water absorption rates, typically at a magnitude of 10-2~10-3 percent weight. Among them, PTFE is known for having the lowest water absorption rate.

Flame retardant:

Unter Flammschutz versteht man die Fähigkeit, die Ausbreitung von Feuer zu stoppen. Aufgrund ihrer chemischen Struktur verfügen alle Fluorpolymere über eine hervorragende Flammhemmung. Wenn sie einer Flamme ausgesetzt werden, erlöschen sie schnell von selbst, sobald sie von der Flamme entfernt werden. PTFE/PFA/FEP-Materialien sind gemäß UL94 V-0 eingestuft, ebenso wie PVDF/ETFE. Es ist zu beachten, dass PVDF und ETFE in diesem Bereich leicht unterdurchschnittlich abschneiden.

UV-Strahlung:

Dieser Faktor wird im Allgemeinen berücksichtigt, wenn die Notwendigkeit eines Außenbetriebs besteht. Gemäß den Standardannahmen am Arbeitsplatz wird PTFE nicht für den längeren Einsatz im Freien empfohlen, während in diesem Bereich PFA, FEP und ETFE bevorzugt werden. PVDF ist ebenfalls akzeptabel.

Kaltfluss:

Unter Kaltfluss oder Kriechen versteht man eine Verformung unter Langzeitbeanspruchung. Der Effekt des Kaltflusses wird umso schwerwiegender, je höher die Umgebungstemperatur und der Druck sind. Im Allgemeinen sind stärker fluorierte Materialien anfälliger für den Effekt des Kaltflusses, was bedeutet, dass PTFE sehr anfällig für diesen Effekt ist. Allerdings reichen bereits geringfügige Modifikationen aus, um die Wirkung abzuschwächen. Dennoch wird davon abgeraten, Fluorpolymerschläuche bei Drücken über den empfohlenen Werten zu verwenden.

Arbeitstemperatur

Ein weiteres bekanntes Merkmal der Fluorpolymere ist ihr großer Arbeitstemperaturbereich. In einer Standardumgebung können alle Fluorpolymere bei Temperaturen deutlich über dem Siedepunkt und deutlich unter dem Gefrierpunkt wie vorgesehen funktionieren. Nachfolgend finden Sie das Arbeitstemperaturdiagramm für Langchi-Fluorpolymerschläuche:

As shown in the chart, PTFE and PFA perform better under high temperatures, with a maximum service temperature of up to 260°C.

Physical Properties

Elasticity:

In complex working environments with limited available space, users might install hoses bent. Therefore, the ability to withstand bending without deformation is valuable. Below is our size 3/8” (OD 3/8”, ID 1/4”, or OD 9.53mm, ID 6.33mm) fluoropolymer hoses’ minimum bend radii at 20 Celsius, which measures this ability.

Wie in der Tabelle gezeigt, weisen Fluorpolymere eine feine Elastizität auf und PTFE schneidet in diesem Bereich etwas besser ab. Ohne zusätzliche technische Hilfsmittel ist PTFE weicher als Nylonkunststoffe. Normalerweise würde eine Erhöhung des Fluorgehalts die Härte verringern.

Reibung:

Alle Fluorpolymere haben niedrige Reibungskoeffizienten. Diese Eigenschaft bedeutet, dass in Fluorpolymerschläuchen transportierte Flüssigkeiten aufgrund der Reibung nicht viel an Geschwindigkeit verlieren. Im Allgemeinen bedeutet ein höherer Fluorgehalt im Fluorpolymer eine geringere Reibung.

Elektrik:

Im Allgemeinen haben Fluorpolymere einen hohen elektrischen Widerstand (insbesondere ETFE kann einen niedrigeren Widerstand haben). Dies verleiht ihnen eine hervorragende Beständigkeit gegen Lichtbögen und statische Elektrizität, die an Arbeitsplätzen entstehen können.

Anwendungen

Fluorpolymerschläuche finden aufgrund ihrer erstklassigen Eigenschaften Anwendung in verschiedenen Industriezweigen.

Im Laufe unserer langjährigen Tätigkeit haben wir viele Kunden bedient, die Fluorpolymerschläuche angefordert haben. Zu ihren spezifischen Anwendungen gehören:

– Wird als Spritzpistolenkern verwendet

– Wird in verschiedenen Branchen (z. B. Halbleiter, Chemie, Energie) zum Transport korrosiver Flüssigkeiten verwendet

Materialidentifikation

In ihrer nicht-technischen Form sind PFA, FEP und ETFE transparent, während PTFE und PVDF undurchsichtig sind.

Materialien mit identischen optischen Eigenschaften können durch Erhitzen unterschieden werden: PFA (beständig bis 260°C), FEP (200°C), ETFE (150°C); opakes PVDF (175°C) weist im Vergleich zu PTFE (260°C) eine deutlich andere Temperaturbeständigkeit auf. (Warnung: Beim Erhitzen von Fluorpolymeren entstehen hochgiftige Substanzen – der Betrieb in ungeschützten Umgebungen ist strengstens verboten.)

Auswahl

Die Auswahl des zu verwendenden Fluorpolymertyps hängt stark davon ab, wie anspruchsvoll die Arbeitsbedingungen und das Arbeitsmedium sind. Für weniger anspruchsvolle Anforderungen besteht die Möglichkeit, Alternativen zu wählen.

PTFE deckt normalerweise alle Arbeitsplatzbedingungen und Arbeitsmediumanforderungen ab, da es das breiteste Spektrum an chemischer Beständigkeit bietet. Allerdings ist es auch am anfälligsten für den Effekt des Kaltflusses, was bedeutet, dass der empfohlene Arbeitsdruck vergleichsweise niedriger wäre. PTFE ist außerdem schwer zu verarbeiten, sodass Teile mit zu vielen Modifikationen nicht aus PTFE hergestellt werden können.

Die chemische Beständigkeit von FEP und PFA kann mit der von PTFE mithalten und wird häufig als Ersatz verwendet. PFA ist außerdem weniger anfällig für den Effekt des Kaltflusses, sodass es auch bei hohen Temperaturen und konstanter Belastung eingesetzt werden kann. Im Allgemeinen bietet FEP genügend Widerstand, um weniger anspruchsvolle industrielle Anwendungen zu einem günstigeren Preis abzudecken. Allerdings übertrifft PFA FEP unter extremen Arbeitsbedingungen in Bezug auf die chemische Beständigkeit.

ETFE und PVDF werden typischerweise bei weniger anspruchsvollen Arbeitsbedingungen eingesetzt. Sie sind ein guter Ersatz füreinander, ihre maximale Arbeitstemperatur ist jedoch unterschiedlich. ETFE bietet eine bessere chemische Beständigkeit, während PVDF eine bessere physikalische Beständigkeit bietet.

Verwendung

Obwohl Fluorpolymere starke Materialien sind, sollten Fluorpolymerschläuche dennoch mit Vorsicht verwendet werden.

Vor der Installation:

Stellen Sie sicher, dass die übertragene Flüssigkeit mit der Widerstandsfähigkeit des Schlauchs kompatibel ist.

Stellen Sie sicher, dass der Arbeitsdruck und die Temperatur unseren Empfehlungen entsprechen.

Während Fluorpolymere einen gewissen elektrischen Widerstand bieten, sollte statische Elektrizität dennoch ein Problem darstellen, wenn die übertragene Flüssigkeit empfindlich ist. Verwenden Sie bei Bedarf antistatische Produkte.

Installation:

Stellen Sie sicher, dass die Installationsenden nicht undicht sind und die Verbindungen sicher sind – Arbeitssituationen, in denen Fluorpolymere erforderlich sind, erfordern häufig stark korrosive Chemikalien, die nicht auslaufen dürfen.

Achten Sie darauf, dass die Schläuche nicht zu stark gebogen werden.

Während des Gebrauchs:

Achten Sie auf längere UV-Strahlung – wählen Sie vor der Verwendung das richtige Material aus oder sorgen Sie für eine Abdeckung.

Achten Sie auf den Kaltflusseffekt – gönnen Sie sich Ruhe, wählen Sie ein alternatives Material oder wählen Sie Designs mit erhöhter Festigkeit.

Nach Gebrauch:

Gründlich reinigen – Fluorpolymere selbst sind zwar chemisch inert, die von ihnen übertragenen Flüssigkeiten können jedoch miteinander reagieren, wenn die Schläuche nicht ordnungsgemäß gereinigt werden.

Überprüfen Sie regelmäßig alle beschädigten/abgenutzten/veralterten/verformten Schläuche und entsorgen Sie diese.

Entsorgung:

Zu den gängigen Entsorgungsmethoden für Fluorpolymere gehören Recycling und Deponierung. Bei der Verbrennung von Fluorpolymeren entstehen schädliche Säureprodukte.

Mögliche Fehler

Wie alle Materialien können Fluorpolymere aus verschiedenen Gründen in unsicheren Arbeitsumgebungen versagen. Typischerweise können Ausfälle von Fluorpolymeren physikalische, mechanische oder chemische Ursachen haben.

Physische Fehler treten auf, wenn ein Teil des Schlauchs von der übertragenen Flüssigkeit durchdrungen oder diffundiert wird. Solche Fehler verursachen häufig Schwellungen, Blasenbildung oder lokale Polymerisationen und würden lokale Ausdehnungen verursachen.

Mechanische Ausfälle treten auf, wenn der Schlauch einer Kraft (Zug-, Druck- oder durch Vakuum erzeugte Spannungen) ausgesetzt ist, die seine Leistungsfähigkeit übersteigt und schließlich zu Brüchen oder Brüchen führt.

Zu chemischen Ausfällen kommt es, wenn der Schlauch Chemikalien ausgesetzt ist, die ihn angreifen können. Dies führt zu einer Verschlechterung der mechanischen Leistung und möglicherweise zum Eintrag von Verunreinigungen in die übertragenen Flüssigkeiten.

Die am weitesten verbreitete, nicht-intrusive Methode zur Erkennung von Fehlern ist die visuelle Inspektion, die auch als „direkte Betrachtung der Teile“ bezeichnet wird. Fluorpolymere sind gegenüber den meisten Schlussfolgerungen inert, daher ist es schwierig, sie mit gängigen Werkzeugen wie „inferred“ zu beobachten. Es stehen andere Methoden zur Verfügung, um Fehler ohne Eingriff zu finden, wie zum Beispiel die Funkenprüfung (Scannen einer Spannung durch das Teil, um Unterschiede entlang des Teils zu ermitteln – technisch gesehen führt diese Methode bei wiederholter Durchführung zu einer Beschädigung des Teils).

Im Allgemeinen können Konstruktionsfehler, falsche Materialauswahl, Produktionsmängel oder unsachgemäße Verwendung zu Ausfällen führen.