Клапаны с покрытием PTFE и PFA: какие лучше?

В этой статье сравниваются клапаны с покрытием из ПТФЭ и ПФА, рассматриваются их сильные стороны и различия, что поможет вам определить, какой вариант лучше всего подходит для ваших конкретных нужд.

Определение ПТФЭ и ПФА

Прежде чем приступить к сравнению, важно понять, что такое ПТФЭ и ПФА. 

ПТФЭ, широко известный под торговой маркой Teflon®, представляет собой синтетический фторполимер тетрафторэтилена. 

Этот материал широко используется благодаря своим антипригарным свойствам и устойчивости к высоким температурам и химическим веществам. 

С другой стороны, PFA представляет собой сополимер гексафторпропилена и перфторэфиров, также известный как Teflon® PFA. 

ПФА обладает многими свойствами, аналогичными свойствам ПТФЭ, но имеет другую молекулярную структуру, что позволяет перерабатывать его с помощью традиционных методов литья под давлением.

Клапаны с футеровкой из ПТФЭ

Шаровой кран с покрытием из ПТФЭ популярен в областях применения, где используются едкие или агрессивные химикаты, особенно в таких отраслях, как химическая переработка и фармацевтика. 

Нереактивные свойства ПТФЭ делают его чрезвычайно устойчивым к кислотам, основаниям и растворителям, что обеспечивает длительный срок службы компонентов клапана. 

В шаровых кранах покрытие из ПТФЭ гарантирует, что среда в трубопроводе не соприкасается с металлическими частями крана, что снижает риск коррозии и загрязнения. 

Однако одним из недостатков ПТФЭ является то, что его нельзя подвергать литью под давлением, что может привести к появлению дефектов, таких как точечные отверстия, в процессе производства. 

Эти отверстия могут со временем нарушить целостность клапана при воздействии определенных химических веществ.

Аналогично, поворотный дисковый затвор из ПТФЭ обеспечивает превосходную химическую стойкость и может эффективно работать в условиях высоких температур. 

Эти клапаны часто используются в отраслях, где работают с летучими веществами. Однако клапаны с футеровкой из ПТФЭ, включая шаровые клапаны с тефлоновым покрытием и дроссельные клапаны с тефлоновым покрытием, могут испытывать холодную текучесть — деформацию под постоянным давлением — что может ограничить их использование в средах с высоким давлением.

Клапаны с покрытием PFA

Для сравнения, шаровые краны с покрытием PFA обладают такой же термо- и химической стойкостью, как и PTFE, но имеют дополнительные преимущества благодаря своим уникальным технологическим возможностям. 

В отличие от ПТФЭ, ПФА можно формовать методом литья под давлением, что позволяет получить более гладкую и однородную футеровку внутри клапана. 

Этот процесс обеспечивает лучшую устойчивость шаровых кранов с покрытием PFA к просачиванию, что делает их идеальными для применений, требующих длительной прочности и безопасности. 

Кроме того, поскольку PFA можно формовать с более высокой точностью, в нем меньше вероятность образования микроотверстий, что повышает его эксплуатационные характеристики в высококоррозионных средах.

Когда дело доходит до абразивных условий процесса, PFA превосходит PTFE. Например, в целлюлозно-бумажной промышленности, где часто встречаются пульпы и едкие вещества, толщина футеровки PFA может быть увеличена вдоль краев клапана, что обеспечивает повышенную стойкость к истиранию. 

Это особенно актуально для футерованных шаровых кранов, используемых в шламовых и абразивных средах. 

Напротив, ПТФЭ имеет тенденцию к более быстрому расслаиванию или износу в аналогичных условиях, особенно по краям, где приклеена подкладка.

Основные преимущества PFA перед PTFE

Гибкость материала PFA позволяет производителям создавать более сложные и прочные футеровки клапанов по сравнению с PTFE. 

Например, процесс литья под давлением, используемый для PFA, обеспечивает более надежное соединение между подкладкой и корпусом клапана. 

Это помогает предотвратить расслоение под действием отрицательного давления, в ситуации, когда клапаны с покрытием из ПТФЭ, такие как поворотные дисковые затворы с покрытием из ПТФЭ, могут выйти из строя. 

Кроме того, гладкая поверхность PFA снижает вероятность проникновения технологических жидкостей через футеровку и попадания на металлические детали клапана, что увеличивает срок службы клапана.

Еще одним преимуществом PFA является его превосходная стойкость к проникновению. 

В некоторых промышленных применениях даже следовые количества проникновения могут привести к загрязнению, которое может иметь катастрофические последствия в таких отраслях, как производство полупроводников. 

PFA, особенно разновидность Super PFA, обеспечивает гораздо лучшую защиту от просачивания, чем PTFE. 

Например, испытания показали, что PFA может обеспечивать в три раза большую стойкость к проникновению, чем PTFE, при воздействии едких веществ, таких как соляная кислота.

Применение клапанов с покрытием из ПТФЭ и ПФА

Клапаны с покрытием из ПТФЭ и ПФА широко используются в отраслях, где решающее значение имеет химическая стойкость. 

Тефлоновый дисковый затвор или шаровой кран с тефлоновым покрытием часто встречаются в химической промышленности, водоочистке и фармацевтической промышленности, где долговечность и инертность имеют решающее значение. 

Между тем, шаровые краны с покрытием PFA часто используются в более агрессивных средах, например, на предприятиях по производству полупроводников или на химических заводах, где риск просачивания и истирания выше.

Другим часто используемым типом клапанов в этих отраслях промышленности является футерованный пробковый клапан, который может быть покрыт ПТФЭ или ПФА в зависимости от конкретных потребностей применения. 

Клапаны с тефлоновым покрытием предпочтительны при работе с менее абразивными средами, тогда как клапаны с покрытием PFA лучше подходят для более сложных условий эксплуатации, таких как перекачка шламов или высококоррозионных химикатов.

В двух словах: какой вариант лучше?

Выбор между клапанами с покрытием из ПТФЭ и ПФА зависит от конкретных условий вашего промышленного применения. 

Оба материала обладают превосходной химической стойкостью и долговечностью, но различия в их молекулярной структуре и методах обработки дают PFA определенные преимущества перед PTFE. 

Если ваша сфера применения предполагает наличие высококоррозионных или абразивных сред или если вам требуется долговременная надежность с минимальным риском проницаемости, лучшим выбором могут стать клапаны с покрытием PFA. 

Шаровые краны и поворотные затворы с покрытием PFA обладают превосходными характеристиками с точки зрения коррозионной стойкости, защиты от просачивания и долговечности.

С другой стороны, если ваша сфера применения менее требовательна и не предполагает экстремальных температур или давлений, то может быть достаточно шарового крана с футеровкой из ПТФЭ, поворотного затвора с ПТФЭ или пробкового крана с футеровкой. 

Доступность и широкая распространенность ПТФЭ делают его отличным выбором для многих отраслей промышленности, особенно там, где риски проницаемости и истирания невелики.

В конечном итоге, независимо от того, выберете ли вы дисковый затвор с тефлоновым покрытием или шаровой кран с покрытием PFA, понимание преимуществ и ограничений каждого материала позволит вам выбрать правильный клапан, отвечающий вашим конкретным потребностям.

Ресурсы:

ПТФЭ против ПФА

Сходства и различия ПТФЭ и ПФА

Подкладка PFA долговечна при любых условиях процесса