PTFE tiivistemateriaalina — ominaisuudet, edut ja rajoitukset

Miksi PTFE tiivisteeissä?

PTFE kestää käytännössä kaikkia teollisuuskemikaaleja. Se ei reagoi happojen, emästen, liuottimien eikä hiilivetyjen kanssa. Ainoastaan sulat alkalimetallit ja fluorikaasut ääriolosuhteissa voivat vahingoittaa sitä. Tämä universaali kemiallinen kesto tekee PTFE:stä turvallisen valinnan kun tiivisteen kemikaalialtistus on monipuolista tai tuntematon.

Lämpötila-alue

PTFE toimii jatkuvassa käytössä –200 °C … +260 °C lämpötiloissa. Tämä on laajin käyttölämpötila-alue kaikista tiivistemateriaaleista. Kryogeenisistä sovelluksista kuumahöyrylinjoihin — PTFE toimii.

Vertailun vuoksi: kumitiivist eet toimivat tyypillisesti –40 … +150 °C ja POM-tiivisteet –40 … +100 °C.

Kitka ja tarttumattomuus

PTFE:llä on alhaisin kitkakerroin kaikista kiinte istä materiaaleista — noin 0,04–0,10. Tämä tarkoittaa, että PTFE-tiivisteet liukuvat akselilla lähes kitkatta, mikä vähentää energiahävikkiä ja kulumista. Akseli- ja mäntätiivisteet hyötyvät tästä erityisesti.

PTFE ei myöskään tartu vastapintoihin, mikä helpottaa huoltoa ja vaihtotyötä.

PTFE:n haasteet tiivisteeissä

Puhdas PTFE on pehmeä materiaali ja viruu kuormituksen alla (cold flow). Tämä tarkoittaa, että puristettuna PTFE-tiiviste muuttaa hitaasti muotoaan, mikä voi aiheuttaa tiivistevuodon ajan myötä. Tähän ongelmaan on kaksi ratkaisua:

1. Täytetyt PTFE-laadut: Lasikuitu, hiili, grafiitti tai pronssi parantavat merkittävästi PTFE:n jäykkyttä ja virumiskestävyyttä. Esimerkiksi 25% lasikuitutäytteinen PTFE kestää kuormitusta huomattavasti paremmin kuin puhdas PTFE.

2. Jousikuormitetut tiivisteet: Metallijousi pitää PTFE-tiivisteen jatkuvassa puristuksessa, kompensoiden virumista ja lämpölaajenemista automaattisesti.

PTFE-tiivistetyypit

Täytettyjen PTFE-laatujen vertailu

Sovellusalueet

Kemianteollisuus: Putkistojen laippatiivisteet, venttiili-istukot, reaktoritiivisteet — kaikkialla missä aggressiiviset kemikaalit asettavat vaatimuksia.

Elintarvike- ja lääketeollisuus: FDA-hyväksytty, hajuton ja mauton PTFE soveltuu suoraan elintarvike- ja lääkekontaktiin. Helppo puhdistaa ja kestää sterilointia.

Hydrauliikka ja pneumatiikka: Mäntä- ja varstiivisteet, joissa PTFE:n alhainen kitka mahdollistaa tarkan ja tasaisen liikeradan ilman stick-slip-ilmiötä.

Öljy- ja kaasuteollisuus: Korkeapaineventtiilien tiivisteet, kompressorien mäntärenkaat ja korroosionkestävät laippatiivisteet.

Yhteenveto

PTFE on ylivertainen tiivistemateriaali kun sovellus vaatii kemiallista kestoa, laajaa lämpötila-aluetta tai alhaista kitkaa. Täyteaineet ratkaisevat puhtaan PTFE:n suurimman heikkouden — virumisen — ja laajentavat käyttöaluetta entisestään. Oikean PTFE-laadun valinta riippuu sovelluksen paineesta, lämpötilasta, kemikaalista ja liiketyypistä.