Yüksek Performans Uygulamaları için Pnömatik Aktüatörlü veya PCTFE Contalı PEEK Küresel Vana

Ball valf yuvaları için kullanılan iki ana polimer kategorisi vardır: PTFE (hem virgin hem de dolgulu) ve PEEK. Bunlar çeşitli nedenlerle popüler malzemelerdir, ancak her birinin daha iyi uyarlanmış olduğu uygulamalar vardır.

Küresel Vanalar

Küresel vanalar, su, yağ, buhar, hava, bulamaçlar ve aşındırıcı sıvıların akışını kontrol etmek için kullanılır. HVAC sistemlerinde, petrokimya işleme, gıda işleme, su dağıtım sistemlerinde, otomatik yanma sistemlerinde ve enstrümantasyon kontrolünde bulunabilirler.

Bir küresel vananın içinde çeşitli parçalar (örneğin, mil, mil somunu, küre, gövde) bulunurken, en önemli parçalardan biri küresel vana yuvasıdır. Küresel vana yuvalarının iki ana işlevi vardır: oturma stresini eşit olarak dağıtmak ve sağlam bir sızdırmazlık sağlamak - ve bunu başarmak için doğru malzemeden yapılmaları gerekir.

Küresel Vana Yuvası Malzemelerinin Temel Özellikleri

Küresel vana yuvaları için herhangi bir malzemenin sahip olması gereken altı kritik özellik vardır:

• Mil torkunu azaltmak için düşük sürtünme
• Mükemmel aşınma direnci
• İyi stres geri kazanımı
• Sağlam bir sızdırmazlığı korumak için yeterli elastikiyet
• Boyutsal kararlılık
• İlgili ortamla kimyasal uyumluluk

Küresel vanalar gıda, süt veya ilaç uygulamalarıyla bağlantılı olarak kullanılıyorsa, FDA onaylı malzemeler de gerektirebilirler. Ve kullanılabilecek çeşitli polimer malzemeler varken, PTFE, dolgulu-PTFE ve PEEK en sık kullanılanlardır.

Zorlu Ortamlar İçin Malzeme Özellikleri

Çalışma ortamına bağlı olarak, dahil olan başka hususlar da vardır. Bunlar, aşırı sıcaklıklarda (kriyojenik sıcaklıklar dahil olabilir) boyutsal kararlılık ve güvenilir performansın yanı sıra, sıcak su, buhar ve/veya kostik temizleme malzemeleri içeren sterilizasyon rutinlerine dayanabilme yeteneğini içerebilir. Ve suya veya neme uzun süre maruz kalma varsa, bir küresel vana yuvası düşük bir higroskopik genleşme katsayısına sahip olmalıdır. Ek olarak, malzemelerin alev geciktirici, yangına dayanıklı veya radyasyonlu ortamlarda kullanıma uygun olması gerekebilir.

PTFE Küresel Vana Yuvaları

PTFE, küresel vana yuvası malzemeleri için uzun süredir popüler bir seçim olmuştur ve FDA onaylı kalitelerde mevcuttur. Virgin PTFE, mevcut herhangi bir termoplastiğin en düşük sürtünme katsayısına sahiptir ve dolgulu-PTFE kaliteleri de çok düşük sürtünme ile mevcuttur. Bu polimer aynı zamanda kuru çalışmaya (ve dolayısıyla yağlayıcı gerektirmez) uygundur ve yapışma-kayma davranışı göstermez.

PTFE, mükemmel aşınma direnci ve iyi stres geri kazanımı sağlar; bu, doğru katkı maddesi seçimiyle artırılabilir. Aşırı sıcaklıklar ve yüksek derecede aşındırıcı malzemeler varlığında bile iyi bir sızdırmazlık sağlamak için yeterli sünekliğe sahiptir. Hem düşük bir termal genleşme katsayısına hem de iyi bir higroskopik genleşme katsayısına sahiptir, bu da onu boyutsal olarak kararlı hale getirir. Ayrıca yangına dayanıklı, hidrofobik ve ıslanmazdır

PTFE'nin kimyasal uyumluluğu ve yüksek sıcaklık performansı, sanitasyon ve sterilizasyon içeren uygulamalarla iyi çalıştığı anlamına gelir. Ek olarak, kimyasal uyumluluğu, florin ve sıvı alkaliler hariç olmak üzere çok çeşitli ortamlarla iyi çalışır. Çalışma sıcaklık aralığı, -429°F ile 400°F arasındaki kriyojenik sıcaklıkları içerir. Ancak, virgin PTFE'nin sıcaklık performansının çalışma basıncına son derece bağlı olduğunu unutmayın.

PTFE'nin dezavantajları arasında, soğuk akışa duyarlı olması, 5 ksi'den fazla olmayan sıcaklıklar için en iyisi olması ve 1×104 rads'lik maksimum ömür boyu radyasyon dozu nedeniyle radyasyon varlığında sınırlı performansa sahip olması sayılabilir. Ayrıca, yüksek basınç uygulandıktan sonra dekompresyon sorunlarına tabidir ve 167°F'den büyük sıcaklık dalgalanmalarına maruz bırakılmamalıdır.

Dolgulu-PTFE Küresel Vana Yuvaları

Dolgulu-PTFE açısından, en iyi uyarlanmış kombinasyonlar karbon grafit ve cam dolguludur. Yüksek sıcaklıklar ve basınçlar normal çalışma ortamının bir parçası olduğunda, virgin PTFE yerine karbon grafit takviyeli PTFE seçilir. Daha iyi aşınma özellikleri sunar ve oldukça düşük bir sürtünme katsayısını korurken virgin PTFE'den daha az soğuk akışa eğilimlidir.

Cam dolgulu PTFE ayrıca, daha iyi ekstrüzyon direnci ve daha iyi aşınma özellikleri sunarken, virgin PTFE'nin birçok olumlu yönünü korur. Genellikle gıda, süt ve ilaç endüstrisi için tercih edilen küresel vana yuvası malzemesidir ve yine de oldukça düşük bir sürtünme katsayısını korur. Ancak cam lifleri nedeniyle daha aşındırıcı olma olasılığı daha yüksektir ve asit ve güçlü kostikler gibi cama saldırdığı bilinen kimyasallarla da uyumsuzdur. Cam dolgulu PTFE'nin yangına dayanıklı olduğunu unutmayın.

Başka bir seçenek, %50 PTFE ve %50 toz 316 SS'den oluşan paslanmaz çelik takviyeli PTFE'dir. Bu özel dolgulu PTFE kalitesi, virgin PTFE'den biraz daha geniş bir çalışma sıcaklık aralığı (550°F'ye kadar) sunar ve çok daha yüksek basınçları kaldırabilir. Birincil dezavantajı, sürtünme katsayısının önemli ölçüde daha yüksek olmasıdır, bu da daha hızlı aşınmaya ve yüksek bir mil torkuna yol açabilir. Ancak, yangına dayanıklıdır.

PEEK Küresel Vana Yuvaları

PEEK, -70°F ila 600°F arasında geniş bir sıcaklık aralığı ve iyi kimyasal uyumluluk dahil olmak üzere PTFE ile birçok ortak noktaya sahiptir. Sürtünme katsayısı PTFE kadar düşük değildir, ancak yüksek sıcaklık ve basınç içeren uygulamalarda son derece iyi performans gösterir. Ayrıca PTFE'den daha aşınmaya dayanıklıdır ve daha dayanıklıdır.

PTFE'nin aksine, radyasyona maruz kaldığında mükemmel performans sunar, bu da onu nükleer uygulamalara iyi uyarlar ve PTFE'nin kaldıramayacağı aşırı yüksek sıcaklıklarda daha iyi çalışır, bu da onu petrol ve gaz endüstrisi için mükemmel bir seçim haline getirir. Ayrıca alev geciktiricidir.

PEEK, PTFE kadar geniş bir kimyasal uyumluluk aralığına sahip değildir ve asla sülfürik aside maruz bırakılmamalı veya aşındırıcı ortamlarda kullanılmamalıdır. Ancak, sıcak su ve buhara sürekli maruz kalma ve ultra yüksek vakum basınçları içeren durumlarda iyi performans gösterir. PTFE'den önemli ölçüde daha sert olmasının yanı sıra, PEEK daha düşük sıcaklıklarda kırılgan davranış sergiler.

Sonuç

PTFE, dolgulu PTFE ve PEEK, çok çeşitli uygulamalarda küresel vana yuvaları için mükemmel yüksek performanslı polimerlerdir.