Comparaison entre le traitement PTFE et PFA

Depuis plusieurs années, les polymères fluorés jouent un rôle important dans les industries chimiques et similaires pour protéger les installations et les équipements contre les attaques chimiques d'un large éventail de milieux agressifs.En effet, ils offrent une résistance chimique et une stabilité thermique nettement supérieures à celles des autres plastiques ou matériaux élastomères. Depuis plusieurs années, les polymères fluorés jouent un rôle important dans l'industrie chimique et les industries similaires pour protéger les installations et les équipements contre les attaques chimiques d'un large éventail de produits agressifs. médias.En effet, ils offrent une résistance chimique et une stabilité thermique nettement meilleures que les autres plastiques ou matériaux élastomères.

Suite au développement du PTFE, l'introduction de l'éthylène-propylène fluoré (FEP) transformable par fusion en 1960 a ouvert des domaines d'application entièrement nouveaux.Le PFA, un polymère perfluoroalcoxy utilisé avec succès depuis 20 ans comme matériau de revêtement, est désormais le successeur thermoplastique du PTFE, avec une résistance thermique et chimique équivalente et des propriétés supérieures en termes d'aptitude au traitement, de translucidité, de résistance à la perméation et de résistance mécanique. .

Dans l’industrie chimique, les deux polymères fluorés – PTFE et PFA – sont principalement utilisés sous forme de revêtements.Pour les formes simples, telles que les tuyaux, les coudes, les pièces en T ou les joints de réduction, le PTFE est généralement utilisé ;il est appliqué au moyen d'une extrusion de pâte, d'une extrusion à coulisse ou d'un enroulement de ruban.Dans ces processus, une préforme est réalisée en PTFE ;celui-ci est ensuite fritté et inséré dans la pièce métallique.L’utilisation du PTFE pour le revêtement de pièces métalliques de forme complexe, telles que des vannes et des pompes, est plus difficile.Le moulage isostatique est alors la méthode privilégiée.Dans cette poudre de PTFE est introduite dans l'espace créé entre la pièce métallique et un sac en caoutchouc spécialement conçu pour épouser la forme de la zone à recouvrir.La poudre est pré-comprimée, puis pressée à froid pour obtenir la forme souhaitée.Enfin, le sac en caoutchouc est retiré et la pièce doublée est frittée dans un four à plus de 360°C (680°F).

Le PFA, un matériau thermoplastique avec un point de fusion bien défini, peut être traité par moulage par transfert ou moulage par injection.Le granulé est fondu dans un creuset ou dans l'extrudeuse puis poussé dans l'outil chaud par une presse hydraulique.

Cette méthode permet d'obtenir des épaisseurs de paroi très précises, avec des tolérances de ?0,5 mm, même avec des rayons serrés et des contre-dépouilles.Pratiquement aucune finition mécanique n'est nécessaire, sauf pour retirer la carotte et lisser les faces de contact des brides.

Cependant, lors de l'utilisation du moulage isostatique, une quantité considérable de finition mécanique est nécessaire – en fonction du degré de complexité de la forme à remplir – pour obtenir avec précision les dimensions souhaitées.

La régularité de l'épaisseur de paroi peut varier davantage, notamment dans le cas de formes plus complexes telles que les boîtiers de vannes.

Absorption et perméation

Contrairement aux métaux, les plastiques et les élastomères absorbent des quantités variables des milieux avec lesquels ils entrent en contact.C'est souvent le cas des composés organiques.L'absorption peut être suivie d'une perméation à travers le revêtement mural.Bien que ce phénomène soit rarement observé avec les polymères fluorés, il peut être contrecarré par une épaisseur de paroi accrue ou par l'installation de dispositifs permettant d'évacuer l'espace entre le revêtement en polymère fluoré et la paroi métallique.Il a été clairement démontré qu'en termes de perméation et d'absorption, les polymères fluorés traités par fusion tels que le PFA présentent de meilleures propriétés de barrière que le PTFE.

Résistance au vide

La résistance au vide est nécessaire car, dans les systèmes fermés du type largement utilisé dans le traitement chimique, une baisse de température crée un vide dans le système, à moins qu'il ne fonctionne déjà en dessous de la pression atmosphérique.Lors de l’utilisation du PFA, il est relativement simple d’obtenir une résistance au vide adéquate pour le revêtement.Habituellement, le revêtement est « ancré » ?au mur métallique au moyen de "queue d'aronde"rainures ou canaux dans le

dernier.

Avec des granulés de PTFE formés à froid, il est plus difficile d'obtenir un ancrage solide du revêtement dans la paroi métallique car des canaux relativement grands seraient nécessaires pour permettre à la poudre de PTFE de s'écouler dans les rainures.C'est pourquoi, plus généralement, des agents de liaison sont utilisés entre le revêtement en PTFE et le boîtier métallique.Cependant, en raison des caractéristiques antiadhésives des polymères fluorés et de la résistance thermique limitée des agents de liaison, le PTFE ne présente qu'une résistance au vide limitée.

Le contrôle qualité évite les fissures et les vides

Avec les revêtements PTFE et PFA, la rigidité diélectrique est mesurée afin d'identifier les défauts.Cette méthode identifie de manière fiable les fissures et les vides qui traversent tout le matériau mais, en raison de la haute résistivité bien connue des polymères fluorés, elle n'indique aucun défaut qui commence à 1,5 mm ou plus sous la surface (fig. 5). .

Pour cette raison, d’autres tests utilisant des méthodes ultrasoniques peuvent également être appliqués.Ce test mesure la distance entre la surface du revêtement et le boîtier métallique.Cependant, il n’est pas fiable car il ne fournit pas l’épaisseur réelle du revêtement lorsqu’un vide ou une porosité est présent.De plus, cette méthode n’est pas pratique à utiliser sur de petites pièces ou de petites formes complexes avec des contre-dépouilles et des rayons serrés.

Une autre méthode pour vérifier les défauts de surface tels que les fissures et les vides est la méthode dite « Met-L-Check »méthode de ressuage.Mais cette méthode se limite à détecter uniquement les défauts de surface.

Structure chimique

Le PFA, qui est translucide, peut être vérifié optiquement de manière fiable.Les fissures et les vides sous la surface peuvent être rendus visibles à l'aide de sources lumineuses appropriées.Les endroits difficilement accessibles du revêtement peuvent être examinés à l'aide de lampes à lumière froide et de guides de lumière à fibres flexibles.

Comparaisons des coûts pour les doublures

En termes de prix des matières premières, le PFA coûte environ trois fois plus cher que le PTFE.

Cet inconvénient peut cependant être compensé ou fortement réduit, en fonction de facteurs tels que la forme à garnir, ses dimensions, le nombre de pièces à garnir et le procédé de traitement adopté.Ceci est possible car le PFA ne nécessite ni préparation manuelle du processus ni usinage de finition avec les pertes de matière correspondantes.

L’utilisation de PFA pour le revêtement de pièces de très grande taille n’est pas recommandée, car le coût élevé du matériau rendrait la pièce trop chère.Un autre point à garder à l'esprit est le coût des outils, qui ne sont pas amortis.

lorsque seul un petit nombre de pièces doit être revêtu.De plus, il existe des limites pratiques au poids du matériau injecté que les machines de moulage sont capables de manipuler.

Conclusions

Plus de 20 ans d'expérience dans le domaine des revêtements pour diverses pièces, par exemple des corps de vannes et de pompes, ont montré que le PFA présente de nombreux avantages lorsqu'une résistance thermique et chimique élevée est la principale exigence.

L'épaisseur de paroi précise et uniforme que l'on peut obtenir avec le PFA constitue un avantage majeur, en particulier lorsque l'on travaille avec des supports ayant une forte tendance à se diffuser.

L'expérience pratique a également montré que le PFA offre de meilleures propriétés barrière que le PTFE.

Les fabricants de brome signalent, par exemple, que la profondeur de pénétration du brome dans le PFA est environ un tiers inférieure à celle du PTFE, lorsque les conditions de fonctionnement telles que la durée, la température et la pression sont les mêmes.

Le PTFE, en revanche, est encore largement utilisé pour les composants des vannes chimiques et autres équipements de traitement chimique où une résistance à la fatigue par flexion est requise.

Des exemples typiques de telles applications sont les soufflets, ainsi que les membranes des vannes et des pompes.

Pour les bagues de siège, les bouchons, les joints et pièces similaires, le PTFE est un matériau approprié et économique.

Une tendance récente pour de telles pièces consiste à utiliser du PTFE modifié, car sa stabilité dimensionnelle et sa dureté sont supérieures à celles du PTFE standard.

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