with Brak komentarzy

Poradnik

Uszczelki z PTFE wybiera się tam, gdzie guma i zwykłe płyty uszczelkarskie nie wytrzymują chemii. Teflon ma jednak jedną poważną wadę – pod naciskiem powoli płynie. Wyjaśniamy, czym różnią się odmiany PTFE i jak zamontować uszczelkę, żeby nie straciła szczelności po kilku tygodniach.

Dlaczego PTFE w ogóle trafia do uszczelek

PTFE (politetrafluoroetylen, potocznie teflon) to tworzywo, które w praktyce nie reaguje z niemal żadnym medium spotykanym w zakładzie. Kwasy mineralne, ługi, rozpuszczalniki, utleniacze, paliwa – większość z nich nie robi na nim wrażenia. Wyjątków jest niewiele i są dość egzotyczne: stopione metale alkaliczne, elementarny fluor i niektóre związki fluoru w podwyższonej temperaturze.

Do tego dochodzą bardzo szeroki zakres temperatur pracy, brak pęcznienia, nieprzywieranie do kołnierzy i fizjologiczna obojętność, dzięki której PTFE często wybiera się w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Dlatego wszędzie tam, gdzie guma czy płyta z włóknami i spoiwem elastomerowym nie wytrzymują chemii, uszczelka z PTFE jest pierwszym kandydatem.

Trzy odmiany: czysty, modyfikowany i ekspandowany

Pod hasłem „uszczelka teflonowa” kryją się w rzeczywistości trzy różne materiały, które zachowują się w kołnierzu zupełnie inaczej:

  • PTFE czysty (spiekany) – biała, sztywna płyta lub folia. Najwyższa czystość i odporność chemiczna, ale też największa skłonność do płynięcia pod naciskiem.
  • PTFE modyfikowany (napełniany) – PTFE z dodatkiem wypełniaczy mineralnych, np. krzemionki, siarczanu baru albo mikrosfer szklanych. Wypełniacz ogranicza płynięcie, a jego rodzaj dobiera się do medium – krzemionka lepiej znosi kwasy, siarczan baru środowisko zasadowe.
  • PTFE ekspandowany (ePTFE) – PTFE rozciągnięty do struktury mikroporowatej. Jest miękki i bardzo ściśliwy, dobrze wypełnia nierówności i pracuje przy niższym nacisku śrub, w postaci płyt lub taśm.

Porównanie odmian PTFE

Cecha PTFE czysty PTFE modyfikowany PTFE ekspandowany
Odporność chemiczna bardzo wysoka wysoka, zależy od wypełniacza bardzo wysoka
Płynięcie na zimno duże wyraźnie mniejsze małe po zaprasowaniu
Ściśliwość mała mała do średniej bardzo duża
Kołnierze nierówne, emaliowane, z tworzyw słabo średnio dobrze
Typowe zastosowanie podkładki, uszczelki o małym przekroju, elementy w rowku kołnierze rurociągów i aparatury chemicznej kołnierze delikatne lub zniekształcone, duże średnice

Tabela pokazuje tendencje, a nie wartości katalogowe. Konkretne parametry podaje zawsze karta techniczna danej płyty – warto ją sprawdzić przed zamówieniem.

Płynięcie na zimno – największa wada PTFE

Płynięcie na zimno (pełzanie, ang. cold flow) to powolne odkształcanie się materiału pod stałym obciążeniem, nawet w temperaturze pokojowej. PTFE jest na nie wyjątkowo podatny: uszczelka ściśnięta między kołnierzami z czasem rozpływa się na boki i robi się cieńsza. Skutek jest prosty – spada naprężenie w śrubach, a razem z nim nacisk na uszczelkę. Połączenie, które po montażu było szczelne, po kilku dniach lub tygodniach zaczyna przeciekać.

Zjawisko nasila się wraz z temperaturą i grubością uszczelki oraz wtedy, gdy materiał nie ma się o co oprzeć, czyli przy płaskich kołnierzach bez przylgi ograniczającej. Na pracę PTFE niekorzystnie wpływają też cykle grzania i chłodzenia, bo materiał ma dużą rozszerzalność cieplną w porównaniu ze stalą.

Jak ograniczyć pełzanie przy montażu

Płynięcia nie da się wyeliminować całkowicie, ale można je skutecznie ograniczyć:

  • Wybierz właściwą odmianę. Do typowych kołnierzy rurociągów zamiast czystego PTFE lepiej sprawdzają się płyty modyfikowane albo ePTFE.
  • Nie przesadzaj z grubością. Im grubsza uszczelka, tym więcej materiału może „uciec”. Grubość dobiera się do stanu kołnierzy, nie „na zapas” – więcej piszemy w poradniku Jaką grubość uszczelki z płyty wybrać?.
  • Dokręcaj równomiernie, na krzyż, w kilku przejściach, zgodnie z zaleceniami producenta płyty co do nacisku.
  • Dociągnij śruby po pewnym czasie, jeśli producent i procedury zakładu na to pozwalają – zwykle przed uruchomieniem lub po pierwszym nagrzaniu, ale wyłącznie na instalacji bez ciśnienia.
  • Ogranicz możliwość rozpływania – kołnierze z przylgą typu wpust-pióro albo uszczelka w rowku znacznie lepiej trzymają PTFE niż gładkie przylgi.
  • Rozważ podkładki sprężyste pod nakrętki, które częściowo kompensują spadek naprężenia w śrubach.

Temperatura i ciśnienie

Producenci podają dla PTFE zakres pracy ciągłej sięgający od temperatur kriogenicznych do około +260°C. W uszczelce kołnierzowej ta górna granica jest jednak tylko teoretyczna, bo wraz z temperaturą szybko rośnie pełzanie. Dopuszczalne połączenie temperatury i ciśnienia dla konkretnej płyty określa jej karta techniczna, często w formie wykresu pT – i to ona powinna decydować o doborze, nie ogólne dane o tworzywie.

Do pary i wysokich temperatur zwykle lepszym wyborem są płyty grafitowe albo płyty z włóknami i wkładką metalową. Do mediów agresywnych w umiarkowanej temperaturze – właśnie PTFE.

Gdzie PTFE się sprawdza, a gdzie nie

Uszczelki z PTFE dobrze pracują w instalacjach chemicznych i galwanizerniach, przy kwasach i ługach, w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, na kołnierzach emaliowanych, szklanych i z tworzyw (zwłaszcza ePTFE) oraz jako podkładki izolujące i ślizgowe. Słabiej radzą sobie przy dużych i częstych zmianach temperatury, przy niskim nacisku śrub (dotyczy PTFE czystego i modyfikowanego) oraz tam, gdzie uszczelka ma być sprężysta – PTFE nie wraca do pierwotnej grubości jak guma.

Jeżeli medium nie jest agresywne, a potrzebna jest elastyczność, warto rozważyć gumę techniczną – porównanie znajdziesz w poradniku EPDM, NBR, FKM czy silikon.

Uszczelki PTFE wycięte na wymiar

W PLASTCAR wycinamy uszczelki z PTFE i innych materiałów nożem oscylacyjnym CNC – od jednej sztuki do wielotysięcznych serii, według rysunku, pliku DXF lub starej uszczelki. Wymiary kołnierza i parametry pracy możesz wpisać w konfiguratorze uszczelek albo przesłać w zapytaniu. Podaj medium, temperaturę i ciśnienie, a pomożemy wybrać między PTFE czystym, modyfikowanym i ekspandowanym oraz przygotujemy wycenę.

Uszczelki wycięte na wymiar

Z płyt uszczelkarskich, gumy, silikonu, pianek i PTFE wycinamy uszczelki według rysunku, pliku DXF lub wzoru – już od jednej sztuki.