PEEK-Sitzkugelventil mit pneumatischem Aktor oder PCTFE-Sitz für Hochleistungsanwendungen

Es gibt zwei Hauptkategorien von Polymeren, die für Kugelventilsitze verwendet werden: PTFE (sowohl unbehandelt als auch gefüllt) und PEEK.Aber jeder hat Anwendungen, an die er sich besser anpasst..

Kugelventile

Kugelventile werden verwendet, um den Fluss von Wasser, Öl, Dampf, Luft, Schlamm und ätzenden Flüssigkeiten zu steuern.Wasserverteilsysteme, automatische Verbrennungssysteme und Steuerung der Geräte.

Während es verschiedene Teile innerhalb eines Kugelventils gibt (z. B. Stamm, Stammmutter, Kugel, Körper), ist einer der wichtigsten Teile der Kugelventilsitz.Sie müssen aus dem richtigen Material hergestellt sein, um die Belastung der Sitze gleichmäßig zu verteilen und eine feste Dichtung zu erreichen..

Schlüsselmerkmale von Sitzmaterialien für Kugelventile

Es gibt sechs kritische Eigenschaften, die jedes Material für Kugelventilsitze besitzen muss:

• Niedrige Reibung zur Verringerung des Stammmoments
• Ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit
• Gute Stresswiederherstellung
• Ausreichende Elastizität zur Aufrechterhaltung einer festen Dichtung
• Dimensionalstabilität
• Chemische Verträglichkeit mit den betroffenen Medien

Wenn die Kugelventile in Verbindung mit Lebensmitteln, Milchprodukten oder pharmazeutischen Anwendungen verwendet werden, benötigen sie möglicherweise auch Materialien, die von der FDA zugelassen sind.Und während es eine Vielzahl von Polymermaterialien gibt, die verwendet werden können, PTFE, gefülltes PTFE und PEEK sind die am häufigsten verwendeten.

Materiale Eigenschaften für raue Umgebungen

Es gibt auch andere Überlegungen, von denen viele von der Betriebsumgebung abhängen.Dazu gehören die Dimensionsstabilität und die zuverlässige Leistung bei extremen Temperaturen (einschließlich Kryogenik) sowie die Fähigkeit, Sterilisationsroutinen mit heißem Wasser standzuhalten.Wenn es zu einer längeren Exposition gegenüber Wasser oder Feuchtigkeit kommt, muss ein Kugelventilsitz einen geringen hygroskopischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.es kann erforderlich sein, dass die Materialien flammschutzfähig sind, feuerfest oder für den Einsatz in Strahlungsumgebungen geeignet.

PTFE-Kugelventilsitze

PTFE ist seit langem eine beliebte Wahl für Kugelventilsitzmaterialien und ist in FDA-zugelassenen Sorten erhältlich.Virgin-PTFE hat den niedrigsten Reibungskoeffizienten aller bestehenden Thermoplastika und gefüllte PTFE-Sorten sind auch mit sehr geringer Reibung erhältlichDieses Polymer kann auch trocken laufen (und benötigt daher keine Schmierstoffe) und zeigt kein Stick-Slip-Verhalten.

PTFE bietet eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und eine gute Spannungswiederherstellung, die durch die richtige Wahl der Zusatzstoffe verbessert werden kann.auch bei extremen Temperaturen und stark ätzenden Materialien. Es hat sowohl einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten als auch einen guten hygroskopischen Ausdehnungskoeffizienten, wodurch es dimensionell stabil ist.

Die chemische Kompatibilität und die hohe Temperaturleistung von PTFE bedeuten, dass es gut für Anwendungen mit Sanitär- und Sterilisationsanwendungen geeignet ist.seine chemische Kompatibilität funktioniert gut mit einer Vielzahl von Medien mit Ausnahme von Fluor und flüssigen AlkalienDer Betriebstemperaturbereich umfaßt die kryogenen Temperaturen zwischen -429°F und 400°F.dass die Temperaturleistung von unberührtem PTFE stark vom Betriebsdruck abhängt.

Zu den Nachteilen von PTFE gehört seine Empfindlichkeit gegenüber Kälte, ist am besten für Temperaturen von nicht mehr als 5 ksi geeignet,mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 100 WEs ist auch Problemen mit der Dekompression unterworfen, nachdem es unter hohem Druck gestellt wurde, und sollte nicht Temperaturschwankungen von mehr als 167 ° F ausgesetzt werden.

Füllte PTFE-Kugelventilsitze

Bei gefülltem PTFE sind Kohlenstoffgraphit und gefülltes Glas die am besten geeigneten Kombinationen.Bei hohen Temperaturen und hohem Druck ist PTFE mit verstärktem Kohlenstoffgraphit bei normalen Betriebsumgebungen besser als reines PTFE zu wählenEs bietet bessere Verschleißcharakteristiken und ist weniger anfällig für Kaltkriechen als PTFE, wobei ein relativ geringer Reibungskoeffizient beibehalten wird.

Glasgefülltes PTFE behält auch viele der positiven Eigenschaften von unberührtem PTFE bei und bietet gleichzeitig eine bessere Extrusionsbeständigkeit und bessere Verschleißmerkmale.Es ist oft die Kugelventil Sitzmaterial der Wahl für die LebensmittelDer Anteil der Glasfasern an der Verpackung ist in der Industrie, in der Milchindustrie und in der pharmazeutischen Industrie relativ gering.es ist eher abrasiv und auch mit Chemikalien, die bekanntlich Glas angreifen, unvereinbarEs ist zu beachten, dass glasgefülltes PTFE feuerfest ist.

Eine weitere Option ist PTFE mit Edelstahlverstärkung, das zu 50% aus PTFE und zu 50% aus 316 SS in Pulverform besteht.Diese spezielle Qualität von gefülltem PTFE bietet einen etwas größeren Betriebstemperaturbereich als reines PTFE (bis zu 550 ° F) und kann viel höhere Drücke bewältigenDer Hauptnachteil besteht darin, dass der Reibungskoeffizient wesentlich höher ist, was zu einem schnelleren Verschleiß und einem hohen Stammdrehmoment führen kann.

PEEK Kugelventilsitze

PEEK hat viele Gemeinsamkeiten mit PTFE, einschließlich eines umfangreichen Temperaturbereichs von -70 ° F bis 600 ° F und einer guten chemischen Kompatibilität.Sein Reibungskoeffizient ist nicht so niedrig wie das von PTFE, aber er ist bei Anwendungen mit hoher Temperatur und hohem Druck sehr gut geeignetEs ist auch widerstandsfähiger und härter als PTFE.

Im Gegensatz zu PTFE bietet es eine ausgezeichnete Leistung bei Strahlenexposition, was es gut für nukleare Anwendungen geeignet macht, und funktioniert besser bei extrem hohen Temperaturen, die PTFE nicht bewältigen kann,Dies macht es zu einer ausgezeichneten Wahl für die Öl- und GasindustrieEs ist außerdem flammhemmend.

PEEK weist nicht die gleiche chemische Kompatibilität auf wie PTFE und sollte niemals Schwefelsäure ausgesetzt oder in korrosiven Umgebungen verwendet werden.es funktioniert gut in Situationen, in denen es ständig heißem Wasser und Dampf sowie extrem hohem Vakuumdruck ausgesetzt istPEEK ist nicht nur deutlich härter als PTFE, sondern zeigt auch bei niedrigeren Temperaturen ein brüchiges Verhalten.

Schlussfolgerung

PTFE, gefülltes PTFE und PEEK sind ausgezeichnete Hochleistungspolymere für Kugelventilsitze in einer Vielzahl von Anwendungen.