СВМПЭ для работы при повышенных температурах
Дата:
22.11.2013
Отрасли применения:
До настоящего времени повышенные температуры эксплуатации ограничивали инженеров и конструкторов оборудования в выборе полимерных конструкционных материалов, а именно заставляли применять либо дорогие инженерные пластики высокого уровня, рассчитанные на рабочие температуры от 150°С и выше, либо использовать базовые виды инженерных пластиков (например листовой полипропилен), смирившись с быстрой деградацией их свойств. Однако недавние разработки в области специальных, термостабилизированных версий сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ. UHMW PE, PE1000) позволяют предложить в данном случае экономичное и эффективное решение для температур до 135°.
Даже при температурах ниже 100°С есть множество причин для применения инженерных пластиков, в частности СВМПЭ, вместо традиционных материалов, прежде всего металлов: снижение уровня шума при работе оборудование, снижение массы, стойкость к абразивному износу и агрессивным средам и т.д. Однако все эти преимущества могут нивелироваться при повышенных температурах эксплуатации, и даже такой материал, как стандартный сверхвысокомолекулярный полиэтилен при температурах 110-135°С подвержен сильному окислению, которое приводит к деградации свойств.
Термостабилизированные версии сверхвысокомолекулярного полиэтилена специально разработаны для противостояния окислению материала при повышенных температурах, что увеличивает срок службы материала в тяжелых условиях эксплуатации. Однако необходимы веские основания для того, чтобы предпочесть термостабилизированный СВМПЭ таким инженерным пластикам для повышенных температур, как скажем PTFE (тефлон).
Экономические преимущества
При выборе конструкционного материала в каждом конкретном случае в первую очередь принимают во внимание краткосрочные затраты, а также производительность. Некоторые свойства термостабилизированного СВМПЭ и PTFE, в частности низкий коэффициент поверхностного трения, сравнимы по величине, однако можно отметить и ряд существенных отличий.
В первую очередь это касается продолжительности работы при повышенной температуре – по данному показателю термостабилизированный СВМПЭ превосходит PTFE в 5 раз, кроме того, у данного материала значительно выше ударная прочность. Как результат, детали и компоненты, выполненные из термостабилизированного СВМПЭ значительно реже нуждаются в замене, что приводит к снижению эксплуатационных затрат.
Дополнительное преимущество термостабилизированного СВМПЭ – более низкий удельный вес (в два с лишним раза ниже, чем у PTFE) что снижает энергозатраты при работе оборудования, а также отсутствие абсорбции и стойкость к агрессивным средам. Кроме того, термостабилизированный СВМПЭ полностью соответствует всем санитарным нормам, что делает его идеальным материалом для использования в пищевом производстве и фармацевтике.
Решение проблем коррозии и шума
Установка износостойких накладок из инженерных пластиков на подающую и возвратную сторону конвейеров с целью снижения износа оборудовании и уровня шума при работе стало популярным инженерным решением у разработчиков конвейерных систем в случаях, когда оборудование регулярно подвергается воздействию влаги и химических соединений.
.png)
Износостойкие накладки из из термостабилизированного СВМПЭ
В частности подобные накладки были установлены одним из производителей внутри туннеля очистки трансформаторов, которые перед окончательной сборкой проходили в нем очистку в парах кислот. При этом рабочая температура процесса составляла 135° С, и по этой причине применявшиеся ранее накладки из стали быстро выходили из строя, кроме того отмечался значительный уровень шума при работе. Применение накладок из термостабилизированного СВМПЭ позволило решить обе эти проблемы.
Смешивающие лопатки для кондитерской промышленности
Поддержание высоких стандартов гигиены на производстве является приоритетом для любого пищевого производства, в т.ч. кондитерского. Для поддержания чистоты оборудование регулярно дезинфицируют с помощью различных чистящих средств, которые, зачастую, представляют собой высокоагрессивные химические соединения. Например на одном из кондитерских производств очистка чанов производилась с использованием сухой лимонной кислоты и каустической соды, которые засыпались в чаны и затем смешивались с водой. При этом за счет экзотермической реакции температура процесса повышалась до 135°С что в сочетании с высокой агрессивностью этих соединений приводило к коррозии и быстрому выходу из строя смешивающих лопаток, которые требовали замены каждые два месяца. Применение в качестве конструкционного материала термостабилизированного СВМПЭ решило данную проблему, в частности после года эксплуатации никаких видимых следов износа этих элементов не наблюдалось.
.png)
Уплотнительная прокладка из из термостабилизированного СВМПЭ
Заключение
Приведенные выше успешные примеры убедительно свидетельствуют, что термостабилизированный СВМПЭ может с успехом заполнить нишу между базовыми видами инженерных пластиков и пластиками высокого уровня при повышенных температурах эксплуатации.
Даже при температурах ниже 100°С есть множество причин для применения инженерных пластиков, в частности СВМПЭ, вместо традиционных материалов, прежде всего металлов: снижение уровня шума при работе оборудование, снижение массы, стойкость к абразивному износу и агрессивным средам и т.д. Однако все эти преимущества могут нивелироваться при повышенных температурах эксплуатации, и даже такой материал, как стандартный сверхвысокомолекулярный полиэтилен при температурах 110-135°С подвержен сильному окислению, которое приводит к деградации свойств.
Термостабилизированные версии сверхвысокомолекулярного полиэтилена специально разработаны для противостояния окислению материала при повышенных температурах, что увеличивает срок службы материала в тяжелых условиях эксплуатации. Однако необходимы веские основания для того, чтобы предпочесть термостабилизированный СВМПЭ таким инженерным пластикам для повышенных температур, как скажем PTFE (тефлон).
Экономические преимущества
При выборе конструкционного материала в каждом конкретном случае в первую очередь принимают во внимание краткосрочные затраты, а также производительность. Некоторые свойства термостабилизированного СВМПЭ и PTFE, в частности низкий коэффициент поверхностного трения, сравнимы по величине, однако можно отметить и ряд существенных отличий.
В первую очередь это касается продолжительности работы при повышенной температуре – по данному показателю термостабилизированный СВМПЭ превосходит PTFE в 5 раз, кроме того, у данного материала значительно выше ударная прочность. Как результат, детали и компоненты, выполненные из термостабилизированного СВМПЭ значительно реже нуждаются в замене, что приводит к снижению эксплуатационных затрат.
Дополнительное преимущество термостабилизированного СВМПЭ – более низкий удельный вес (в два с лишним раза ниже, чем у PTFE) что снижает энергозатраты при работе оборудования, а также отсутствие абсорбции и стойкость к агрессивным средам. Кроме того, термостабилизированный СВМПЭ полностью соответствует всем санитарным нормам, что делает его идеальным материалом для использования в пищевом производстве и фармацевтике.
Решение проблем коррозии и шума
Установка износостойких накладок из инженерных пластиков на подающую и возвратную сторону конвейеров с целью снижения износа оборудовании и уровня шума при работе стало популярным инженерным решением у разработчиков конвейерных систем в случаях, когда оборудование регулярно подвергается воздействию влаги и химических соединений.
Износостойкие накладки из из термостабилизированного СВМПЭ
В частности подобные накладки были установлены одним из производителей внутри туннеля очистки трансформаторов, которые перед окончательной сборкой проходили в нем очистку в парах кислот. При этом рабочая температура процесса составляла 135° С, и по этой причине применявшиеся ранее накладки из стали быстро выходили из строя, кроме того отмечался значительный уровень шума при работе. Применение накладок из термостабилизированного СВМПЭ позволило решить обе эти проблемы.
Смешивающие лопатки для кондитерской промышленности
Поддержание высоких стандартов гигиены на производстве является приоритетом для любого пищевого производства, в т.ч. кондитерского. Для поддержания чистоты оборудование регулярно дезинфицируют с помощью различных чистящих средств, которые, зачастую, представляют собой высокоагрессивные химические соединения. Например на одном из кондитерских производств очистка чанов производилась с использованием сухой лимонной кислоты и каустической соды, которые засыпались в чаны и затем смешивались с водой. При этом за счет экзотермической реакции температура процесса повышалась до 135°С что в сочетании с высокой агрессивностью этих соединений приводило к коррозии и быстрому выходу из строя смешивающих лопаток, которые требовали замены каждые два месяца. Применение в качестве конструкционного материала термостабилизированного СВМПЭ решило данную проблему, в частности после года эксплуатации никаких видимых следов износа этих элементов не наблюдалось.
Уплотнительная прокладка из из термостабилизированного СВМПЭ
Заключение
Приведенные выше успешные примеры убедительно свидетельствуют, что термостабилизированный СВМПЭ может с успехом заполнить нишу между базовыми видами инженерных пластиков и пластиками высокого уровня при повышенных температурах эксплуатации.
