Уплотнения PTFE (материалы)

PTFE (политетрафторэтилен, химическая формула (C₂F₄)n) — фторопласт, в бытовой речи — «тефлон» (торговое название DuPont). Исключительные свойства: химическая стойкость к большинству агрессивных сред, широкий температурный диапазон, низкий коэффициент трения, биологическая инертность. Применяется в арматуре повсеместно.

Основные свойства

• Температурный диапазон — -200..+260°C (кратковременно до +300°C)
• Химическая стойкость — ко всем кислотам, щелочам, растворителям кроме расплавленных щелочных металлов и фтора
• Коэффициент трения — очень низкий (0,04-0,08) — один из самых низких среди твёрдых материалов
• Диэлектрические свойства — отличный изолятор
• Биоинертность — одобрен для пищевых и медицинских применений (FDA, EU 10/2011)

Виды PTFE для уплотнений

Чистый PTFE (virgin)

Белый или полупрозрачный. Для стандартных применений. Температура до +200°C без потери свойств.

Армированный PTFE

С добавлением стекловолокна (GFR), углерода (CFR), бронзы (BR), MoS₂ для улучшения механических свойств.

• PTFE + стекловолокно (15-25%) — увеличение твёрдости и ресурса, снижение холодной текучести
• PTFE + углерод — увеличение теплопроводности, стойкость к истиранию
• PTFE + бронза — для высоконагруженных сальников

RPTFE (reinforced PTFE)

С модификаторами для улучшения герметизации при циклических нагрузках. Применяется в шаровых кранах с частым переключением.

Расширенный PTFE (ePTFE, Gore-Tex)

Пористая структура. Применяется в прокладках (Gore-Tex прокладки) для улучшенной герметизации.

Применение в арматуре

Шаровые краны

Уплотнения шара (седла PTFE) — стандарт. Обеспечивают герметичность класса A. Срок службы — десятки тысяч циклов при правильной эксплуатации.

Седельные клапаны

Мягкие сёдла с PTFE для нулевой утечки (класс VI герметичности). Применяется в регулирующих клапанах где важна полная герметизация в закрытом положении.

Сальники штоков

PTFE шнур или кольца — замена асбестовой набивки (запрещена в большинстве применений). Для нормальных и агрессивных сред.

Прокладки фланцев

PTFE прокладки для агрессивных сред. ePTFE прокладки для сложных фланцевых соединений.

Ограничения

• Холодная текучесть — PTFE течёт под длительной нагрузкой. Проблема в фланцевых прокладках
• Чувствительность к задирам — острые кромки повреждают поверхность
• Высокая стоимость — на 2-5 раз дороже EPDM, NBR
• Выше +260°C — начинается разложение с выделением токсичных фторидов

Альтернативы

• EPDM — дешевле, для воды и пара до +130°C
• NBR (бутадиен-нитрильный каучук) — для масел, нефтепродуктов
• Viton (FKM) — для высоких температур, химии
• Графит — для пара высокого давления (>+300°C)