Что такое трубка из ПТФЭ? Как можно обрабатывать PTEF TUBE?

Определение трубок из ПТФЭ

Трубки из ПТФЭ (трубки из политетрафторэтилена) представляют собой трубчатое изделие, изготовленное из политетрафторэтиленовой (ПТФЭ, торговое название «Тефлон») смолы методом экструзии, прессования или формования. ПТФЭ — это фторсодержащий полимерный материал с уникальной молекулярной структурой (повторяющиеся звенья -CF2-CF2-), которая придает ему исключительные комплексные свойства и делает его незаменимым материалом в промышленных и высокотехнологичных областях.

Полый пластиковый стержень из ПВДФ

Основные преимущества и особенности

Трубки из ПТФЭ по своим характеристикам намного превосходят обычные пластиковые трубки. Его ключевые преимущества заключаются в следующем:

1. Превосходная химическая стабильность.

Он практически не реагирует со всеми химическими веществами (кроме расплавленных щелочных металлов, фтора и сильных окислителей при высоких температурах). Он устойчив к коррозии под действием сильных кислот (таких как царская водка и концентрированная серная кислота), сильных оснований и органических растворителей (таких как ацетон и бензин), что делает его наиболее химически инертной пластиковой трубкой.

2. Широкий температурный диапазон.

Он имеет диапазон длительных рабочих температур от -200°C до 260°C (кратковременная устойчивость до 280°C). Он не становится хрупким при низких температурах и не размягчается при высоких (температура плавления около 330°C), что делает его пригодным для использования в условиях экстремальных температур.

3. Чрезвычайно низкий коэффициент трения и антипригарное покрытие.

Коэффициент поверхностного трения составляет всего 0,04 (близко ко льду), один из самых низких среди твердых материалов. Его чрезвычайно низкая поверхностная энергия делает его практически невосприимчивым к прилипанию любой жидкости или твердого вещества (например, жира или клея) и демонстрирует превосходные свойства самоочищения.

4. Отличная электроизоляция.

Он имеет низкую диэлектрическую проницаемость (около 2,1) и чрезвычайно высокое объемное сопротивление (>10¹⁸ Ом·см). Частота и температура оказывают минимальное влияние на изоляционные характеристики, что делает его идеальным изоляционным материалом для высокочастотных электронных устройств.

5. Устойчивость к старению и атмосферным воздействиям

Он устойчив к ультрафиолетовому излучению и озону, устойчив к старению даже при длительном воздействии внешней среды или радиации и обеспечивает длительный срок службы.

6. Биосовместимость

Он нетоксичен и легко экстрагируется, соответствует стандартам биобезопасности FDA и ISO 10993, что делает его пригодным для медицинских имплантатов или применений, связанных с контактом с телом человека.

Инструкции

Методы подключения:

Горячее прессование/сварка: используя пластичность ПТФЭ, для создания герметичного соединения посредством экструзии или высокочастотной сварки используется нагрев (приблизительно 350–400°C). Подходит для применений с высокой чистотой или высоким давлением.

Механическое соединение: используйте специальные наконечники, резьбовые соединители или фланцы. Обратите внимание на материал прокладки (например, фторкаучук), чтобы избежать прямого контакта металла со стенкой трубы.

Соединение со свободной муфтой: используется для применений, требующих частой разборки и фиксируется эластичным уплотнительным кольцом.

Меры предосторожности при установке:

Избегайте чрезмерного изгиба (рекомендуемый минимальный радиус изгиба должен быть в ≥5 раз больше внешнего диаметра трубы), чтобы предотвратить уплощение внутренней стенки и концентрацию напряжений.

Очистка поверхности: перед установкой протрите безводным этанолом или деионизированной водой, чтобы удалить оставшиеся частицы (особенно в полупроводниковой и медицинской областях).

Переработка стержней и трубок из ПТФЭ на детали

Можно ли обрабатывать толстостенные пластиковые трубки из ПТФЭ?

Да, толстостенная трубка из ПТФЭ (обычно определяемая как имеющая толщину стенки ≥ 2 мм или толще, чем обычная тонкостенная трубка (0,5–2 мм)) обычно требует дальнейшей обработки. Причины:

Оригинальные толстостенные трубы в основном прямые и не могут напрямую отвечать конструкционным требованиям сложных применений (таких как колена, фитинги, переходники, уплотнения и т. д.);

Толстая стенка обеспечивает большую механическую прочность и устойчивость к давлению, но требуется обработка для адаптации к конкретным интерфейсам или функциям оборудования (например, добавление выступов, прорезей, сверление и т. д.);

Некоторые применения требуют снижения материальных затрат (например, замена дорогостоящих цельнолитых деталей на обработку толстостенных труб).

Методы обработки толстостенных труб из ПТФЭ

1. Механическая резка (наиболее распространенная)

На токарных, фрезерных, сверлильных станках и другом оборудовании толстостенные трубы точат, фрезеруют и сверлят. Подходит для изготовления втулок валов, цилиндрических деталей и конструкций специальной формы.

Токарная обработка:

Цель: Обработка толстостенных труб до наружных диаметров, внутренних отверстий, торцов или ступенчатых конструкций (например, для уплотнительных колец и направляющих втулок).

Ключ: ПТФЭ имеет низкую теплопроводность и склонен к локальному размягчению или даже плавлению во время резки. Поэтому для уменьшения теплоты трения необходимы низкие скорости резания и острые режущие инструменты из твердого сплава или с алмазным покрытием.

Примечание. Избегайте использования для охлаждения смазочно-охлаждающих жидкостей на водной основе; часто используется сжатый воздух или небольшое количество смазки.

Фрезерование/Сверление:

Используется для обработки плоских поверхностей, пазов или сквозных отверстий (например, отверстий для крепления датчиков и каналов отвода жидкости в толстостенных трубках).

Используйте твердосплавную фрезу и контролируйте глубину резания, чтобы предотвратить деформацию материала из-за перегрева.

Стержень и трубка из ПТФЭ, также называют стержень и трубка F4.

Основные цели обработки

1. Производство сложных конструктивных элементов

Оригинальные толстостенные трубы являются прямыми и не могут использоваться непосредственно в тех случаях, когда требуются колена, тройники или переходники. Путем термоформования или механической обработки их можно превратить в колена, переходники (например, от 50 до 30 мм) и другие фитинги, устраняя риск утечек, вызванных соединением нескольких прямых участков трубы.

2. Улучшение герметичности и устойчивости к давлению.

Обработка уплотнительных поверхностей: на конце толстостенной трубы путем токарной обработки или отбортовки создается плоская или коническая поверхность. Это увеличивает площадь контакта при стыковке с металлическим фланцем и улучшает герметизацию (подходит для химических трубопроводов высокого давления).

Добавление бобышек/стопорных колец: Бобышки вытачиваются на внешней стенке толстостенной трубы так, чтобы они вписывались в корпус оборудования, предотвращая смещение из-за давления или вибрации.

3. Адаптация к интерфейсам прецизионного оборудования

Полупроводниковое и медицинское оборудование требует чрезвычайно высокой точности размеров интерфейсов. Внешний и внутренний диаметры исходной толстостенной трубы могут не совпадать, поэтому для достижения целевых размеров требуется точная токарная обработка.

4. Сокращение затрат и материальных отходов.

Непосредственное приобретение толстостенных деталей из ПТФЭ нестандартной формы обходится чрезвычайно дорого. Обрабатывая толстостенные трубы, можно создавать нестандартные конструкции, сокращая отходы материала.

5. Расширенная функциональность

Нанесение канавок: на внешней стенке толстостенной трубки создаются круглые канавки для размещения уплотнительных колец или проводов, что улучшает герметичность соединителя.

Сверление: В боковой стенке толстостенной трубки сверлятся отверстия для создания отверстий для крепления датчика или отверстий для отвода потока.

Трудности обработки и меры предосторожности

Управление температурным режимом: ПТФЭ имеет плохую теплопроводность и склонен к локальному перегреву во время резки или термоформования, что приводит к размягчению и деформации. Требуется строгий контроль температуры (использовать сжатый воздух для охлаждения при точении и равномерный нагрев при термоформовании).

Контроль усадки: ПТФЭ может испытывать линейную усадку на 1-3% во время охлаждения (увеличивается с толщиной стенки). При обработке необходимо учитывать усадку.

Выбор инструмента: используйте инструменты с высокой твердостью и низким коэффициентом трения, чтобы избежать прилипания инструмента и образования заусенцев.

Контроль очистки: В медицинской и полупроводниковой промышленности после обработки требуется очистка сверхчистой водой или спиртом, чтобы избежать металлических остатков и остатков масла.

Толстостенные трубки из ПТФЭ не только подвергаются обработке, но и являются ключевым этапом в достижении их функциональности. С помощью таких процессов, как механическая резка, термоформование и сварка, его можно превратить в сложные конструкционные компоненты, отвечающие требованиям высокой точности, высокой герметичности и устойчивости к высокому давлению. Он широко используется в химической, полупроводниковой, медицинской и аэрокосмической промышленности. Во время обработки необходимо тщательно контролировать термическую деформацию, усадку и чистоту, чтобы обеспечить производительность и надежность конечного компонента.

Ключевые приложения

Химическая и фармацевтическая промышленность: транспортировка высококоррозионных сред (таких как соляная кислота, азотная кислота и растворители) или в качестве коррозионностойких трубопроводов для реакторов и дистилляционных колонн.

Электроника и полупроводники: изоляция для высокочастотных кабелей (например, тех, которые используются в средствах связи 5G и радарах) или коррозионностойкие газожидкостные трубопроводы для полупроводникового оборудования (например, плавиковая кислота и фоторезист).

Медицинские: имплантируемые устройства, такие как искусственные кровеносные сосуды, сердечные пластыри и мочевые катетеры (с превосходной биосовместимостью); антипригарные покрытия для хирургических инструментов.

Аэрокосмическая промышленность: высокотемпературные и устойчивые к утечкам масла гидравлические трубопроводы в моторных отсеках или изоляция для линий передачи высокочастотных сигналов на спутниках и ракетах.

Продукты питания и напитки. Трубки из пищевого ПТФЭ высокой чистоты (соответствуют требованиям FDA) используются для транспортировки горячего масла, сиропов и спирта для предотвращения остаточного загрязнения.

Новая энергетика: коррозионностойкие электролитные трубы для линий по производству литиевых батарей или устойчивая к атмосферным воздействиям оболочка кабеля для фотоэлектрического оборудования.

Трубки из ПТФЭ, обладающие комплексными свойствами «короля пластмасс», незаменимы в экстремальных условиях, в высокоточных и биобезопасных приложениях. При его использовании следует уделять внимание контролю температуры, давления и чистоты, чтобы максимизировать его преимущества и продлить срок его службы.