Alternative ad alte prestazioni al PCTFE per le tenute criogeniche
I pezzi stampati a iniezione e gli estrusi Drake CryoDyn® CT-100 e CT-200 sono prodotti con polimeri sviluppati per componenti di tenuta criogenica utilizzati in servizi statici e applicazioni di tenuta dinamica.
Il grado criogenico CryoDyn® CT-100 è il candidato ideale per i componenti statici che operano in condizioni criogeniche. La sua controparte, sviluppata per applicazioni criogeniche dinamiche, è denominata CryoDyn® CT-200. Questo grado offre anche eccellenti prestazioni di tenuta statica.
Le formulazioni dei polimeri criogenici CT-100 e CT-200 sono state sviluppate dalla Victrex plc per fornire alternative ad alte prestazioni al PCTFE, un fluoropolimero storicamente utilizzato per queste applicazioni, ma che ha subito limitazioni di fornitura.
Parti stampate ad iniezione Drake CryoDyn® CT-100 e CT-200
Le condizioni di processo giocano un ruolo fondamentale nel garantire proprietà e prestazioni affidabili nei prodotti polimerici ad alte prestazioni. Drake Plastics stabilisce le condizioni ottimali di processo per lo stampaggio a iniezione in base all’analisi del flusso di fusione dei gradi CT. Le attrezzature di stampaggio sono dimensionate in modo specifico per ogni resina e i sistemi di controllo all’interno dello stampo monitorano e mantengono le condizioni di processo ottimizzate. Il nostro protocollo di qualità prevede misure di pre-produzione per eliminare la possibilità di contaminazione incrociata con altre resine.
Sulla base delle nostre rigorose misure di lavorazione, Drake Plastics vende pezzi stampati a iniezione CT-100 e CT-200 con il marchio Drake CryoDyn® CT-100 e CryoDyn® CT-200. Per le stesse ragioni applichiamo questo marchio ai nostri CryoDyn® CT-100 e CT-200. Il nome CryoDyn® garantisce che ogni prodotto stampato, estruso o lavorato da Drake Plastics abbia le prestazioni costanti e affidabili che i nostri clienti hanno testato, convalidato e specificato.
Prestazioni di CryoDyn® CT-100 e CT-200 rispetto al PCTFE
Uno dei principali vantaggi del CT-200 rispetto al PCTFE è il suo minore coefficiente di attrito, il che significa che i componenti progettati correttamente possono richiedere una coppia di azionamento inferiore. La maggiore resistenza del polimero ai cuscinetti e all’usura, convalidata dalla Victrex in test di laboratorio a -196°C (-321°F), si traduce in una maggiore durata dei componenti criogenici.
La durezza superficiale è un fattore chiave nella progettazione delle guarnizioni e un attributo in cui CT-200 e PCTFE sono quasi identici: Il PCTFE (DAIKIN NEOFLON M-300H) presenta una durezza Shore D di 80, mentre il CryoDyn® CT-200 misura 81 Shore D.
Tra i vantaggi che CryoDyn® CT-100 offre rispetto al PCTFE per le applicazioni criogeniche statiche vi sono i suoi livelli più elevati di resistenza alla flessione e alla compressione.
Considerazioni sulla progettazione
Una differenza fondamentale tra i gradi CryoDyn® e il PCTFE che può richiedere una considerazione nella progettazione dei pezzi è l’allungamento. A temperatura ambiente, il PCTFE presenta un allungamento superiore al 100%. I valori di CryoDyn® variano dal 10 al 40%. Questo intervallo si basa sulla cristallinità, che è influenzata dalle condizioni di lavorazione, in particolare dalle velocità di raffreddamento e dalla ricottura. Il controllo del processo è quindi essenziale per ottenere un allungamento costante nei pezzi stampati.
Nonostante la differenza nei valori a temperatura ambiente, la Victrex riferisce che i gradi di resina PCTFE e CT hanno valori di allungamento comparabili a temperature criogeniche. Tuttavia, le loro differenze in un intervallo di temperature indicano che potrebbe essere necessaria una nuova progettazione quando si sostituiscono direttamente i gradi CryoDyn® CT al PCTFE.
L’accesso rapido ed economico alle forme in stock CryoDyn® consente ai clienti di testare i loro progetti in prototipi lavorati prima di investire in attrezzature per stampi per la produzione in serie.
La tecnologia di stampaggio a iniezione si concentra sulla qualità e sulle prestazioni dei componenti criogenici CryoDyn®.
Le attrezzature per lo stampaggio a iniezione, i sistemi di controllo e il protocollo di gestione della qualità di Drake Plastics sono progettati per ottimizzare le proprietà e la consistenza dei componenti realizzati con i polimeri criogenici CryoDyn®.
L’analisi del flusso di fusione guida la progettazione degli utensili e le condizioni di processo
L’analisi del flusso di fusione fornisce indicazioni sulla progettazione ideale dell’utensile e sulle condizioni di stampaggio a iniezione per i gradi CryoDyn® CT. Una corretta progettazione degli utensili e condizioni di processo ottimali sono due fattori chiave che contribuiscono a mantenere le proprietà dei polimeri. Inoltre, svolgono un ruolo importante nel ridurre al minimo le tensioni interne che possono causare problemi di stabilità dimensionale in caso di ampie variazioni di temperatura. Entrambi i fattori sono essenziali per ottenere prestazioni efficaci nelle guarnizioni e nei relativi componenti di turbine, valvole, pompe e altre apparecchiature utilizzate in ambienti criogenici.
Protocollo di qualità pre-produzione
I tecnici di Drake Plastics che si occupano di stampaggio a iniezione effettuano uno smontaggio completo e una pulizia approfondita di tutti i componenti della macchina del ciclo precedente prima dell’avvio di una nuova produzione. Include viti, barili e qualsiasi altro componente della macchina che entra in contatto con il polimero fuso ed è una fase che assicura l’eliminazione della contaminazione incrociata del polimero criogenico CT in un ciclo successivo. Gli essiccatori dedicati per ogni resina sono un’ulteriore misura per evitare di mescolare i polimeri.
Gamma versatile di dimensioni
La gamma di dimensioni delle macchine di Drake Plastics consente ai clienti di scegliere tra diverse dimensioni di pezzi. Con una capacità da 35 a 300 tonnellate, siamo in grado di produrre componenti stampati a iniezione da 0,85 grammi (0,03 oz.) a 567 grammi (20 oz.). In questo modo i clienti possono disporre di una gamma di pezzi stampati che va dai piccoli componenti delle valvole a sfera criogeniche alle guarnizioni dei turboespansori.
Sistemi e procedure di controllo per una qualità e proprietà fisiche costanti
Le nostre macchine di stampaggio completamente elettriche funzionano in modo preciso, efficiente e pulito, senza rischi di contaminazione dovuti a perdite o fuoriuscite di fluido idraulico. Per evitare la degradazione e la perdita di proprietà durante lo stampaggio, i tecnici di Drake Plastics dimensionano i barili di ogni macchina per ridurre al minimo il tempo in cui il polimero fuso di grado criogenico rimane alla sua temperatura di fusione.
Drake Plastics incorpora anche i sistemi di monitoraggio del processo RJG in tutte le macchine. La tecnologia consente ai nostri operatori di monitorare e controllare ciò che avviene all’interno della cavità dello stampo e di mantenere condizioni di lavorazione che producono componenti di qualità elevata e prestazioni ottimali.
Integrità della sezione trasversale nei componenti di tenuta di grandi dimensioni
Quando si stampano guarnizioni criogeniche di grandi dimensioni e componenti correlati in resina Victrex CT-100 o CT-200, è essenziale mantenere l’omogeneità delle sezioni trasversali pesanti. Le macchine Toyo di Drake Plastics sono dotate di tecnologia di iniezione-compressione per raggiungere questo obiettivo. Comprimono o “coniano” il polimero fuso durante lo stampaggio, producendo guarnizioni e componenti critici simili privi di porosità e vuoti. Questo aggiunge un ulteriore livello di coerenza per le applicazioni di tenuta critiche come quelle impiegate nello stoccaggio e nel trasporto criogenico.
Forme a stock Drake CryoDyn® CT-200 per prototipi e componenti lavorati
L’operazione di estrusione di Drake Plastics converte la resina Victrex CT-200 in barre e piastre Drake CryoDyn® CT-200 in un’ampia gamma di misure a stock e personalizzate per componenti criogenici lavorati con precisione. Le forme CryoDyn® CT-100 sono disponibili su ordinazione con un minimo di quantità. Questa capacità consente ai clienti di accedere a prototipi lavorati che possono aiutare a convalidare il design e le prestazioni di un componente prima di finalizzare l’attrezzaggio per lo stampaggio a iniezione. La lavorazione CNC di Drake Plastics può anche fornire quantità di produzione di pezzi lavorati, se necessario, come fase intermedia prima dello stampaggio a iniezione.
