Corrosie van breekplaten kan onveilige en ongewenste situaties veroorzaken die kunnen leiden tot ongepland breken van de breekplaat, gevaarlijke uitstoot en kostbare stilstand van je proces. Wat kun je hiertegen doen? In dit blog leg ik uit hoe breekplaten worden beschermd tegen corrosie, wat het verschil is tussen een liner/voering (hierna liner genoemd) en een coating en welke materiaalkeuzes hiervoor mogelijk zijn.
Wanneer moet je breekplaten extra beschermen?
Metalen breekplaten zijn gemaakt van dunne metalen folies. Ze hebben standaard geen ingebouwde tolerantie voor corrosie. Wanneer deze platen worden blootgesteld aan corrosieve omgevingen, kunnen de metalen componenten snel aangetast worden. Daarom is het belangrijk dat je een basismateriaal voor de breekplaat kiest dat compatibel is met het procesmedium, zodat extra bescherming niet nodig is. Wanneer dit niet mogelijk is en er toch extra bescherming vereist is, dan worden al decennialang fluorpolymeer liners of coatings gebruikt om de plaat te beschermen tegen chemische aantasting.
Wat is het verschil tussen een liner en een coating?
Je vraagt je misschien af wat ik bedoel met een liner en een coating. Een liner, in de context van breekplaten, is een beschermende laag, meestal een dun vel materiaal, bestaande uit een mengsel van hoogwaardige harsen en fluoropolymeer, dat aan de proceszijde of de uitlaatkant van de plaat wordt geplaatst. Liners bieden een extra barrière tussen de breekplaat en het procesmedium, waardoor bescherming wordt geboden tegen corrosie, chemische aantasting of andere vormen van degradatie die de integriteit en prestaties van de plaat kunnen aantasten.
Een coating daarentegen is een dunne laag beschermend materiaal die op het oppervlak van de plaat wordt aangebracht. Coatings worden meestal toegepast om de chemische weerstand van de breekplaat te verbeteren, wrijving te verminderen of het aanhechten van procesmedia aan het oppervlak van de plaat te voorkomen. De coating is doorgaans aan het substraat van de plaat gehecht, waardoor een extra beschermende barrière ontstaat.
Zowel liners als coatings beschermen de breekplaat, maar ze werken op verschillende manieren en worden gekozen op basis van specifieke toepassingsvereisten en de eigenschappen van het medium.
Voordelen liners
Over het algemeen bieden liners betere prestaties, betrouwbaarheid en duurzaamheid dan coatings, en wel om de volgende drie redenen:
- De prestaties van een coating zijn omgekeerd evenredig met de aangebrachte dikte; hoe dunner de coating, hoe minder effectief. De dikte van een voering maakt deze beter geschikt voor corrosiebescherming.
- Coatings zijn afhankelijk van hechting aan het substraat. Veel onvoorziene factoren, zoals substraatdefecten, mechanische schade of impact, kunnen worden opgevangen door een dikkere voering, terwijl een dunne coating kan falen, waardoor chemische aantasting van het substraat mogelijk wordt.
- Coatings worden handmatig aangebracht en de consistentie van de toepassing is niet altijd gegarandeerd. Een dikkere voering is minder gevoelig voor fouten tijdens het aanbrengen, waardoor de kans op falen naar verloop van tijd kleiner is.
Welke soorten liners zijn er beschikbaar?
Je kunt kiezen uit uiteenlopende liner-materialen die geschikt zijn voor bijna elke gebruiksomgeving. De keuze van de liner moet gebaseerd zijn op de corrosiebestendigheid van het liner-materiaal ten opzichte van het stromende medium bij de gebruikstemperatuur en -druk. Het gebruik van de juiste liner verhoogt de levensduur en prestaties van de breekplaat.
Hieronder ga ik in op de verschillende liner-materialen:
PTFE (Polytetrafluorethyleen) is een volledig gefluoreerd polymeer dat algemeen bekend staat als Teflon®. Teflon® is populair in corrosieve toepassingen vanwege de chemische inertheid en anti-hechtingseigenschappen.
PTFE-polymeer wordt gebruikt als liner voor tanks, leidingen, pompen, kleppen en pakkingen bij temperaturen tot 260°C (500°F). Je herkent het aan de melkwitte kleur.
Bij temperaturen boven de 260 °C begint PTFE echter te degraderen en kunnen er giftige dampen vrijkomen, waaronder zeer giftige fluorverbindingen. PTFE kan vervormen onder langdurige druk en laat soms bepaalde stoffen door. Daarom is het niet geschikt als afdichtingsmateriaal voor breekplaten, als absolute betrouwbaarheid vereist is.
Een ander nadeel van PTFE is natuurlijk dat het een niet-biologisch afbreekbaar materiaal is. Bij de productie en verwerking van PTFE kunnen schadelijke chemicaliën, zoals PFOA (perfluoroctaanzuur), vrijkomen.
Het advies luidt om PTFE bij breekplaten alleen te gebruiken als pakkingmateriaal.
FEP (gefluoreerde etheenpropyleen) is een volledig gefluoreerd polymeer dat is ontwikkeld als een goedkoper alternatief voor PTFE. FEP is vergelijkbaar met PTFE, maar heeft enkele unieke eigenschappen zoals verbeterde flexibiliteit en transparantie.
FEP beschikt over de meeste eigenschappen van PTFE, maar heeft een maximale gebruikstemperatuur van 204°C. Net als PTFE kan FEP bij zeer hoge temperaturen ontleden en giftige dampen afgeven, waaronder fluorverbindingen zoals waterstoffluoride en perfluoroisobuteen. Hoewel FEP veel nuttige eigenschappen heeft, moeten de negatieve effecten op de gezondheid en het milieu zorgvuldig worden overwogen, vooral in toepassingen waarbij blootstelling aan hoge temperaturen of langdurige milieueffecten een rol spelen.
PVDF (Polyvinylideenfluoride), algemeen bekend als Kynar, werd ontwikkeld om een grotere mechanische sterkte te bieden dan PTFE.
PVDF heeft aantrekkelijke eigenschappen, zoals een maximale gebruikstemperatuur van 121°C, maar in de meeste gevallen kan het niet tippen aan de prestaties van PTFE of PFA-folie. Het is niet geschikt voor toepassingen waarbij langdurige blootstelling aan hogere temperaturen vereist is. Bij verbranding of thermische degradatie van PVDF kunnen schadelijke dampen vrijkomen, waaronder waterstoffluoride (HF), een zeer bijtende en giftige stof.
Hoewel PVDF/Kynar veel voordelen biedt, met name in omgevingen waar chemische bestendigheid en lange levensduur essentieel zijn, zijn de nadelen zoals beperkte hoge-temperatuurbestendigheid, kosten, milieu-impact en de mogelijke gezondheidsrisico's bij thermische degradatie belangrijke overwegingen bij de keuze van dit materiaal.
PVDF-folie mag alleen worden gebruikt op vlakke platen vanwege de slechte vervormbaarheid.
PFA (Perfluoroalkoxy) is een volledig gefluoreerd polymeer, bestaande uit TFE en perfluorvinylmethyl ether copolymeer. PFA is bestand tegen vrijwel alle chemicaliën, heeft een hoge temperatuurbestendigheid (maximale gebruikstemperatuur van 260°C), een uitstekende hechtingsweerstand (kleverige of vloeibare stoffen worden afgestoten) en is vlamvertragend.
Deze eigenschappen maken het een ideale liner voor breekplaten.
Helaas is ook PFA niet biologisch afbreekbaar en ook bij de productie en verwerking van PFA kunnen schadelijke stoffen vrijkomen, zoals perfluorverbindingen (PFAS).
Minst belastende keuze voor het milieu
PVDF komt als het minst vervuilend en belastend voor het milieu naar voren van de vier materialen voor voeringen. De keuze voor een specifiek materiaal moet echter ook afhangen van de toepassing, waarbij het belangrijk is om een balans te vinden tussen milieu-impact en de noodzakelijke materiaaleigenschappen.
Zowel liners als coatings beschermen de breekplaat, maar ze werken op verschillende manieren en worden gekozen op basis van specifieke toepassingsvereisten en de eigenschappen van het medium.
Een coating is over het algemeen minder belastend voor het milieu dan een liner vanwege het lagere materiaalgebruik, eenvoudiger productieproces en minder afval. Echter, de duurzaamheid van de coating in de specifieke toepassing moet ook worden overwogen. Als de coating vaker moet worden vervangen dan een voering, kan dit de milieubelasting verhogen, wat de balans tussen de twee opties beïnvloedt.
Bescherming breekplaten optimaliseren
Kom je uit op een liner, dan is de juiste keuze cruciaal om de levensduur en betrouwbare prestaties van metalen breekplaten in corrosieve omgevingen te waarborgen. Elk liner-materiaal (PTFE, PFA, FEP en PVDF) biedt unieke eigenschappen die inspelen op specifieke chemische bestendigheden en temperatuurtoleranties. Door deze verschillen te begrijpen en ze af te stemmen op je procesvereisten, kun je de bescherming van je breekplaten optimaliseren, stilstand minimaliseren en de veiligheid verbeteren.
Voor hulp bij het kiezen van de juiste breekplaatbescherming voor jouw toepassing of andere breekplaatvragen kun je uiteraard contact met me opnemen en kunnen we e.e.a. overleggen met de fabrikant.
