Wałki teflonowe – PTFE

W układach ślizgowych wałki teflonowe wybiera się tam, gdzie element ma pracować w kontakcie z chemią, wilgocią albo w szerokim zakresie temperatur. Powstają z PTFE, czyli politetrafluoroetylenu, i łączą niski współczynnik tarcia z bardzo dobrą izolacyjnością elektryczną, odpornością chemiczną oraz możliwością stabilnej pracy w zakresie od około -200 °C do +260 °C. Dla służb utrzymania ruchu, warsztatów i działów produkcji oznacza to półfabrykat, z którego można wykonać element uszczelniający, prowadzący lub izolacyjny bez sięgania po kilka różnych materiałów.

Wałki teflonowe jako półfabrykat do pracy ślizgowej i izolacyjnej

Pełny pręt PTFE, nazywany potocznie wałkiem teflonowym, jest półfabrykatem przeznaczonym do obróbki wiórowej. PTFE jest nazwą tworzywa, a Teflon zastrzeżoną nazwą handlową, dlatego w dokumentacji technicznej najlepiej podawać nazwę politetrafluoroetylen. Standardem jest biały materiał, który nie chłonie wody, jest niepalny i dobrze znosi pracę na zewnątrz dzięki odporności na promieniowanie UV.

Właściwości użytkowe przekładają się bezpośrednio na trwałość elementu. Niski współczynnik tarcia ogranicza zużycie współpracujących części, a wysoka odporność na zdecydowaną większość związków chemicznych ułatwia eksploatację w wymagającym środowisku. Dobra obrabialność skrawaniem pozwala wykonać detal pod konkretny wymiar zamiast dopasowywać konstrukcję do gotowego elementu.

Gdzie wałki PTFE znajdują zastosowanie w przemyśle?

Wałki PTFE służą przede wszystkim do wykonywania części, których nie opłaca się zamawiać jako gotowego detalu katalogowego. Materiał sprawdza się w uszczelnieniach, izolatorach i elementach ślizgowych, ponieważ łączy dobre właściwości ślizgowe z obojętnością chemiczną i stabilnością cieplną. Taki półfabrykat dobrze wpisuje się w produkcję jednostkową, remonty oraz szybkie odtworzenie zużytej części.

Z wałków PTFE najczęściej wykonuje się:

• pierścienie uszczelniające do urządzeń pracujących z mediami chemicznymi,
• tuleje ślizgowe i łożyska ślizgowe do układów o ograniczonym smarowaniu,
• prowadnice, przegrody izolacyjne i elementy do złączy rurociągów,
• części do maszyn rolniczych oraz wybrane zamienniki elementów metalowych.

Jeżeli jednak w danej aplikacji ważniejsza od właściwości ślizgowych jest sztywna i przezroczysta osłona, lepszym rozwiązaniem będą płyty plexi (PMMA) dostępne w różnych grubościach i formatach. Z kolei wałki PTFE szczególnie dobrze sprawdzają się tam, gdzie elementy metalowe są podatne na korozję, powodują hałas albo generują zbyt duże tarcie. Materiał może wtedy ograniczyć drgania i uprościć pracę całego węzła.

Jak dobrać wałki teflonowe do obróbki i gotowego detalu?

Dobór średnicy i długości wpływa nie tylko na możliwość wykonania części, lecz także na ilość odpadu po toczeniu, wierceniu i odcinaniu. W tej grupie produktów najczęściej znajdą Państwo odcinki o długości 500 i 1000 mm oraz różne średnice, dlatego należy brać pod uwagę wymiary gotowej części i zapas na obróbkę. Sam PTFE jest lekki i wygodny w skrawaniu, ale zachowuje się inaczej niż stal czy brąz.

Parametry, które realnie wpływają na wybór

Przy doborze analizujemy:

• średnicę i długość, które powinny uwzględniać wymiar części oraz naddatek na obróbkę,
• temperaturę pracy, ponieważ PTFE zachowuje użyteczność w zakresie od około -200 °C do +260 °C,
• kontakt z mediami, gdy element będzie pracował w środowisku chemicznym lub wilgotnym,
• obciążenie i sposób podparcia, jeśli materiał ma zastąpić metal w elemencie nośnym,
• funkcję elektryczną, gdy część ma jednocześnie izolować i prowadzić.

Przy detalach precyzyjnych znaczenie ma także tolerancja po obróbce oraz po ustabilizowaniu się temperatury materiału. W zamiennikach metalu trzeba uwzględnić większą odkształcalność oraz zjawisko pełzania, czyli powolnej zmiany kształtu pod stałym obciążeniem.

Kiedy wałki PTFE zastępują elementy metalowe?

Wałki PTFE nie zastępują metalu w każdym układzie, ale w wielu zastosowaniach dają przewagę funkcjonalną. Dobre właściwości ślizgowe, brak nasiąkliwości, odporność na promieniowanie UV i bardzo dobra izolacyjność elektryczna pozwalają uprościć konstrukcję elementu, zwłaszcza gdy część ma jednocześnie prowadzić, uszczelniać albo izolować elektrycznie. Korzyść widać również podczas eksploatacji, ponieważ element z tego materiału pracuje ciszej i nie wymaga ochrony przed korozją.

Jeżeli część ma pracować jako tuleja, pierścień albo element izolacyjny, pomagamy dobrać średnicę wałka i zapas na obróbkę tak, aby półfabrykat odpowiadał warunkom pracy, a nie tylko rysunkowi.