The importance of PTFE-coated bolts in flange fastening and assembly.
ความสำคัญของ PTFE Coating Bolt ในงานขันทอร์คและการประกอบหน้าแปลน
โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) เป็นฟลูออโรพอลิเมอร์สังเคราะห์ของเตตระฟลูออโรเอทิลีน และมีการใช้งานมากมายเนื่องจากมีคุณสมบัติความเฉื่อยทางเคมี ชื่อทางการค้าที่รู้จักกันทั่วไปของสารประกอบ PTFE คือ เทฟลอน จากบริษัท Chemours ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจาก DuPont ผู้ซึ่งค้นพบสารประกอบนี้เป็นครั้งแรกในปี 1938
โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนเป็นของแข็งฟลูออโรคาร์บอน เนื่องจากเป็นพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนและฟลูออรีนทั้งหมด”คุณสมบัติสำคัญคือการทำปฏิกริยาทางเคมีต่ำ ทำให้ลดการกัดกร่อนในงานที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดสนิมและการกัดกร่อนสูง
ก่อนที่จะมีการใช้ Bolt ที่เคลือบด้วยสาร PTFE อุตสาหกรรมปิโตรเคมีใช้วิธีอื่นในการผลิตชิ้นส่วนสลักเกลียวที่ทนต่อการกัดกร่อน บางวิธีเหมาะสำหรับอุณหภูมิสูง บางวิธีทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า แต่ข้อต่อหน้าแปลนบางประเภทจำเป็นต้องมีการเคลือบ PTFE เพื่อความทนทานต่อสารเคมีและการกัดกร่อนปัจจุบัน อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้การเคลือบ Xylan เป็นหลักเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อนและสารเคมี เราจะกล่าวถึงข้อดีเพิ่มเติมในบทความนี้ต่อไป
Xylan คืออะไร และทำไมต้องใช้ Xylan?
Xylan เป็นสารเคลือบ PTFE และเป็นชื่อจดทะเบียนของบริษัท Whitford Worldwide Company (ซึ่ง PPG Industries, Inc. เข้าซื้อกิจการในปี 2019) Xylan เป็นสารเคลือบ PTFE ที่พบได้ทั่วไปในท้องตลาด ชนิดที่พบได้บ่อยที่สุดคือ Xylan 1424
ข้อดีของ PTFE Coating Bolt:
- ทนทานต่อการกัดกร่อนสูงสุด: เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนรุนแรง, ไอน้ำทะเล, หรือสารเคมี
- ค่าความเสียดทานต่ำ (Low Friction): ค่า K-factor ต่ำ ช่วยให้การขันโบลท์มีความแม่นยำสูงและลดปัญหาเกลียวตาย (Galling)
- ถอดง่าย: แม้จะโดนความร้อนสูงหรือสารเคมีนานแค่ไหน PTFE ช่วยให้ไม่ติดแน่น ทำให้ง่ายต่อการซ่อมบำรุงและการคลายโบลต์
- ทนความร้อนสูง: สามารถทนความร้อนได้สูงถึง 260° C หรือ 500° F
- ทนทานต่อการเสื่อมสภาพ: สารเคลือบ PTFE มีความเฉื่อยต่อปฏิกิริยาเคมีสูง ทำให้ลดการเสื่อมสภาพหรือการกัดกร่อนจากการปฏิกริยาทางเคมี
ข้อเสียของ PTFE Coating Bolt:
ราคาสูง: มีค่าใช้จ่ายในการเคลือบสูงกว่าโบลท์ที่ชุบด้วยสังกะสี กัลวาไนท์ หรือเหล็กดำ
ความเสี่ยงจากการเคลือบไม่ได้คุณภาพ: หากกระบวนการเคลือบไม่ดี สารเคลือบอาจหนาเกินไปจนทำให้ค่า Torque เกิดการคลาดเคลือนและผิดพลาดได้
ทนการขีดข่วนต่ำ: สารเคลือบ PTFE มีลักษณะนุ่ม อาจเป็นรอยได้ง่ายระหว่างการขนส่งหรือการติดตั้ง
เกิดอาการคืบ (Creep): สาร PTFE มีแนวโน้มที่จะขยายตัวหรือเสียรูปได้ง่ายเมื่อรับแรงกดสูงเป็นระยะเวลานาน
การเลือกใช้โบลท์เคลือบ PTFE จึงเหมาะสำหรับงานที่ต้องการการป้องกันการกัดกร่อนขั้นสูงและต้องการการบำรุงรักษาที่ง่ายในอนาคต
ผู้ผลิตส่วนใหญ่ที่ไม่มีโปรแกรมควบคุมคุณภาพสำหรับการผลิตโบล์ทและน็อตเคลือบ PTFE ผู้ผลิตบางรายแค่เคลือบผิวแล้วขันน็อตทดสอบไม่ให้แน่นจนเกินไปเท่านั้น
ถ้าการเคลือบมีคุณภาพต่ำจะมีค่า k-factor อยู่ในช่วง 0.08 ถึง 0.26 แต่ตามมาตรฐาน ASME PCC-1 ระบุความแม่นยำของค่า bolt stress สำหรับการขันทอร์คควรมีค่าความแม่นยำประมาณ 30% หากเราไม่ทราบว่าผู้ผลิตทำการเคลือบอย่างไร ค่าทอร์คที่ใช้อาจมีความคลาดเคลื่อนสูงถึง 300%
สำหรับผู้ผลิตโบลท์เคลือบ PTFE แบบ B7 ที่มีความน่าเชื่อถือ ควรจะมีค่า k-factor = 0.12 โดยมีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานประมาณ 10% ควรสอบถามผู้ผลิต Teflon Coating Bolt ทุกครั้งสำหรับค่า K-Factor
โดยทั่วไป PTFE Coating Bolt/Nut/Washer ควรมีการใช้ครั้งเดียว จากรูปภาพด้านบนจะเห็นว่าเมื่อมีการขันเข้าและออกหลายครั้งจะทำให้สารเคลือบ PTFE หลุดล่อนและเสียคุณสมบัติไป ซึ่งจะส่งผลต่อการป้องกันการกัดกร่อนและแรงดึงของโบลต์ที่ไม่เท่ากันซึ่งอาจนำมาสู่การรั่วไหลในที่สุด
เราจำเป็นต้องหล่อลื่นสลักเกลียวเคลือบ PTFE หรือไม่?
โดยปกติ PTFE Coating Bolt ผู้ผลิตจะไม่แนะนำให้ทาสารหล่อลื่น แต่ที่ค่า Bolt Stress สูงๆ เช่น 30 ksi ขึ้นไป สารเคลือบ PTFE อาจหลุดลอกและทำให้เกิดแรงเสียดทานเพิ่มขึ้นได้ สำหรับงานที่มีแรงดันสูงและมีความต้องการค่าความแม่นยำในการจายแรงของโหลดโบลต์ ควรมีการทดสอบค่า K-Factor ในการขันโบลต์เพื่อให้เกิดค่าความแม่นยำในค่าทอร์คที่จะนำไปใช้งาน
สอบถามเพิ่มเติมสำหรับคอร์สการอบรมการขันทอร์คสำหรับงานโบลต์อุตสาหกรรม
Call: +66-38-691-515, +66-83-540-7656
E-mail: sales@alphaais.co.th
