Alternatives à haute performance au PCTFE pour les joints cryogéniques
Les pièces moulées par injection et les pièces extrudées Drake CryoDyn® CT-100 et CT-200 sont produites à partir de polymères développés pour les joints cryogéniques utilisés dans les services statiques et les applications d’étanchéité dynamique.
Le grade cryogénique CryoDyn® CT-100 est un candidat idéal pour les composants statiques fonctionnant dans des conditions cryogéniques. Son homologue, développé pour les applications cryogéniques dynamiques, est désigné CryoDyn® CT-200. Cette qualité offre également d’excellentes performances en matière de joints statiques.
Les formulations des polymères cryogéniques CT-100 et CT-200 ont été développées par Victrex plc pour offrir des alternatives performantes au PCTFE, un polymère fluoré qui a été utilisé historiquement pour ces applications mais qui a connu des contraintes d’approvisionnement.
Pièces moulées par injection Drake CryoDyn® CT-100 et CT-200
Les conditions de traitement jouent un rôle essentiel dans l’obtention de propriétés et de performances fiables pour les produits polymères à hautes performances. Drake Plastics établit les conditions optimales du processus pour le moulage par injection sur la base de l’analyse de l’écoulement de la matière fondue des grades CT. Le matériel de moulage est dimensionné en fonction de chaque polymère, et des systèmes de contrôle dans le moule surveillent et maintiennent les conditions optimales du processus. Notre protocole de qualité comprend des mesures de préproduction visant à éliminer la possibilité de contamination croisée avec d’autres polymères.
Sur la base de nos mesures de traitement rigoureuses, Drake Plastics vend des pièces moulées par injection CT-100 et CT-200 sous la marque Drake CryoDyn® CT-100 et CryoDyn® CT-200. Nous appliquons cette marque à nos semi-produits CryoDyn® CT-100 et CT-200 pour les mêmes raisons. Le nom CryoDyn® garantit que chaque produit moulé, extrudé ou usiné que Drake Plastics fournit présente les performances constantes et fiables que nos clients ont testées, validées et spécifiées.
Performances des CryoDyn® CT-100 et CT-200 par rapport au PCTFE
L’un des principaux avantages du CT-200 par rapport au PCTFE est son coefficient de frottement plus faible, ce qui signifie que des composants bien conçus peuvent nécessiter un couple d’actionnement plus faible. La meilleure résistance au roulement et à l’usure du polymère, validée par Victrex lors d’essais en laboratoire à -196°C (-321°F), se traduit par une durée de vie plus longue pour les composants cryogéniques.
La dureté de surface est un facteur clé dans la conception des joints, et c’est un attribut pour lequel le CT-200 et le PCTFE sont presque identiques : Le PCTFE (DAIKIN NEOFLON M-300H) présente une dureté Shore D de 80 alors que le CryoDyn® CT-200 mesure 81 Shore D.
Parmi les avantages que CryoDyn® CT-100 offre par rapport au PCTFE pour les applications cryogéniques statiques, on peut citer ses niveaux plus élevés de résistance à la flexion et à la compression.
Considérations relatives à la conception
L’allongement est une différence essentielle entre les grades CryoDyn® et le PCTFE qui peut nécessiter une prise en compte dans la conception des pièces. À température ambiante, le PCTFE présente un allongement supérieur à 100 %. Les valeurs de CryoDyn® varient de 10 à 40 %. Cette gamme est basée sur sa cristallinité, qui est influencée par les conditions de traitement, et en particulier par les taux de refroidissement et de recuit. Le contrôle du processus est donc essentiel pour obtenir un allongement constant des pièces moulées.
Malgré la différence des valeurs à température ambiante, Victrex signale que les grades de résine PCTFE et CT présentent des valeurs d’allongement comparables à des températures cryogéniques. Leurs différences sur une gamme de températures indiquent cependant qu’une modification de la conception peut être nécessaire lors de la substitution directe des grades CryoDyn® CT au PCTFE.
L’accès rapide et peu coûteux aux semi-produits CryoDyn® permet aux clients de tester leurs conceptions sur des prototypes usinés avant d’investir dans l’outillage de moulage pour la production en série.
La technologie du moulage par injection met l'accent sur la qualité et la performance des composants cryogéniques CryoDyn®.
L’équipement de moulage par injection, les systèmes de contrôle et le protocole de gestion de la qualité de Drake Plastics sont conçus pour optimiser les propriétés et la cohérence des composants fabriqués à partir des polymères cryogéniques CryoDyn®.
L'analyse de l'écoulement de la matière fondue guide la conception de l'outil et les conditions du processus
L’analyse de l’écoulement de la matière fondue fournit des indications sur la conception idéale de l’outillage et les conditions de moulage par injection pour les grades CryoDyn® CT. Une bonne conception de l’outil associée à des conditions de traitement optimales sont deux facteurs clés qui contribuent à maintenir les propriétés des polymères. Ils jouent également un rôle dans la minimisation des contraintes internes qui peuvent entraîner des problèmes de stabilité dimensionnelle en cas de fortes variations de température. Ces deux facteurs sont essentiels à l’efficacité des joints et des composants connexes pour les turbines, les vannes, les pompes et d’autres équipements utilisés dans des environnements cryogéniques.
Protocole de qualité pré-production
Les techniciens en moulage par injection de Drake Plastics procèdent à un démontage complet et à un nettoyage approfondi de tous les composants de la machine du cycle précédent avant le démarrage de la nouvelle production. Il s’agit d’une étape qui garantit l’élimination de la contamination croisée du polymère cryogénique CT lors d’un cycle ultérieur. Des sécheurs dédiés à chaque polymère sont une mesure supplémentaire qui évite de mélanger les polymères.
Gamme de dimensions polyvalente
Les différentes dimensions des machines de moulage de Drake Plastics offrent aux clients un large éventail d’options en matière de taille des pièces. Avec des capacités allant de 35 à 300 tonnes, nous pouvons produire des pièces moulées par injection de 0,85 gramme (0,03 oz) à 567 grammes (20 oz). Les clients disposent ainsi d’une gamme de pièces moulées allant des petits composants de vannes à bille cryogéniques aux joints de turbodétendeurs.
Systèmes et procédures de contrôle pour une qualité et des propriétés physiques constantes
Nos machines à mouler entièrement électriques fonctionnent de manière précise, efficace et propre, sans risque de contamination par des fuites ou des déversements de liquide hydraulique. Pour éviter la dégradation et la perte de propriétés pendant le moulage, les techniciens de Drake Plastics dimensionnent les fûts de chaque machine de manière à minimiser la durée pendant laquelle le polymère cryogénique fondu reste à sa température de fusion.
Drake Plastics intègre également des systèmes de surveillance des processus RJG dans toutes les machines. Cette technologie permet à nos opérateurs de surveiller et de contrôler ce qui se passe à l’intérieur de la cavité du moule et de maintenir des conditions de traitement qui permettent d’obtenir des composants d’une qualité constante et de performances optimales.
Intégrité de la section transversale dans les grands joints d'étanchéité
Lorsque l’on moule des joints cryogéniques de grande taille et des composants connexes dans la résine Victrex CT-100 ou CT-200, il est essentiel de maintenir l’homogénéité sur les sections transversales importantes. Pour ce faire, les machines Toyo de Drake Plastics sont équipées de la technologie d’injection-compression. Ils compriment ou « coincent » le polymère en fusion pendant le moulage, ce qui permet d’obtenir des joints et des composants critiques similaires exempts de porosités et de vides. Cela ajoute un niveau supplémentaire de cohérence pour les applications de joints critiques comme celles utilisées dans le stockage et le transport cryogéniques.
Drake CryoDyn® CT-200 Semi-produits pour l'usinage de prototypes et de composants
L’opération d’extrusion de Drake Plastics transforme la polymère Victrex CT-200 en barres et plaques Drake CryoDyn® CT-200 dans une large gamme de dimensions en stock et sur mesure pour des composants cryogéniques usinés avec précision. Les formes CryoDyn® CT-100 sont disponibles sur commande avec une quantité minimale requise. Cette capacité permet aux clients d’accéder à des prototypes usinés qui peuvent aider à valider la conception et les performances d’un composant avant de finaliser l’outillage de moulage par injection. Les opérations d’usinage CNC de Drake Plastics peuvent également fournir des quantités de production de pièces usinées si nécessaire, en tant qu’étape intermédiaire avant le moulage par injection.
