Hoe je het juiste membraan kiest voor een drukopnemer

In veel industriële toepassingen zoals spuitgieten en extrusie wordt gebruik gemaakt van druksensoren om drukmeting en regeling mogelijk te maken. Wanneer je de juiste druksensor gevonden hebt voor jouw benodigde toepassing (wat soms al een behoorlijke klus is), is het van belang om het juiste membraan te selecteren voor jouw beoogde druksensor. In dit artikel laten we je zien welke mogelijkheden je hebt en welk drukmembraan het meest geschikt is voor de stof die jij verwerkt.

Om het juiste membraanmateriaal te kiezen voor jouw druksensor moet je allereerst kijken naar de toepassing waarin de druksensor gebruikt gaat worden. Stel jezelf allereerst de volgende twee vragen:

1. Komt de sensor in contact met een puur materiaal of een mengsel van materialen?
2. Welke eigenschappen heeft het materiaal (polymeer) waar de sensor mee in contact komt?

Polymeren zijn doorgaans in vier categorieen in te delen met ieder hun eigen eigenschappen:

• Thermoplasten
• Elastomeren
• Thermoplastische elastomeren 
• Thermoharders

Op basis van jouw toepassing dien je nu nog vast te stellen of het te verwerken materiaal, abrasief of corrosief is en welke temperaturen er in het proces gebruikt gaan worden. Op basis van deze antwoorden is het nu mogelijk om een weloverwogen keus te maken voor een type drukmembraan voor jouw druksensor.

Dynisco standaard drukmembraan

Bij Rokoma werken we veel samen met extrudeerders. In de extrusie kan dorogaans gebruik gemaakt worden van het standaardmembraan van Dynisco, de Dymax®-gecoat roestvrij staal (15-5PH).

Dit standaardmembraan is uitermate geschikt om in stromen van abrasief materiaal zoals bijvoorbeeld polyproyleen te plaatsen. Het membraan is betrouwbaar en wordt om die reden veelvuldig toegepast binnen extrusieomgevingen.
 

Hechting

Waarom zou je niet altijd kiezen voor het relatief voordelige standaardmembraan van Dynisco?

Één van de redenen waarom het zeer aan te bevelen is om je goed te verdiepen in de membraanselectie voor jouw druksensor, is om onnodige kosten te voorkomen. 

In het geval dat er binnen jouw proces veel gewerkt wordt met elastomeren (bijvoorbeeld TPE), zal het betreffende elastomeer - wanneer de spanning afneemt - willen terug keren naar zijn oorspronkelijke vorm.

Dit betekent dat er hechting aan- of vervorming van het standaardmembraan kan ontstaan waardoor de druksensor niet meer goed functioneert.

Om deze hechting en vervorming te voorkomen raden we in dit geval een titaniumnitride-coating (TiN) aan om deze hechting en of vervorming te beperken en mogelijk te voorkomen.
 

Oxidatie

Een andere veel voorkomende situatie, waarbij soms pijnlijk duidelijk wordt dat gaan voor de voordeligste oplossing soms de duurste blijkt te zijn, is wanneer er te weinig rekening gehouden wordt met corrosieve eigenschappen van sommige polymeren. Dit resulteert in oxidatie en slijtage van het membraan.

Voor materialen zoals fluoropolymeren (PTFE of FEP), raden we je aan te kiezen voor een Inconel of Hastelloy membraan. Kies je in deze situatie voor het standaardmembraan van Dynisco dan zul je merken dat de levensduur van de druksensor aanzienlijk wordt verkort en je aan het einde van de rit duurder uit bent.  

Beschikbare membraan materialen en coatings

Allereerst is het goed om te weten dat de standaard vulling van een druksensor uit kwik (Hg) bestaat. De Dynisco druksensoren kunnen tevens worden uitgerust met een Natrium-Kalium (NaK) vulling, deze vulling is geschikt voor toepassing in de voedingsmiddelen industrie. 

De membramen van Dynisco durksensoren kunnen uit verschillende materialen en coatings bestaan. We bespreken per type materiaal de voordelen en de mogelijke coatings. We onderscheiden 3 materialen: 

1. 15-5-PH-SST RVS (1.4545)
2. Inconel 718
3. Hastelloy

15-5-PH-SST RVS (1.4545)

Inconel 718

Inconel 718 is een zeer sterke nikkel-chroomlegering die o.a. is ontworpen voor een goede hittebestendigheid. Naast zijn superieure sterkte biedt Inconel 718 ook uitstekende corrosiebestendigheid, waardoor het een ideale keuze is voor gebruik in corrosieve omgevingen of in industrieën die hoge temperaturen vereisen.

Hastelloy 

Hastelloy is een nikkel-molybdeen-chroomlegering die is ontworpen voor superieure corrosiebestendigheid in zowel zure als alkalische omgevingen. Het heeft uitstekende putweerstand, zelfs in sterk corrosieve oplossingen zoals mengsels van zoutzuur of zwavelzuur. Indien er wordt gekozen voor hastelloy houdt er dan rekening mee dat het membraan, de kop, het afdichtingsvlak en de schroefdraad volledig in hastelloy zijn uitgevoerd.

Voor processen waarbij een een hoge temperatuurbestendigheid of verhoogde sterkte vereist is, kan Inconel 718 de juiste keuze zijn. Indien je behoefte hebt aan superieure bescherming tegen chemische corrosie, dan verdient hastelloy de voorkeur.