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一、
+ C; o9 ^* K0 }/ X0 B8 t% ^( Z( {概
, U$ J2 ?( I& B$ i8 |9 n述 □ 聚四氟乙烯(PTFE、F4)俗稱“塑料王”,是目前世界上最耐腐蝕的材料。用它作襯里的設(shè)備,能抵擋所有強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑的腐蝕(除熔融金屬、三氟化氯和元素氟之外),并能在80—220℃與負(fù)壓的苛刻條件下正常使用。故而在防腐蝕容器的設(shè)計(jì)中,PTFE是作為設(shè)備襯里的首選材料。由它作耐腐蝕襯里的各類容器、管件、管道、閥門、泵已廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、熱電、環(huán)保等行業(yè)。1 s$ B" n3 t6 }3 C( z) `& |0 G- u3 k
□ PTFE是乙烯分子中的氫原子被氟原子取代后生成的聚合物。在PTFE分子中,除存在大量高鍵能的碳鏈外,還有氟原子所形成的屏蔽效應(yīng)。因而,使有機(jī)氟聚合物具有一系列優(yōu)異的性能,如自潤(rùn)滑及低摩擦性能、不粘性、憎油憎水性、耐化學(xué)品性、耐熱性、高價(jià)電性和耐候性能等。但是,PTFE也存在著某些缺點(diǎn),如熔點(diǎn)高(327℃)、熔融粘性大(在380℃時(shí),熔融粘度高達(dá)1010Pa·s,而一般熱塑性塑料僅為102~103Pa·s),以及不溶于一般有機(jī)溶劑中等,導(dǎo)致了加工性能差,從而限制了它的應(yīng)用。由于PTFE具有上述優(yōu)異的耐腐蝕特性,而又存在熔融粘度高(比普通熱塑性塑料要高一百多萬(wàn)倍)、流動(dòng)性差的缺陷,導(dǎo)致它的加工難度很大。 PTFE的襯里方法可劃分為粉體襯里和板材襯里兩大類型。以下著重介紹PTFE粉體的襯里方法: A、) F. \6 F" {, N+ U8 H- k; X
擠(推)壓法 這是目前利用PTFE粉體生產(chǎn)PTFE管道的主要方法之一。此法是利用擠壓機(jī)的柱塞連續(xù)將粉體通過(guò)模具擠出并同時(shí)加熱進(jìn)行燒結(jié),冷卻后即成 PTFE管道。這種制品具有內(nèi)外表面光滑、潔凈、均勻、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),宜作大批量生產(chǎn),但僅能加工Φ300mm以下的PTFE直管。 B、
& D8 u) S/ D8 g3 W! N2 @; }模壓法(類等壓法) 模壓法又稱液壓法,橡皮形成法。它是將PTFE粉體均勻地加入橡皮袋與鋼制零件(管道、彎頭、三通等管件)的內(nèi)壁之間。再向橡皮袋中注入液體(水)。增壓后的水?dāng)U張橡皮袋,迫使PTFE粉體向鋼制零件內(nèi)壁壓實(shí)。卸壓后并抽除橡皮袋中的水,去除橡皮袋,PTFE粉體將均勻地粘附在零件的內(nèi)壁。襯有PTFE粉體的鋼制零件經(jīng)燒結(jié)后,即成PTFE襯里制品。 這是目前國(guó)內(nèi)常用的PTFE粉體襯里法,它可襯里管道,管件,以及體積較大的套筒、貯槽、半球殼體等形狀復(fù)雜的防腐制品。采用等壓法具有以下諸多優(yōu)點(diǎn): a、
- v& Z' l0 a/ I7 |4 V& D/ q無(wú)需鋼模。襯里的鋼制零件就是襯PTFE粉體的鋼模; b、! R( u) \; t( s1 z* ?% T, Y+ d
PTFE可一次燒結(jié)成型; c、
7 ?9 B# x& S7 X" {% A9 k4 L橡皮袋制作方便,制作周期短,成本低; d、
$ t- x/ O8 d5 f) f- R8 l9 w% bPTFE受壓均勻,能充分發(fā)揮PTFE的物理、化學(xué)性能。 目前,國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家均采用這種生產(chǎn)工藝。作為PTFE粉體的鋼模(承壓的鋼制件),由于承壓強(qiáng)度低,所以國(guó)內(nèi)眾多廠家對(duì)于DN100mm以下的襯里零件,水壓僅為15Mpa;對(duì)于大于DN100mm的零件,更有甚者,水壓則降至4Mpa。由于襯里的水壓低,制品出現(xiàn)如襯里燒結(jié)收縮率大、開(kāi)裂,滲漏等諸多缺陷。 上述方法僅采用1臺(tái)高壓泵即可生產(chǎn),但這絕非是真正的“等壓法”。有鑒于此,國(guó)內(nèi)的廠家把低壓的粉體襯里方法稱之謂“模壓法”、“粉壓法”、“內(nèi)壓法”或“液壓法”。我們稱為“類等壓法”。 等壓法* _! L0 Q( S9 s3 p" J5 w3 v1 j1 h
本廠采用的等壓法,是將工件(鋼制的管道、彎頭、三通等零件)、橡膠袋、撐管、PTFE粉體、端蓋,密封安裝后,置于一個(gè)能承壓30Mpa的封閉式高壓釜內(nèi)。將水壓增加至30Mpa,橡膠袋擴(kuò)張,將PTFE粉體緊密地壓實(shí)在工件的內(nèi)壁。由于工件在釜內(nèi)的內(nèi)、外壁均受到30Mpa的水壓,內(nèi)外受力相等且相互抵消,工件承力不大,不被破壞,故稱等壓法。8 p2 r3 Z' `, t2 L6 t! j$ J
等壓法是目前國(guó)際上常用的工藝在國(guó)內(nèi)PTFE粉體襯里方法的一大創(chuàng)新工藝。對(duì)保證大口徑F4管道和較大型復(fù)雜的鋼制零件襯里制品質(zhì)量,以及提高我國(guó)PTFE制品的技術(shù)水平,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)襯里技術(shù)。' P8 G2 J+ c5 k6 M U1 O
二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)* S0 D" x3 I1 a2 a; L
□ 采用等壓法的PTFE粉體襯里的技術(shù),在工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家、日本等國(guó)是一種廣為應(yīng)用的工藝。因?yàn)樗麄兙邆涑袎海ā?0Mpa)的高壓釜的工藝裝備,凡大型復(fù)雜的襯PTFE粉體容器都采用此法制作。
6 i! L( ?: z5 G□ 在國(guó)內(nèi)由于缺少靜壓的高壓釜,只能采用高壓水泵進(jìn)行“模壓法”的襯PTFE粉體工藝,一般壓力在≤15Mpa。因壓力不夠大,PTFE粉體在鋼件內(nèi)壁壓不嚴(yán)實(shí),致使燒結(jié)后,襯里收縮率高,常出現(xiàn)襯里開(kāi)裂、起泡、滲漏等諸多缺陷。8 H7 e, v. {) z6 J; k _
□ 等壓法的采用,能勝任生產(chǎn)大直徑的厚壁直管和較大型復(fù)雜容器的PTFE襯里。若水壓大于30Mpa,達(dá)到60Mpa的高壓釜在國(guó)內(nèi)研制成功,其襯里制品的質(zhì)量更佳。這是襯PTFE粉體技術(shù)必備的高端技術(shù)裝備,也是國(guó)內(nèi)襯PTFE粉體防腐設(shè)備急需的工藝裝備,國(guó)內(nèi)只有少數(shù)科研機(jī)構(gòu)擁有小口徑的設(shè)備,我廠擁有國(guó)內(nèi)唯一投入生產(chǎn)的大口徑高壓力的等壓釡。
- k- E L% [$ y6 ~! K* G/ n三、工藝簡(jiǎn)介4 @8 _1 R) ?* `* P
低壓襯PTFE粉料的模壓法,已是眾所周知的PTFE襯里工藝。等壓法只是采用高壓釜的工藝裝備進(jìn)行粉料的襯里。其技術(shù)路線如下:4 z8 v1 _" @! ^' ^6 j% ?% p
鋼制設(shè)備(管道、管件、塔節(jié)、復(fù)雜形狀的設(shè)備)→除油、除銹(內(nèi)表面)→放入橡膠袋(按鋼件內(nèi)壁預(yù)制作)→插入撐管→加入PTFE粉料(按襯里厚度和壓縮比計(jì)算準(zhǔn)確的份量)→置密封膠→放入加料圈、端蓋→螺栓固緊→放入高壓釜內(nèi)(已注入清水)→加壓至30Mpa(保壓10秒)→卸壓→取出鋼件→拆除螺栓、端蓋、加料圈→去掉橡膠袋、撐管→干燥→燒結(jié)。 |