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一,、+ t9 C4 A; @0 J% y! y: W
概
! p5 `- O+ R8 b2 T& R* T8 h! V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)。* ^8 O( K! h4 N z) T7 {/ w) l
□ 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,、
& d/ ~" |- X: I2 P* {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、# A6 i+ m. K; `) f2 j" b( z
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,、
' U8 q- }3 T `" p6 E& [4 x# i無需鋼模,。襯里的鋼制零件就是襯PTFE粉體的鋼模; b,、
9 y8 Q, X+ |7 {, V+ w' Y( ` @7 CPTFE可一次燒結(jié)成型; c、
( `) x. q: }# X橡皮袋制作方便,制作周期短,,成本低,; d、
$ N% g" V4 g5 g) f; Z kPTFE受壓均勻,,能充分發(fā)揮PTFE的物理、化學(xué)性能。 目前,,國內(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& e) T7 {. G1 I6 i$ y( u
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。/ J% N& n) e9 `/ R. y9 w' F
等壓法是目前國際上常用的工藝在國內(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PTFE制品的技術(shù)水平,達(dá)到國際先進(jìn)襯里技術(shù),。
/ r2 x' i: x5 D* G9 Q二,、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
, e" _$ @: z$ m, x; s+ R6 O□ 采用等壓法的PTFE粉體襯里的技術(shù),在工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美國家,、日本等國是一種廣為應(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,。+ g3 M1 @" B; z+ i* }- v$ Y) a
□ 在國內(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)襯里開裂,、起泡、滲漏等諸多缺陷,。
$ k6 `" H& H4 p& q5 h s□ 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,,也是國內(nèi)襯PTFE粉體防腐設(shè)備急需的工藝裝備,,國內(nèi)只有少數(shù)科研機(jī)構(gòu)擁有小口徑的設(shè)備,我廠擁有國內(nèi)唯一投入生產(chǎn)的大口徑高壓力的等壓釡,。 ]% P; O* h9 S; o. n& E
三,、工藝簡介
p4 c- ?/ q {* w- K. q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:
5 v8 u6 Q; f8 ]5 w: d" `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)。 |
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