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等壓法襯聚四氟乙烯工藝
日期:2024-12-24 00:05
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摘要:
等壓法襯聚四氟乙烯工藝
成都森發(fā)橡塑有限公司專業(yè)生產(chǎn)四氟襯裡,防腐噴塗 besticonpack.com www.cdsenfa.com
一、 概 述
□聚四氟乙烯(PTFE、F4)俗稱“塑料王”,是目前**上*耐腐蝕的材料。用它作襯裡的設(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),並能在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)備襯裡的優(yōu)選材料。由它作耐腐蝕襯裡的各類容器、管件、管道、閥門、泵已廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、熱電、*等行業(yè)。
□PTFE是乙烯分子中的氫原子被氟原子取代後生成的聚合物。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)氟聚合物具有一係列優(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),以及不溶於一般有機(jī)溶劑中等,導(dǎo)致了加工性能差,從而限製了它的應(yīng)用。由於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的襯裡方法可劃分為粉體襯裡和板材襯裡兩大類型。以下著重介紹PTFE粉體的襯裡方法:
A、 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)模具擠出並同時(shí)加熱進(jìn)行燒結(jié),冷卻後即成
PTFE管道。這種製品具有內(nèi)外表麵光滑、潔淨(jìng)、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、 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製零件(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)。增壓後的水?dāng)U張橡皮袋,迫使PTFE粉體向鋼製零件內(nèi)壁壓實(shí)。卸壓後並抽除橡皮袋中的水,去除橡皮袋,PTFE粉體將均勻地粘附在零件的內(nèi)壁。襯有PTFE粉體的鋼製零件經(jīng)燒結(jié)後,即成PTFE襯裡製品。
這是目前國(guó)內(nèi)常用的PTFE粉體襯裡法,它可襯裡管道,管件,以及體積較大的套筒、貯槽、半球殼體等形狀複雜的防腐製品。采用等壓法具有以下諸多優(yōu)點(diǎn):
a、 無(wú)需鋼模。襯裡的鋼製零件就是襯PTFE粉體的鋼模;
b、 PTFE可一次燒結(jié)成型;
c、 橡皮袋製作方便,製作周期短,成本低;
d、 PTFE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(承壓的鋼製件),由於承壓強(qiáng)度低,所以國(guó)內(nèi)眾多廠家對(duì)於DN100mm以下的襯裡零件,水壓僅為15Mpa;對(duì)於大於DN100mm的零件,更有甚者,水壓則降至4Mpa。由於襯裡的水壓低,製品出現(xiàn)如襯裡燒結(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”。有鑒於此,國(guó)內(nèi)的廠家把低壓的粉體襯裡方法稱之謂“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
本廠采用的等壓法,是將工件(鋼製的管道、彎頭、三通等零件)、橡膠袋、撐管、PTFE粉體、端蓋,密封安裝後,置於一個(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。由於工件在釜內(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。
等壓法是目前**上常用的工藝在國(guó)內(nèi)PTFE粉體襯裡方法的一大**工藝。對(duì)保證大口徑F4管道和較大型複雜的鋼製零件襯裡製品質(zhì)量,以及提高我國(guó)PTFE製品的技術(shù)水平,達(dá)到****襯裡技術(shù)。
二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
□采用等壓法的PTFE粉體襯裡的技術(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,凡大型複雜的襯PTFE粉體容器都采用此法製作。
□在國(guó)內(nèi)由於缺少靜壓的高壓釜,隻能采用高壓水泵進(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)後,襯裡收縮率高,常出現(xiàn)襯裡開裂、起泡、滲漏等諸多缺陷。
□等壓法的采用,能勝任生產(chǎn)大直徑的厚壁直管和較大型複雜容器的PTFE襯裡。若水壓大於30Mpa,達(dá)到60Mpa的高壓釜在國(guó)內(nèi)研製成功,其襯裡製品的質(zhì)量更佳。這是襯PTFE粉體技術(shù)必備的**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)隻有少數(shù)科研機(jī)構(gòu)擁有小口徑的設(shè)備,我廠擁有國(guó)內(nèi)**投入生產(chǎn)的大口徑高壓力的等壓釡。
三、工藝簡(jiǎn)介
低壓襯PTFE粉料的模壓法,已是眾所周知的PTFE襯裡工藝。等壓法隻是采用高壓釜的工藝裝備進(jìn)行粉料的襯裡。其技術(shù)路線如下:
鋼製設(shè)備(管道、管件、塔節(jié)、複雜形狀的設(shè)備)→除油、除鏽(內(nèi)表麵)→放入橡膠袋(按鋼件內(nèi)壁預(yù)製作)→插入撐管→加入PTFE粉料(按襯裡厚度和壓縮比計(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→乾燥→燒結(jié)。