氟塑料襯里閥門(mén)的種類(lèi)與特性

隨著現(xiàn)代石油化工工業(yè)的快速發(fā)展，之前出現(xiàn)的襯橡膠、搪瓷閥門(mén)已不能滿足日新月異的工業(yè)需要。 人們?cè)诓粩嗟貙で蟆ui合理、zui低碳的方法來(lái)解決這些工業(yè)需要，因此出現(xiàn)了各種材料的襯里閥門(mén)，其中氟塑料襯里閥門(mén)是襯里閥門(mén)中的一朵奇葩。

早在塑料問(wèn)世不久，就有人預(yù)言，塑料閥門(mén)將成為化工應(yīng)用領(lǐng)域里閥門(mén)，對(duì)塑料管道和閥門(mén)的需求量將會(huì)大幅上升，工程師們相信將出現(xiàn)一個(gè)塑料世界，塑料不僅廣泛用于建材工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、宇航工業(yè)、給排水工業(yè)，在石油化工業(yè)中更是理想的材料。 因?yàn)槭I(yè)中90%的工況要求低溫操作，而塑料符合這一要求，同時(shí)避免了許多腐蝕性問(wèn)題。

在浩繁的塑料家族中，選用哪種塑料作為襯里閥門(mén)的材料比較合適，各國(guó)的科技工作者都在努力尋找，人們發(fā)現(xiàn)在特種工程材料中的氟塑料作防腐蝕閥門(mén)的襯里材料。*，氟塑料是性能*的熱塑性材料，zui開(kāi)始用于軍工和宇航工業(yè)，典型的聚四氟乙烯（PTFE）材料，具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性，可長(zhǎng)期在一195?200°C范圍內(nèi)使用。低摩擦性和自潤(rùn)滑性非常好，還具有優(yōu)良的電絕緣性和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑的腐蝕，甚至可耐“王水”，有“塑料王”之稱(chēng)。由于氟

塑料具有這些優(yōu)異特性，所以特別適合作耐腐蝕性強(qiáng)的閥門(mén)材料。襯里閥門(mén)就是利用了氟塑料這些優(yōu)異特性、可塑性和可熔融加工及加工成形性能好的原理設(shè)計(jì)制造的。

氟塑料襯里閥門(mén)（國(guó)外稱(chēng)為鐵氟龍閥門(mén)），在20世紀(jì)70年代開(kāi)始研發(fā)，由于閥門(mén)結(jié)構(gòu)的特殊性，zui初的氟塑料襯里閥門(mén)主要集中在旋塞閥與球閥幾個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單品種，主要用于石化管道中強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及溶劑類(lèi)物質(zhì)。由于石化工業(yè)這類(lèi)介質(zhì)具有*腐蝕性，一 般的碳鋼閥門(mén)很快被腐蝕掉，即使是不銹鋼閥門(mén)，也會(huì)被腐蝕。后來(lái)人們發(fā)明了哈氏合金、蒙乃爾合金、 20號(hào)合金，解決了石化特殊管道輸送難題，由于這些合金中含有大量Ni、Cr、Nb、Ti、Pt等貴重金屬，加上資源有限，滿足不了石油化工工業(yè)的發(fā)展。 必須有使用效果好、節(jié)能效果佳的新材料、新工藝取而代之。氟塑料襯里閥門(mén)也就應(yīng)運(yùn)而生。

因?yàn)榉芰系睦鞆?qiáng)度和硬度相對(duì)較低，不適宜單獨(dú)作閥門(mén)殼體材料，尤其是口徑比較大的閥門(mén)，所以通常作為襯里材料采用。氟塑料襯里閥門(mén)的外殼材料，一般有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、不銹鋼等。灰鑄鐵由于機(jī)械強(qiáng)度低，容易碎裂，現(xiàn)在使用較少。

氟塑料襯里閥門(mén)的設(shè)計(jì)壓力，一般公稱(chēng)壓力小于或等于PN25，使用溫度根據(jù)殼體材料和氟塑料的適用溫度來(lái)確定。一般碳鋼襯氟塑料閥門(mén)的工作溫度為 -29 ?180°Co氟塑料是指分子結(jié)構(gòu)含有氟原子的一類(lèi)高分子合成材料的總稱(chēng)。它是一類(lèi)含有氟的不飽和單體自聚合以及由氟不飽和單體共聚而成的一類(lèi)合成樹(shù)脂。

氟樹(shù)脂的品種很多，根據(jù)分子中氟原子的個(gè)數(shù)來(lái)分有下列品種：聚氟乙烯（PVF），簡(jiǎn)稱(chēng)F1;聚偏二氟乙烯（PVDF），簡(jiǎn)稱(chēng)F2;聚三氟氯乙烯（PCT- FE）,簡(jiǎn)稱(chēng)F3;聚四氟乙烯（PTFE），簡(jiǎn)稱(chēng)F4;聚六氟丙烯，簡(jiǎn)稱(chēng)F6。含氟塑料的共聚物有以下品種： 可溶性聚四氟乙烯，簡(jiǎn)稱(chēng)PFA，是由聚四氟乙烯與全氟烷基乙烯醚共聚所組成；聚全氟乙丙塑料 （FEP）簡(jiǎn)稱(chēng)F46，是四氟乙烯與六氟乙烯的共聚物； F42是四氟乙烯與偏二氟乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱(chēng)；F40是四氟乙烯與乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱(chēng)；F30是三氟氫乙烯與乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱(chēng)；F23 （又稱(chēng)3M）是偏二氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱(chēng)。

19.2.2氟塑料的特性

由于氟塑料分子結(jié)構(gòu)中都有氟碳鍵及其屏蔽效應(yīng)，故具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐高（低）溫性、非黏附性、電絕緣性等，又由于它們彼此間的結(jié)構(gòu)上的差異，使其具有各自的特性，選用時(shí)要充分注意發(fā)揮不同品種氟塑料各自的優(yōu)點(diǎn)。由于氟塑料的品種很多， 這里僅介紹產(chǎn)量zui大，使用zui多的聚四氟乙烯（PT- FE）以及它的兩個(gè)改性產(chǎn)品：聚全氟乙丙烯（FEP） 和可熔性聚四氟乙烯（PFA）。

聚四氟乙烯（PTFE）

從聚四氟乙烯分子結(jié)構(gòu)看，C一C主要鏈的周?chē)鷮?duì)稱(chēng)排列著氟原子，形成了一個(gè)氧原子組成的外罩保護(hù)著主鏈。C一F鍵極其牢固，使聚四氟乙烯具有很高的耐化學(xué)腐蝕性能，其耐腐蝕性超過(guò)了現(xiàn)有的所有塑料，故有“塑料王”之稱(chēng)。聚四氟乙烯幾乎耐任何濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和溶劑的腐蝕，即使在F46更為方便。PFA在工業(yè)上可用作防腐蝕襯里及防腐涂層。

綜上所述，目前用得zui多的氟塑料是聚全氟乙丙烯塑料（F46）與聚四氟乙烯塑料（F4）。前者采用模壓襯里，后者采用粉末預(yù)壓-燒結(jié)成形方法襯里。 可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA），可采用髙效率注塑的方法襯里，襯里的工藝性與防腐蝕性能都比較好， 但由于材料價(jià)格太高，限制了它的使用。