氟塑料襯里閥門的種類與特性

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，其中氟塑料襯里閥門是襯里閥門中的一朵奇葩。

早在塑料問(wèn)世不久，就有人預(yù)言，塑料閥門將成為化工應(yīng)用領(lǐng)域里閥門，對(duì)塑料管道和閥門的需求量將會(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。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)的閥門材料。襯里閥門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（國(guó)外稱為鐵氟龍閥門），在20世紀(jì)70年代開(kāi)始研發(fā)，由于閥門結(jié)構(gòu)的特殊性，zui初的氟塑料襯里閥門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)堿及溶劑類物質(zhì)。由于石化工業(yè)這類介質(zhì)具有*腐蝕性，一 般的碳鋼閥門很快被腐蝕掉，即使是不銹鋼閥門，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)作閥門殼體材料，尤其是口徑比較大的閥門，所以通常作為襯里材料采用。氟塑料襯里閥門的外殼材料，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。

氟塑料襯里閥門的設(shè)計(jì)壓力，一般公稱壓力小于或等于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)含有氟原子的一類高分子合成材料的總稱。它是一類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F1;聚偏二氟乙烯（PVDF），簡(jiǎn)稱F2;聚三氟氯乙烯（PCT- FE）,簡(jiǎn)稱F3;聚四氟乙烯（PTFE），簡(jiǎn)稱F4;聚六氟丙烯，簡(jiǎn)稱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；F40是四氟乙烯與乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱；F30是三氟氫乙烯與乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱；F23 （又稱3M）是偏二氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物簡(jiǎn)稱。

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主要鏈的周圍對(duì)稱排列著氟原子，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。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。