氟塑料衬里阀门生产工艺

氟塑料衬里阀门生产工艺

氟塑料衬里阀门生产工艺

氟塑料衬里阀门的生产是一种复杂而又繁重的过程，除了成型加工技术外，还需考虑到生产成本，原料

供应，环境影响等方面。

压塑是氟塑料成型工艺方法之一（如图1），也是氟塑料衬里阀门应用最理想的方法之一，是将一定量

的氟塑料（粉状、粒状、纤维状、片状和碎屑状等）放入成型的模腔中，然后闭合，放在加热炉内加热

到一定温度，并在压力作用下熔融流动，缓慢充满整个型腔而取得型腔所赋予的形状。随着氟塑料化学

反应程度的增加，熔体逐渐失去流动性变成不熔的体型结构而成为固体，经冷却到一定温度打开模具，

而成为成品，从而完成模压过程。如图2衬里工艺流程图。

衬里阀门是现代科学技术发展阶段的产物。氟塑料衬里阀门是伴随着氟塑料的出现和社会需求而产生的

一种高新技术产品。根据氟塑料上述的性能特点和成型工艺特性、方法，人们不断探索，反覆实践，开

发出了系列氟塑料衬里阀门。氟塑料衬里阀门与常规通用阀门相比，不论是材料选择上，还是制造工艺

上有其自身的特点。

氟塑料衬里阀门结构长度和法兰两端尺寸，按钢制阀门的相关标准和行业标准执行。如结构长度按GB/T

12221标准的规定，结构长度包括法兰密封面衬氟塑料厚度。法兰连接尺寸按GB/T 9113.1的规定。并

限制在法兰端连接，不允许采用焊接方法连接。便于工业管道的安装连接不因焊接而影响产品质量。

衬里层厚度的确定既是一个科学问题，又是比较现实的经济问题。衬氟层厚了浪费昂贵的氟塑料，衬薄了满足不了使用要求。因为氟塑料是高分子材料，具有吸收少量与其接触的气体的特性，随温度的升高，材料体积膨胀，分子之间空隙增大，渗透吸收就加剧。只有适当增加厚度才能减少渗透。因此，在衬里层设计时，采用增加厚度来弥补这一缺陷。经过试验验证，确定衬里层厚度δ≥2mm比较合适。并且随着阀门通径的增大而增加，衬氟塑料厚度如表1所示

[原创]氟塑料衬里阀门性能特点

(2009-07-29 09:03:43)

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标签：[原创]氟塑料衬里阀门性能特点杂谈分类：阀门、衬氟阀门、衬里阀门

氟塑料衬里阀门

进入二十一世纪以来，世界石化工业逐渐向中国转移，中国已成为世界石化产品生产大国，原油加工能力和乙烯生产能力现居全世界第二位和第三位，而且还在进一步增大。而我国的石化设备长期依靠进口，一些重要工序的特种阀门也要进口，这与石化工业大国的地位极不相称，也不符合我国建立节约型社会的国策。

由于石化工业中有些介质具有极强腐蚀性，一般的碳钢阀门很快被腐蚀掉，即使是不锈钢阀门，也会被腐蚀。后来人们发明了哈氏合金、蒙乃尔合金、20号合金，解决了石化特殊管道输送难题，因为这些合金中含有大量Ni、Cr、Nb、Ti、Cu、Pt等贵重金属，加上资源有限，影响了石油化工工业的发展，所以寻求一种性能优越，价格适当的材料，生产成本低的阀门是世界各国科技人员努力追求的目标。

一、氟塑料性能特点

衬氟塑料阀门(国外称为铁氟龙阀门)，在上世纪七十年代开始研发，由于阀门结构的特殊性，最初的衬氟塑料阀门主要集中在旋塞阀与球阀几个结构简单品种，主要用于石化管道中强酸、强碱及溶剂类物质。

然而单纯用氟塑料制作的阀门是难以胜任温度较高、压力较高工况下工作的，必须另辟蹊径。人们在不断试验和实践中，利用氟塑料的可塑性加工原理，用钢铁做外壳，将氟塑料衬于壳体内，以隔绝钢铁金属与强腐蚀性介质的直接接触，这既解决了氟塑料的强度低，而不能承受高压的问题，又解决了钢铁材料不耐腐蚀的问题，成为当今世界发展最快的一种复合型阀门材料。

氟塑料是指分子结构含有氟原子的一类高分子合成材料的总称。它是一类含有氟的不饱和单体自聚合以及由氟不饱和单体共聚而成的一类合成树脂。1934年Scherer、Schloffer首先发现聚三氟氯乙烯(PCTFE)。1938年Dupont公司研制出聚四氟乙烯，并于1949年实现工业化。继而英国的ICI、德国的Hoechse、日本的大金工业、意大利的Montefiaos等相继投产，我国于1958年在上海实现工业化生产。

氟树脂的品种很多，根据分子中氟原子的个数来分有下列品种：聚氟乙烯(PVF)，简称F1；聚偏二氟乙烯(PVDF)，简称F2；聚三氟氯乙烯(PCTFE)，简称F3；聚四氟乙烯(PTFE)，简称F4；聚六氟丙烯，简称F6。含氟塑料的共聚物有以下品种：可溶性聚四氟乙烯，简称PFA，是由聚四氟乙烯与全氟烷基乙烯醚共聚所组成；聚全氟乙丙烯(FEP)简称F46，是四氟乙烯与六氟乙烯的共聚物；F42是四氟乙烯与偏二氟乙烯的共聚物简称；F40是四氟乙烯与乙烯的共聚物简称；F30是三氟氢乙烯与乙烯的共聚物简称；F23(又称3M)是偏二氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物简称。

由于氟塑料分子结构中都有氟碳键及其屏蔽效应，故具有优良的耐腐蚀性、耐高(低)温性、非黏附性、电绝缘性等，又由于它们彼此间的结构上的差异，使其具有各自的特性，选用时要充分注意发挥不同品种氟塑料各自的优点。由于氟塑料的品种很多，这里仅介绍产量最大，使用最多的聚四氟乙烯以及它的两个改性产品：聚全氟乙丙烯和可熔性聚四氟乙烯。

(1) 聚四氟乙烯(PTFE)

从聚四氟乙烯分子结构看，C-C主要链的周围对称排列着氟原子，形成了一个氧原子组成的外罩保护着主链。C-F键极其牢固，使聚四氟乙烯具有很高的耐化学腐蚀性能，其耐腐蚀性超过了现有的所有塑料，故有“塑料王”之称。聚四氟乙烯几乎耐任何浓度的强酸、强碱、强氧化剂和溶剂的腐蚀，即使在高温下对它也不发生作用。只有熔融的碱金属或他们的氨溶液、氟化氯及元素氟会对它发生作用，而且也只有在高温下才明显地发生作用，聚四氟乙烯的力学性能见表6-14。

表6-14 聚四氟乙烯的力学性能

聚四氟乙烯突出的加工性能特点是成型加工困难，在熔融状态无流动性，在熔融温度以上也不能从“高弹态”转变到“黏流态”，加热到它的分解温度(415℃)也不能流动。因此聚四氟乙烯很难用模压、注射等一般热塑性塑料的加工方法来制造形状复杂的制件，只能将聚四氟乙烯粉料预压成所需形状，然后再烧结成型。其涂层多微孔，不能单独用作防腐涂层。

F4可以进行黏结，但需进行表面特殊处理。将F4与F4制件接合的最理想方法是焊接，一般F4的焊接方法分为热压焊接和热风焊接。

(2) 聚全氟乙丙烯塑料(FEP)

聚全氟乙烯由于C-C键周围有极牢固的氟碳键存在及其屏蔽效应，因而使它的耐腐蚀性能极好。与聚四氟乙烯相似(在150℃下)，它几乎能抵抗所有化学介质(包括浓硝酸及王水)的腐蚀。只有高温下的氟、碱金属及二氟化氯、三氟化氯等能与它发生作用。它对稀或浓的无机酸、碱、醇、酮、芳烃、氯代烃、油脂等均有优良的耐腐蚀性。由于具有支链，故使它的耐温略有降低，最高使用温度约200℃，长期使用温度比F4降低了50℃。F46的力学性能见表6-15。F46的突出优点是具有较好的成型加工性能，可以用热塑性塑料通用的成型加工方法如模压、挤出、注射等进行加工。F46在熔融状态能和金属黏结。表6-15 F46的力学性能