氟塑料防腐設(shè)備

謝永夫

（上品興業(yè)氟塑料（嘉興）有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 引言

化工生產(chǎn)廠在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行，工藝要求嚴(yán)格，所涉原料有各種氣體、液體、固體，物性千差萬(wàn)別，需要各種類(lèi)型的生產(chǎn)設(shè)備。這些與介質(zhì)接觸的設(shè)備在成產(chǎn)中每時(shí)每刻都被腐蝕。在科技不發(fā)達(dá)情況下，人們總是在金屬中尋找抗腐劑。但這些設(shè)備往往體重價(jià)高，不能解決大量的腐蝕問(wèn)題。之后，人們才開(kāi)始摸索用非金屬資源來(lái)替代金屬。塑料防腐首先在我國(guó)得到應(yīng)用。隨著科技進(jìn)步，傳統(tǒng)耐蝕非金屬材料制防腐蝕設(shè)備發(fā)展日益完善，新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現(xiàn)。在采用新技術(shù)、新材料開(kāi)發(fā)防腐蝕新產(chǎn)品的浪潮中，四氟防腐產(chǎn)品，快速發(fā)展，在工業(yè)中越來(lái)越多的被應(yīng)用。

大家知道襯氟設(shè)備有良好的防腐性能，襯氟設(shè)備克服PTFE熱膨脹系數(shù)大的弱點(diǎn)，提高PTFE材料與鋼殼，的結(jié)合強(qiáng)度，使襯氟設(shè)備具備了更好的耐（負(fù)）壓能力及耐高、低溫能力，提高產(chǎn)品的使用壽命。層壓增強(qiáng)主要是通過(guò)FE膜片（帶）與高強(qiáng)度材料纏繞或復(fù)合達(dá)到較高的結(jié)合強(qiáng)度。

襯氟設(shè)備用途廣泛，具有非常優(yōu)良的耐蝕性及耐熱性，幾乎可以抵擋所有強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑的腐蝕，并能在較廣溫度范圍內(nèi)正常使用，已成為容器襯里設(shè)備的重要材料。 襯里設(shè)備在耐腐蝕要求比較高的化工企業(yè)中的應(yīng)用是越來(lái)越廣泛。

1 襯里鋼殼基本要求

（1）襯里鋼殼強(qiáng)度需滿(mǎn)足GB 150 《壓力容器》[1]要求；

（2）由于襯里材料在殼體上貼合，故需對(duì)殼體內(nèi)部進(jìn)行處理；

①殼體完成后，需對(duì)內(nèi)部焊道進(jìn)行磨平；

②內(nèi)部進(jìn)行噴砂，噴砂要求須符合GB 8923的樣板要求；

③噴砂后除銹等級(jí)須符合要求，如HG/T 20678[2]襯里鋼殼設(shè)計(jì)規(guī)定；

（3）殼體上排氣孔的作用；

在一般的襯里容器中，我們均能開(kāi)到一些排氣孔的設(shè)計(jì)，此類(lèi)排氣孔的作用為排氣及檢漏。

排氣作用：在實(shí)際襯里時(shí)，可以將襯里材料與金屬殼體之間的氣體通過(guò)此排氣孔排除。

檢漏作用：在實(shí)際運(yùn)行中，若襯里發(fā)生破壞，介質(zhì)與殼體直接接觸，這種情況下，介質(zhì)會(huì)優(yōu)先從排氣孔中滲出，可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)狀況，及時(shí)檢修，不會(huì)等到將金屬殼體完全腐蝕后再發(fā)現(xiàn)，減少其危害性；

（4）殼體內(nèi)部不允許出現(xiàn)突起，凹坑，銳角存在，此類(lèi)都不適合襯里。

2 襯氟設(shè)備制作流程

（1）鐵件制作

根據(jù)客戶(hù)要求，設(shè)計(jì)殼體規(guī)格與尺寸；

（2）內(nèi)部處理

由于是需要將四氟材料貼在殼體上，故需要將殼體內(nèi)部粗化，增大接觸面積。噴砂后，在內(nèi)表面刷上對(duì)應(yīng)的防銹底漆與強(qiáng)力膠；

（3）加熱貼合

貼合四氟板材，由于四氟板材較硬，需要加熱使其軟化，才能沿著設(shè)備內(nèi)表面進(jìn)行貼合，同時(shí)將原先的膠軟化，使板材與殼體可以膠合在一起，但加熱是需控制溫度與實(shí)踐，防止四氟板過(guò)熱變黃；

（4）焊接

板材貼合后，板材與板材之間存在縫隙，需采用PFA焊條及焊帶將其焊接起來(lái)，焊接完成后需做針孔測(cè)試，且不允許有針孔、氣泡等不良；

（5）檢查

襯氟設(shè)備在襯完后需對(duì)全部涂層進(jìn)行檢查，主要檢查有否劃痕，表面是否平整光滑和機(jī)械損傷等可見(jiàn)缺陷，然后進(jìn)行修補(bǔ)；

（6）測(cè)試

經(jīng)過(guò)蒸汽、水壓等測(cè)試，再次對(duì)襯里表面進(jìn)行檢查（如針孔等）；

（7）清潔、包裝

測(cè)試完成后，采用專(zhuān)用試劑對(duì)襯里表面進(jìn)行清潔，以達(dá)到客戶(hù)要求。

3 襯氟設(shè)備的優(yōu)勢(shì)

襯氟設(shè)備不受本身的形狀， 復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，能一次性無(wú)縫，無(wú)痕的成型，選用的材料可以根據(jù)介質(zhì)溫度及使用放入工作狀況來(lái)確定，下面簡(jiǎn)單的了解。

（1）和襯膠、襯塑相比：有著更好的耐化學(xué)介質(zhì)，耐溫更高，與基材的附著力更好；

（2）和噴涂相比：有著更好的耐磨、耐溫更高、施工場(chǎng)地不受限制；

（3）和搪瓷、鈦材相比：更有韌性和耐化學(xué)性能，襯四氟材料有很強(qiáng)的互熔性和伸張性，所以急速加溫降溫對(duì)涂層也無(wú)任何影響。涂層最好與酒石酸不粘或粘后易于清除，表面光滑，具有一定的耐磨性，接下來(lái)具體了解下襯氟設(shè)備的圖層處理吧。此材料現(xiàn)已在化工反應(yīng)釜、多晶硅、電鍍、工廠排污等行業(yè)已成功應(yīng)用。

襯氟設(shè)備對(duì)涂層的要求，要求內(nèi)壁涂層材料要無(wú)毒，無(wú)味，不影響葡萄酒質(zhì)量，具有一定的耐酸性和耐堿性，涂層與罐壁結(jié)合良好，使用中不得脫落。

襯氟設(shè)備能耐幾乎所有的（除熔融的堿金屬，氟和氟化介質(zhì)以及高于250°C氫氟化納外）常用強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)氯化性化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)還具有耐高溫的特點(diǎn)，所以它是理想的防腐蝕材料。因而在國(guó)內(nèi)外，將聚四氟乙烯大量應(yīng)用在防腐工程中，解決了許多腐蝕難題，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

在使用過(guò)程中，由于溫度的影響，襯氟極易損壞。當(dāng)溫度升高時(shí)，四氟襯里層伸長(zhǎng)過(guò)多而產(chǎn)生鼓泡或內(nèi)癟、阻塞了介質(zhì)流通，當(dāng)溫度下降時(shí)，四氟襯里層收縮過(guò)大，會(huì)將兩端翻邊轉(zhuǎn)角部位拉裂而泄漏，實(shí)踐證明，常規(guī)的四氟襯里產(chǎn)品，四氟襯里設(shè)備只能用于100度以下溫度范圍，從而嚴(yán)重影響了它的廣泛應(yīng)用。

在襯氟設(shè)備作用中，當(dāng)介質(zhì)中含有顆粒時(shí)，在輸送過(guò)程中，就會(huì)因磨損而使腐蝕加劇，加劇的程度與顆粒的大小、硬度、介質(zhì)的流速，以及腐蝕性、操作壓力、溫度等諸因素有關(guān)，由于四氟與襯氟設(shè)備材料磨擦系數(shù)小，管道的管表面光滑，并具有一定的自潤(rùn)性，可減小防腐層的磨損，提高使用壽命。

一般塑料的成型工藝，對(duì)它都不適用。我們?cè)跓Y(jié)工藝中，在同行業(yè)中率先采用熱空氣循環(huán)加熱工藝，改變了原電爐加熱，溫度分布不均勻、溫差變化大、升溫曲線難以控制的技術(shù)缺陷。使四氟與襯氟設(shè)備燒結(jié)成型質(zhì)量有顯著提高。

4 襯氟設(shè)備襯里材料分類(lèi)及其試用范圍

（1）聚四氟乙烯PTFE（F4）

適用介質(zhì)：任何有機(jī)溶劑或試劑、稀或濃無(wú)機(jī)酸、堿、醇、酮、芳烴、氯化烴等。工作溫度：≤200℃。

特點(diǎn)：PTFE耐高溫性能好，可在-250℃～260℃，溫度內(nèi)長(zhǎng)期使用耐磨性能好，靜摩擦系數(shù)是塑料中最小的，自潤(rùn)滑性能優(yōu)良；電絕緣性能優(yōu)異，并且不受工作環(huán)境、溫度、溫度和頻率的影響，具有良好的耐電弧性，耐化學(xué)腐蝕性?xún)?yōu)良，除在高溫、高壓下氟元素和熔融狀態(tài)的堿金屬對(duì)它有侵蝕作用，某些鹵化胺或芳香烴使其有輕微的膨脹外，其它諸如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、油脂、酮、醚、醉等即使在高溫下也對(duì)它不起作用；

（2）聚全氟乙丙烯FEP（F46）

適用介質(zhì)：任何有機(jī)溶劑或試劑、稀或濃無(wú)機(jī)酸、堿、酮、芳烴、氯化烴等。工作溫度≤150℃。

特點(diǎn)：力學(xué)、電性能和化學(xué)穩(wěn)定性基本與F4相同，但突出優(yōu)點(diǎn)是沖擊韌性高。即使帶缺口試樣也沖不斷，有極好的耐候和輻射性。易于成型加工，是為了克服聚四氟乙烯成型加工困難而發(fā)展的一種含氟樹(shù)脂，除使用溫度低于F4外，其它都保持下聚四氟乙烯的優(yōu)良性能；

（3）可溶性聚四氟乙烯（PFA）

適用介質(zhì)：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氟化劑、有機(jī)溶劑等。工作溫度≤180℃。

特點(diǎn)：類(lèi)似F46的一種新型含氟樹(shù)脂，為了克服聚四氟乙烯加工成型困難而發(fā)展的一個(gè)新品種，完全保持下聚四氟乙烯的優(yōu)良性能。良好的機(jī)械、電絕緣性能，突出耐熱性和低磨擦性能、難燃、低煙、耐大氣性好。最大的優(yōu)點(diǎn)是容易成型加工；

（4）聚三氟氯乙烯PCTFE（F3）

適用介質(zhì)：各種有溶劑、無(wú)機(jī)腐蝕液（氧化劑酸類(lèi)）。工作溫度≤120℃。

特點(diǎn)：耐殃性、電性能化學(xué)穩(wěn)定性?xún)H次于F4，機(jī)械強(qiáng)度、抗蠕性能、硬度比F4好；

（5）聚偏二氟乙烯PVDF（F2）

適用介質(zhì)：耐大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)和溶劑。工作溫度≤120℃。

特點(diǎn)：拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度比F4好，耐磨損和冷流性好：耐候、耐輻射和抗老化等，而最大特點(diǎn)是粘結(jié)力大、韌性好，易成型；

（6）增強(qiáng)性聚丙烯（FRPP）

適用介質(zhì)：無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的水溶液、無(wú)機(jī)酸類(lèi)、堿類(lèi)的稀或濃溶液。工作溫度≤120℃。

特點(diǎn)：是景輕的塑料之一，其屈服、拉伸和壓縮強(qiáng)度、硬度均優(yōu)于低壓聚乙烯，有很突出的剛性，耐熱性好，易成型。改性后沖擊性、流動(dòng)性、彎曲彈性模數(shù)高；

（7）改性聚烯烴（PO）

適用介質(zhì)：各種濃度的酸、堿、鹽及某些有機(jī)溶劑。工作溫度≤110℃。

特點(diǎn)：是目前世界上最理想的防腐蝕、防靜電、無(wú)毒害、強(qiáng)度高的優(yōu)質(zhì)材料，己廣泛旋轉(zhuǎn)成型的大型設(shè)備和閥門(mén)管道作內(nèi)襯。廣泛應(yīng)用于化工、冶金、食品、紡織等行業(yè)；

（8）超高分子量聚乙烯（UHMW PE）

適用介質(zhì)：能耐腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽，但氧化性酸除外)及有機(jī)溶劑。工作溫度：≤100℃。

特點(diǎn)：具有突出耐磨性、低磨擦系數(shù)和自潤(rùn)滑性：優(yōu)良的耐應(yīng)力開(kāi)裂性、耐高溫蠕變性；優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度，極高的沖擊強(qiáng)度。具有卓越的化學(xué)穩(wěn)定性；表面無(wú)吸附力，電絕緣性?xún)?yōu)良；無(wú)毒性等綜合能。

5 結(jié)論

襯氟設(shè)備在化工、制藥、半導(dǎo)體等行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其工藝要求也在不斷提高，后續(xù)的發(fā)展前景也越來(lái)越廣闊。

參考標(biāo)準(zhǔn)

[1] 壽比南, 陳鋼, 鄭津洋, 陳學(xué)東, 楊國(guó)義, 謝鐵軍, 李世玉, 徐鋒,王曉雷, 李軍, 邱清宇, 張延豐, 吳全龍. GB150.1～150.4-2011《壓力容器》[S]. 北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] 袁斌. HG/T 20678-2000，《襯里鋼殼設(shè)計(jì)規(guī)定》[S]. 北京： 化工工程出版社, 2001.