等壓法襯聚四氟乙烯工藝

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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。用它作襯裡的設備，能抵擋所有強酸、強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的腐蝕(除熔融金屬、三氟化氯和元素氟之外)，並能在80—220℃與負壓的苛刻條件下正常使用。故而在防腐蝕容器的設計中，PTFE是作為設備襯裡的優選材料。由它作耐腐蝕襯裡的各類容器、管件、管道、閥門、泵已廣泛應用在石油、化工、冶金、熱電、*等行業。
□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。因而，使有機氟聚合物具有一係列優異的性能，如自潤滑及低摩擦性能、不粘性、憎油憎水性、耐化學品性、耐熱性、高價電性和耐候性能等。但是，PTFE也存在著某些缺點，如熔點高（327℃）、熔融粘性大（在380℃時,熔融粘度高達1010Pa?s，而一般熱塑性塑料僅為102~103Pa?s），以及不溶於一般有機溶劑中等，導致了加工性能差，從而限製了它的應用。由於PTFE具有上述優異的耐腐蝕特性，而又存在熔融粘度高（比普通熱塑性塑料要高一百多萬倍）、流動性差的缺陷，導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PTFE管道的主要方法之一。此法是利用擠壓機的柱塞連續將粉體通過模具擠出並同時加熱進行燒結，冷卻後即成
PTFE管道。這種製品具有內外表麵光滑、潔淨、均勻、自動化程度高等優點，宜作大批量生產，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）的內壁之間。再向橡皮袋中注入液體（水）。增壓後的水擴張橡皮袋，迫使PTFE粉體向鋼製零件內壁壓實。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壁。襯有PTFE粉體的鋼製零件經燒結後，即成PTFE襯裡製品。
這是目前國內常用的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點：
a、        無需鋼模。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，能充分發揮PTFE的物理、化學性能。
目前，國內的生產廠家均采用這種生產工藝。作為PTFE粉體的鋼模（承壓的鋼製件），由於承壓強度低，所以國內眾多廠家對於DN100mm以下的襯裡零件，水壓僅為15Mpa；對於大於DN100mm的零件，更有甚者，水壓則降至4Mpa。由於襯裡的水壓低，製品出現如襯裡燒結收縮率大、開裂，滲漏等諸多缺陷。
上述方法僅采用1臺高壓泵即可生產，但這絕非是真正的“等壓法”。有鑒於此，國內的廠家把低壓的粉體襯裡方法稱之謂“模壓法”、“粉壓法”、“內壓法”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，置於一個能承壓30Mpa的封閉式高壓釜內。將水壓增加至30Mpa，橡膠袋擴張，將PTFE粉體緊密地壓實在工件的內壁。由於工件在釜內的內、外壁均受到30Mpa的水壓，內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**上常用的工藝在國內PTFE粉體襯裡方法的一大**工藝。對保證大口徑F4管道和較大型複雜的鋼製零件襯裡製品質量，以及提高我國PTFE製品的技術水平，達到****襯裡技術。
二、國內外現狀和發展趨勢
□采用等壓法的PTFE粉體襯裡的技術，在工業發達的歐美國家、日本等國是一種廣為應用的工藝。因為他們具備承壓（≥30Mpa）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。
□在國內由於缺少靜壓的高壓釜，隻能采用高壓水泵進行“模壓法”的襯PTFE粉體工藝，一般壓力在≤15Mpa。因壓力不夠大，PTFE粉體在鋼件內壁壓不嚴實，致使燒結後，襯裡收縮率高，常出現襯裡開裂、起泡、滲漏等諸多缺陷。
□等壓法的采用，能勝任生產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，達到60Mpa的高壓釜在國內研製成功，其襯裡製品的質量更佳。這是襯PTFE粉體技術必備的**技術裝備，也是國內襯PTFE粉體防腐設備急需的工藝裝備，國內隻有少數科研機構擁有小口徑的設備，我廠擁有國內**投入生產的大口徑高壓力的等壓釡。
三、工藝簡介
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行粉料的襯裡。其技術路線如下：
鋼製設備（管道、管件、塔節、複雜形狀的設備）→除油、除鏽（內表麵）→放入橡膠袋（按鋼件內壁預製作）→插入撐管→加入PTFE粉料（按襯裡厚度和壓縮比計算準確的份量）→置密封膠→放入加料圈、端蓋→螺栓固緊→放入高壓釜內（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。