聚四氟乙烯防腐蚀工业产品概论.doc

聚四氟乙烯防腐蚀工业产品概论 本论文介绍了聚四氟乙烯在设备衬里、换热器、离心泵以及密封件、波纹管、隔膜等制品 上的应用。关键词：聚四氟乙烯 防腐蚀 氟塑产品技术转让1、 聚四氟乙烯防腐蚀产品的历史沿革 化工生产厂在一定的温度和压力条件下进行，工艺要求严格，所涉原料有各种气体、液体、固体，物性千差万别，需要各种类型的生产设备。但是这些与介质接触的设备在生产中每时每刻都被腐蚀，从而严重地制约了化工等工业的发展。在科技不发达情况下，人们总是在金属中寻找抗腐剂。但这些设备往往体重价高，不能解决大量的腐蚀问题。之后，人们才开始摸索用非金属资源来替代金属。塑料首先在我国得到应用的是聚四氟乙烯，接着聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙稀等氟塑料以及聚乙烯、聚丙烯、ABS等热塑性塑料接踵出台。 随着科技进步，传统耐蚀非金属材料制防腐蚀设备发展日益完善，新型耐蚀非金属材料制品不断涌现。在采用新技术、新材料开发防腐蚀新产品的浪潮中，聚四氟乙烯防腐蚀产品一枝独秀，迅速发展。聚四氟乙烯（简称PTFE）具有高度化学稳定性，他能耐几乎所有的常用强腐蚀、氢氧化性化学物质，同时还具有耐高温的特点，所以它是一种理想的防腐蚀材料。通过加工成型工艺的研究，聚四氟乙烯防腐蚀产品在工业中的应用就愈来愈广泛了。聚四氟乙烯防腐蚀产品可以替代大量合金材料制品，增加设备工作能力，减少停工维修，是一种很有开发潜力的耐腐蚀产品。21聚四氟乙烯热交换器聚四氟乙烯换热器是化工设备新品种，由于聚四氟乙烯材质耐蚀性冠于多种合金、非金属甚至贵金属，故此类设备对于解决制药工业、石油化工等强腐蚀性流涕无聊的换热问题具有重要意义。聚四氟乙烯黄热设备是在我国工业需要大量不含杂质的物料冷凝，而缺乏及耐腐蚀又具有高洁净率换热材质的局面下问世的。此种设备极大地提高了换热设备的耐蚀性和换热介质的洁净率，在石油化工、硫酸、医药、电镀、轻工等领域得到广泛的应用。换热器家族中的一朵奇葩一、 换热器ABC 在工业生产中，为了工业流程的需要，往往需要进行各种不同方式的热量变换，如：加热、冷却、蒸发赫冷凝等，换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。通过各种设备，一边使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足生产工艺的需要。换热器应用极为广泛，使实现化工生产必不可少的设备，它通常占化工厂总投资的10%-20%，在是由工业，换热器设备约占全部工艺设备投资的35%-40%。 在化工生产的热交换过程中，除了遇到高温高压、深冷等一些条件外，还常常伴随一些腐蚀性很强的介质，这就不仅要求实现工艺流程需要的热交换，同时要求这些设备必须具有抗腐蚀性能。因而化工生产对制造换热器以及用不锈钢和钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器就是噶怒防腐需要而生产的。二、 聚四氟乙烯换热器以其独有性能独树一帜 用石墨、玻璃、陶瓷及钛、钽、锆等材料制成的换热器具有防腐性能，但仍存在很大的局限性。例如：用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的换热器尽管其防腐性较好，但有易碎、体积大、导热性能差、效率低等缺点。用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器，虽导热性好，但价格昂贵，一般用户难以承受，如：锆、钛换热器价格是不锈钢换热器价格的5倍。在我国目前国立情况下难以大面积推广。 聚四氟乙烯又称泰佛隆，简称F4，是工程塑料的一种，它具有优异的化学稳定性。已它为主要原料制成的换热器具有极耐腐蚀、极好的表面不沾性、较快的温度范围赫耐老化寿命长等优点。是解决强腐蚀、强氧化介质传热过程中的理想设备。 F4换热器除了在高温下，元素氟、熔融状态金属及其铵溶液、三氟化氯、六氟化铀及全氟煤油能与其反应外，对于其它物质在其使用范围内均几乎不作用。如象：浓盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、苛性钠、次氯酸钠、偏硅酸钠、苯、二甲苯额、丙酮、乙醇、王水等百余种强腐蚀、强氧化性化学物质均不与其发生反应。 F4换热器的使用温度范围较宽且耐老化寿命长。F4制品可在-180-+250范围内长期使用，虽在换成换热器后，其使用范围略有缩小，但仍比一般工程塑料包括F46制品的使用范围要宽的多。由于其分子中不含光敏基因及其管子有较好的挠性，因而长年在大气中曝露，表面无任何变化，当其管壁厚为0.4mm时，其穹曲疲劳寿命为20万次。F4换热器体积小，重量轻、结构紧凑抗污塞是其最大的优点。尽管氟塑料的传热系数较低，但因其表面光滑不结垢和采用小管径（通常36mm）薄壁管（一般壁厚在0.31.0mm）、排列密集换热面积大，从而弥补了其自身的不足，使F4换热器能在相同体积内换热量达到碳钢换热器换热量的5%-8%，重量仅为铸铁换热器的1/10.由于其表面具有很强的不污性，加上换热过程中管子微震，凡直径小于管径长1/5的物料均可畅通无阻，不致污塞。价格与锈钢换热器持平，但寿命在强腐蚀介质中是不锈钢换热器的2030倍。因而在生产工艺允许的范围内采用F4换热器能产生巨大的经济效益。三、 郑州工学院研制的聚四氟乙烯热交换器不仅填补了国内的空白，且已在北京、上海、湖南、江苏、河南等省市使用，深受客户好评。 聚四氟乙烯热交换器1965年由美国杜邦（Du Pont）公司开始应用于工业生产。由于聚四氟乙烯工程塑料的焊接工艺条件非常苛刻，到目前为止世界上只有美国、日本等少数几个国家能够生产。 在我国，随着化学工业的发展，不少厂家寄科研院所对四氟换热器的研制表示出极大观注并积极进行探索。1983年郑州工学院化工厂研制组，在没有参考资料的情况下开始研制，经过数年探索，他采用管板限胀施压加热焊接工艺成功地解决了管式聚四氟乙烯换热器的管子赫管板焊接技术这一难题。该项技术1988年获得河南省重点科技成果奖，并于1980年通过四氟换热器的产品鉴定，填补了我国F4换热器的生产空白。还达到了下列技术参数： “焊缝”经常温下气密性试验不泄露，耐压4*105Pa “焊缝”在常温下剪切强度t4*105Pa（设计要求r=7*105 Pa） 该换热器经工业生产试用，其焊缝在温度150、压力34*105Pa条件下性能可靠。这项焊接工艺在世界上为我国首创，与美国杜邦公司的管束制造工艺比较，具有工装简单、操作容易、工艺流程等优点。 由郑州工学院研制的聚四氟乙烯焊接工艺及聚四氟换热器的的制造技术多年来经不断探索，不仅积累了大量数据资料及一整套成熟技术还先后开发了139、181、325、1200等多种产品，并根据用户要求，生产了不同规格的聚四氟乙烯换热器100多台，为我国化学工业的发展提供了良好的服务。如：北京第二制药厂至今已用了13台。他们说：在此之前，曾使用过聚丙烯、石墨赫紫铜、搪瓷及钛合金等换热器比较起来都不如F-4换热器，有的易漏，有的昂贵，从92年开始使用郑州工学院生产的四氟换热器至今10年有余。仍万户奥无损。几乎不用维修。上海新亚制药厂过去使用的玻璃换热器、其寿命仅一个月，使用郑州工学院的四氟换热器后两年来一切正常，去年他们在工厂扩建时，先后订购了40台。新乡755厂，江阴农药厂，沈阳化肥总厂，浙江绍兴下方桥纺织三场等厂家在考察了用户反映后，也纷纷向郑州工学院订货。从上事实不难看出，使用聚四氟乙烯换热器不仅使化工企业节省大量设备投资，而且还可以避免频繁更换设备而被迫停产给企业带来的经济损失。我们相信，聚四氟乙烯换热器-换热器中的奇葩，必将放射出更加夺目的异彩。2.2防腐蚀设备衬里 聚四氟乙烯质软、强度低，在防腐蚀领域可以用作衬里材料，一般作为衬里有涂层和板材两种形式。聚四氟乙烯熔融流动性差，土层必须达到一定的厚度，才能达到防腐蚀要求。因此作为设备衬里更多的是采用板材。 内衬材料经筛选后，采用车削后度约3、宽度1400以下的板材，该板材经2万伏高压电扫描吴基传，且板面平整。衬里可分松衬和紧衬，其工艺分别如下：松衬： 简体清理 板材选择焊接衬里翻边检测紧衬: 简体清理 通水加热胶粘剂固化 板材选择板面活化处理焊接简体上胶粘剂内衬翻边检测 焊接件的主要参数为:内臣焊接采用热压搭接焊,焊缝宽度20-25,焊缝压力0.1-0.2MPa,温度360-380。 应用内衬技术制造的系列产品主要有直管、弯头、三通、四通、异经管、比长期等产品，可满足各行业防腐蚀方面的需求。2.3聚四氟乙烯耐腐蚀细心泵 此种离心泵所有接触腐蚀性介质的部分都衬有较厚的聚四氟乙烯。同时，以聚四氟乙烯作为密封材料的机械密封在泵运转时，可灵活自如地调整，使密封工作压力恰到好处，在液体介质输送和颗粒机制介质输送中能达到最佳密封效果，并能延长密封使用寿命。因此，它是目前性能十分优越的耐腐蚀离心泵。2.4其他一些聚四氟乙烯制品2.4.1密封件 从耐热性和耐化学品性方面考虑，聚四氟乙烯是良好的密封材料。但是作为密封材料还必须有可压缩性，一次冷流性又是它的最大弊病。聚四氟乙烯密封材料还原能力差，提高其耐压能力须从密封件结构的设计来考虑弥补。2.4.2波纹管 聚四氟乙烯波纹管易弯曲、柔韧，可弥补推压管难以装配的缺点，能适应长度上的微量变化。不仅可以吸收沿管道及有关机器的运动及振动，而且又节省空间、快算装等优点。聚四氟乙烯波纹管主要有两，切削加工波纹管有较高的绕曲性和延展性，适合于低压下使用；热成型加工波纹管，适合于中低压使用。2.4.3隔膜 腐蚀性化学品的生产需要过滤材料，特别是高臣世纪的植被更为必要。作为过滤材料（用于隔膜），常用的石棉、陶瓷在某些情况下不能使用，而聚四氟乙烯多孔制品，则是非常优异的过滤材料，电解隔膜都具有良好的效果。 聚四氟乙烯防腐蚀系列产品正在推陈出新，并与新工艺、新材料、新技术的推广应用相结合，形成了独具特色的聚四氟乙烯防腐蚀产品。随着此种系列防腐蚀产品