? (1)氟塑料襯里管道。用于防腐蝕工程中的氟塑料有:聚四氟乙烯——F4,聚三氟氯乙烯——F3,三氟氯乙烯與偏氟乙烯的共聚物——F23,全氟乙丙烯(四氟乙烯與六氟丙烯共聚物)——F46。
氟塑料具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高低溫性能。其中F4俗稱'塑料王',除熔融堿金屬(或它的氨溶液)、三氟化氯及元素氟外,能抵抗任何種類、任何濃度的酸、減、鹽、氧化劑、有機(jī)溶劑和其他所有強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。耐溫范圍為-195~+250℃,是目前所有氟塑料中用量最大的一種。但是F4與其他塑料不同,即使在熔融狀態(tài),也無流動(dòng)性,很難用模壓、注射等一般熱塑性塑料的加工方法來制造形狀復(fù)雜的制件。因而出現(xiàn)了F46和PEA(可溶性聚四氟乙烯)兩個(gè)改性品種,兩者都有較好的熱流動(dòng)性,便于加工成型,其耐腐蝕性能與F4基本一樣。但F46耐溫低,最高使用溫度為200℃。PEA使用溫度250℃,價(jià)格貴,大量使用受到限制:
目前在國內(nèi)防腐蝕工程中主要用F4襯管道和大型設(shè)備襯里;F3主要用于襯里各種閥門;F46主要用于襯離心泵,用纏繞方法襯管道,大型設(shè)備的襯里,用模壓法襯各種閥門和泵。
?、俪S梅芰系男阅?br />
a.F4樹脂的性能 懸浮法生產(chǎn)的F4樹脂,化工部部頒標(biāo)準(zhǔn)HG2—234—67規(guī)定的牌號為'SFX-1'。
F4樹脂外觀為白色小粉末,粒徑150~250μm,表觀密度為400~500g/L,壓縮比約為4,相對密度為2.1~2.2,燒結(jié)溫度380℃,分解溫度大于400℃,結(jié)晶熔點(diǎn)327℃。315℃左右結(jié)晶速度最大,如在此溫度下停留太久,制品硬度增加,甚至變脆。如果從327℃以上迅速冷卻到260℃以下,制品結(jié)晶甚少,260℃以下結(jié)晶速度極低。因此F4在250℃以下使用,不用擔(dān)心制品結(jié)晶增加而變脆。非晶壓玻璃化溫度約-120℃。
F4的摩擦系數(shù)很低,只有0.04,相當(dāng)于冰塊間摩擦,布氏硬度3~4 kgf/mm2(1 kgf/mm2=0.98 kPa);伸長率250%~300%;拉伸強(qiáng)度不小于20 MPa,比熱容0.25 cal/(g·℃)(1 cal=4.2 J),導(dǎo)熱系數(shù)0. 26 W/(m·K)熱膨脹系數(shù)很大,比鋼鐵大10多倍,而且是馬鞍形變化。-50~0℃為1.13×10-4/℃;0~50℃為1.23×10-4/℃;50~100℃為1.14×10-4/℃;100~150℃為1.36×10-4/℃;150~200℃為1.69×lO-4/℃;200~250℃為2.61×10-4/℃。
b.F3樹脂 即聚三氟氯乙烯樹脂,有粉料和粒抖。成型后相對密度為2.08~2.16,收縮率為1%~1. 5%,壓縮比粉料為4~4.7,粒料為2.5~2.8,熔融溫度為260~280℃,分解溫度為300℃以上,結(jié)晶熔點(diǎn)為210℃左右。195℃時(shí)結(jié)晶速度最大(結(jié)晶敏感區(qū)),隨著溫度降低,結(jié)晶速度迅速下降,到120℃以下,已變得很小,50℃為玻璃化溫度非結(jié)晶區(qū)。
F3制品的性能受結(jié)晶度的影響極大。若結(jié)晶度低(40%以下),制品透明度好,比較柔軟(布氏硬度9~10kgf/mm2),不易開裂,抗沖強(qiáng)度高約60kgf·cm/cm2,甚至高達(dá)100~120 kgf·cm/cm2;反之,制品透明度差,性硬而脆(布氏硬度12~13 kgf/mm2),易開裂,抗沖擊強(qiáng)度低至4~6kgf·cm/cm2。使用溫度為-50~+120℃。
F3樹脂失強(qiáng)溫度一般在240~300℃之間,增長率為50%~100%。壓制襯里閥門用的失強(qiáng)溫度要選用280~300℃,伸長率必須大于80%。
c. F23-19樹脂 即三氟氯乙烯和偏氟乙烯共聚物,有粉料和粒料兩種,制品相對密度2.02,物理力學(xué)性能與耐腐蝕性能與F3樹脂極為相似,硬度(布氏硬度)7. 8~8.0 kgf/mm2,分解溫度300~310℃,失強(qiáng)溫度290~300 t,但伸長率高達(dá)200%~250%,結(jié)晶速度低。因此壓制性脂十分好,制品不易開裂。使用溫度120℃。
d. F46樹脂 即聚全氟乙丙烯,是一種結(jié)晶高聚物,有粒料與粉料兩種,它的結(jié)晶熔點(diǎn)為265℃,380℃以上熱穩(wěn)定性急劇下降,超過400℃發(fā)生分解,玻璃化溫度在65~70℃以下。熱加工塑化溫度范圍寬,在300~350℃均可,這比F4,F(xiàn)3和F23-19幾種氟塑料都好。
F46密度為2.14~2.17g/cm3,硬度(洛氏)R25,熱膨脹系數(shù)(25~250℃時(shí))為1.96×10-4/℃,拉伸強(qiáng)度20~25 MPa,伸長率為250%~300%,模壓收縮率一般為2%~4%。
?、诰鬯姆蚁┮r里管道 其工序示意如下(纏繞法):摸壓法制成F4棒→F4薄帶車制→F4薄帶纏繞→燒結(jié)→冷卻→F4襯鋼管。
將F4樹脂粉用模壓法制成棒材φ100 mm以上,車削成薄窄帶,作纏繞法襯里鋼管道用。
a.F4模壓工藝條件 F4粉20#過篩一次加入鋼模中,不許搗壓。進(jìn)行壓制,用20.0~30.OMPa壓力壓實(shí)。保壓5min,降壓緩慢,防止回彈產(chǎn)生裂紋。
坯料冷壓脫模后,放在燒結(jié)爐的轉(zhuǎn)盤上燒結(jié)。爐內(nèi)必須有熱空氣循環(huán),溫度均勻,溫差±5℃。燒結(jié)爐內(nèi)溫度從室溫到327℃(結(jié)晶轉(zhuǎn)變溫度),其控制方法如下。
?
溫度 | 控制方法 | 溫度 | 控制方法 |
室溫~327℃ ? | 升溫速度30~40/h | 380~327℃ | 降溫速度40~60/h |
327℃ | 保溫1h | 327℃ | 保溫1h |
327~380℃ | 升溫速度20~30/h | 327℃~室溫 | 冷卻速度30~40/h |
380℃ | 保溫2h,棒料全部呈半透明狀 | ? | ? |
懸浮法F4粉料表觀密度為0.4~0.5 g/cm3;在20~30 MPa壓力壓制后密度為1.83 g/cm3。燒結(jié)后F4密度為2.17 g/cm3。達(dá)不到上述值,說明制品中有空隙。
b.模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題。
(a)模腔容積為坯料體積的5倍,一次將粉料加完。
(b)燒結(jié)后預(yù)制件收縮率3%~5%,有時(shí)高達(dá)5%~10%。
(c)模具間隙要求不嚴(yán),以使空氣易逸出面粉料不會(huì)擠出為準(zhǔn)。
(d)模具可用中碳鋼,內(nèi)部粗糙度??
,最好鍍0.05~O.08mm的硬鉻。
?、跢4薄帶車制 用一般車床削成薄帶,厚度0.1mm為宜,
寬度15~25mm,襯大設(shè)備可更寬一些。
用纏繞法制成F4塑料坯管,作襯鋼管用。用厚度0.1 mm、寬度15~25 mm的F4沿一個(gè)方向纏繞,搭接寬度50%,來回纏繞5次達(dá)1mm厚度,作鋼管內(nèi)襯。用0.1~0.15玻璃帶,寬15~30mm纏繞3~4層。纏繞方向同凡帶。如圖4—24所示。
?
放爐中燒結(jié),若用遠(yuǎn)紅外爐燒結(jié),距熱源50mm左右,爐內(nèi)20kW左右電爐絲加熱450℃以上。燒結(jié)溫度為(380±5)℃,F(xiàn)4達(dá)到塑化溫度燒結(jié)在一起。妒內(nèi)自然冷卻至200℃取出脫模。投入水池中冷卻,解下玻璃帶取出F4管。
F4管翻邊,模具用鋼制鍍鉻或用1Crl8Ni9Ti制成。將F4管兩端加熱,熱源用鹽浴加熱,其鹽浴配方為45%NaNO3+55%KNO3混合鹽浴。熔點(diǎn)226℃,最高可加熱600℃。翻邊控制溫度400℃左右。將F4管一端放放400℃鹽浴中1~2 s,呈半透明,取出速插入錐形擴(kuò)口模具中,再插入直邊定型模具定型。
?、蹻4管質(zhì)量檢查
a.內(nèi)襯用F4管質(zhì)量外觀內(nèi)壁平整、光滑,潔白,不得有裂紋。
b.水壓檢查 不同直徑管件水壓試驗(yàn)條件如下。
DN25~50 mm 0.3MPa DNl25~200 mm 0.1 MPa
DN65~100 mm 0.2 MPa DN250~300 mm 0.05 MPa
保壓10min,觀察是否變形、凸鼓、滲漏或冒汗等。
c.高頻電火花檢測有無微孔裂痕 F4襯鋼管、鑄鋼管、玻璃鋼管DN25~300 mm。鋼管厚度為2 mm,鋼管內(nèi)表面噴砂處理。玻璃鋼管壁厚3~8mm。
?、萦盟梢r法襯F4管道、彎頭、三通、四通 先將F4管一端翻邊,套上2 mm厚的石棉橡膠墊圈,然后入鋼管內(nèi),另一端再套上2mm厚的石棉橡膠墊圈,再翻邊,用法蘭面壓緊熱定型,使表面平整貼合法蘭上。如圖4-25所示。
?
F4內(nèi)襯里管道公稱直徑DN25~300 mm,長度2 m,還可襯φ600mm以下的F4襯里管道。
?、轋4襯里管道主要技術(shù)指標(biāo)
a.F4內(nèi)襯厚度 DN25~125 mm時(shí),內(nèi)襯厚(1.2±0.2)mm;DNl50~300mm時(shí),內(nèi)襯厚(1.4±0.2)mm。
b. F4內(nèi)襯強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度≥18MPa;相對伸長率≥200%。
c.使用溫度 鋼襯F4管道在-20~200℃時(shí),其公稱壓力與管法蘭標(biāo)準(zhǔn)相一致。-20℃以下外套需配用相應(yīng)的耐低溫鋼管(F4內(nèi)襯管溫度范圍為-195~250℃)。玻璃鋼襯F4管道常溫-150℃(150℃時(shí),常壓)下使用。
d. 量高使用壓力 鋼襯F4管道,1.6 MPa;玻璃鋼襯F4管道,0.6 MPa