氟塑料防腐設備

謝永夫

（上品興業氟塑料（嘉興）有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 引言

化工生產廠在一定的溫度和壓力條件下進行，工藝要求嚴格，所涉原料有各種氣體、液體、固體，物性千差萬別，需要各種類型的生產設備。這些與介質接觸的設備在成產中每時每刻都被腐蝕。在科技不發達情況下，人們總是在金屬中尋找抗腐劑。但這些設備往往體重價高，不能解決大量的腐蝕問題。之后，人們才開始摸索用非金屬資源來替代金屬。塑料防腐首先在我國得到應用。隨著科技進步，傳統耐蝕非金屬材料制防腐蝕設備發展日益完善，新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現。在采用新技術、新材料開發防腐蝕新產品的浪潮中，四氟防腐產品，快速發展，在工業中越來越多的被應用。

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

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

1 襯里鋼殼基本要求

（1）襯里鋼殼強度需滿足GB 150 《壓力容器》[1]要求；

（2）由于襯里材料在殼體上貼合，故需對殼體內部進行處理；

①殼體完成后，需對內部焊道進行磨平；

②內部進行噴砂，噴砂要求須符合GB 8923的樣板要求；

③噴砂后除銹等級須符合要求，如HG/T 20678[2]襯里鋼殼設計規定；

（3）殼體上排氣孔的作用；

在一般的襯里容器中，我們均能開到一些排氣孔的設計，此類排氣孔的作用為排氣及檢漏。

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

檢漏作用：在實際運行中，若襯里發生破壞，介質與殼體直接接觸，這種情況下，介質會優先從排氣孔中滲出，可以第一時間發現狀況，及時檢修，不會等到將金屬殼體完全腐蝕后再發現，減少其危害性；

（4）殼體內部不允許出現突起，凹坑，銳角存在，此類都不適合襯里。

2 襯氟設備制作流程

（1）鐵件制作

根據客戶要求，設計殼體規格與尺寸；

（2）內部處理

由于是需要將四氟材料貼在殼體上，故需要將殼體內部粗化，增大接觸面積。噴砂后，在內表面刷上對應的防銹底漆與強力膠；

（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，才能沿著設備內表面進行貼合，同時將原先的膠軟化，使板材與殼體可以膠合在一起，但加熱是需控制溫度與實踐，防止四氟板過熱變黃；

（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，焊接完成后需做針孔測試，且不允許有針孔、氣泡等不良；

（5）檢查

襯氟設備在襯完后需對全部涂層進行檢查，主要檢查有否劃痕，表面是否平整光滑和機械損傷等可見缺陷，然后進行修補；

（6）測試

經過蒸汽、水壓等測試，再次對襯里表面進行檢查（如針孔等）；

（7）清潔、包裝

測試完成后，采用專用試劑對襯里表面進行清潔，以達到客戶要求。

3 襯氟設備的優勢

襯氟設備不受本身的形狀， 復雜的結構，能一次性無縫，無痕的成型，選用的材料可以根據介質溫度及使用放入工作狀況來確定，下面簡單的了解。

（1）和襯膠、襯塑相比：有著更好的耐化學介質，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、施工場地不受限制；

（3）和搪瓷、鈦材相比：更有韌性和耐化學性能，襯四氟材料有很強的互熔性和伸張性，所以急速加溫降溫對涂層也無任何影響。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，接下來具體了解下襯氟設備的圖層處理吧。此材料現已在化工反應釜、多晶硅、電鍍、工廠排污等行業已成功應用。

襯氟設備對涂層的要求，要求內壁涂層材料要無毒，無味，不影響葡萄酒質量，具有一定的耐酸性和耐堿性，涂層與罐壁結合良好，使用中不得脫落。

襯氟設備能耐幾乎所有的（除熔融的堿金屬，氟和氟化介質以及高于250°C氫氟化納外）常用強腐蝕、強氯化性化學物質，同時還具有耐高溫的特點，所以它是理想的防腐蝕材料。因而在國內外，將聚四氟乙烯大量應用在防腐工程中，解決了許多腐蝕難題，并取得了顯著的經濟效益。

在使用過程中，由于溫度的影響，襯氟極易損壞。當溫度升高時，四氟襯里層伸長過多而產生鼓泡或內癟、阻塞了介質流通，當溫度下降時，四氟襯里層收縮過大，會將兩端翻邊轉角部位拉裂而泄漏，實踐證明，常規的四氟襯里產品，四氟襯里設備只能用于100度以下溫度范圍，從而嚴重影響了它的廣泛應用。

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

一般塑料的成型工藝，對它都不適用。我們在燒結工藝中，在同行業中率先采用熱空氣循環加熱工藝，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缺陷。使四氟與襯氟設備燒結成型質量有顯著提高。

4 襯氟設備襯里材料分類及其試用范圍

（1）聚四氟乙烯PTFE（F4）

適用介質：任何有機溶劑或試劑、稀或濃無機酸、堿、醇、酮、芳烴、氯化烴等。工作溫度：≤200℃。

特點：PTFE耐高溫性能好，可在-250℃～260℃，溫度內長期使用耐磨性能好，靜摩擦系數是塑料中最小的，自潤滑性能優良；電絕緣性能優異，并且不受工作環境、溫度、溫度和頻率的影響，具有良好的耐電弧性，耐化學腐蝕性優良，除在高溫、高壓下氟元素和熔融狀態的堿金屬對它有侵蝕作用，某些鹵化胺或芳香烴使其有輕微的膨脹外，其它諸如強酸、強堿、強氧化劑、油脂、酮、醚、醉等即使在高溫下也對它不起作用；

（2）聚全氟乙丙烯FEP（F46）

適用介質：任何有機溶劑或試劑、稀或濃無機酸、堿、酮、芳烴、氯化烴等。工作溫度≤150℃。

特點：力學、電性能和化學穩定性基本與F4相同，但突出優點是沖擊韌性高。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展的一種含氟樹脂，除使用溫度低于F4外，其它都保持下聚四氟乙烯的優良性能；

（3）可溶性聚四氟乙烯（PFA）

適用介質：強酸、強堿、強氟化劑、有機溶劑等。工作溫度≤180℃。

特點：類似F46的一種新型含氟樹脂，為了克服聚四氟乙烯加工成型困難而發展的一個新品種，完全保持下聚四氟乙烯的優良性能。良好的機械、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。最大的優點是容易成型加工；

（4）聚三氟氯乙烯PCTFE（F3）

適用介質：各種有溶劑、無機腐蝕液（氧化劑酸類）。工作溫度≤120℃。

特點：耐殃性、電性能化學穩定性僅次于F4，機械強度、抗蠕性能、硬度比F4好；

（5）聚偏二氟乙烯PVDF（F2）

適用介質：耐大多數化學介質和溶劑。工作溫度≤120℃。

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

（6）增強性聚丙烯（FRPP）

適用介質：無機鹽類的水溶液、無機酸類、堿類的稀或濃溶液。工作溫度≤120℃。

特點：是景輕的塑料之一，其屈服、拉伸和壓縮強度、硬度均優于低壓聚乙烯，有很突出的剛性，耐熱性好，易成型。改性后沖擊性、流動性、彎曲彈性模數高；

（7）改性聚烯烴（PO）

適用介質：各種濃度的酸、堿、鹽及某些有機溶劑。工作溫度≤110℃。

特點：是目前世界上最理想的防腐蝕、防靜電、無毒害、強度高的優質材料，己廣泛旋轉成型的大型設備和閥門管道作內襯。廣泛應用于化工、冶金、食品、紡織等行業；

（8）超高分子量聚乙烯（UHMW PE）

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

特點：具有突出耐磨性、低磨擦系數和自潤滑性：優良的耐應力開裂性、耐高溫蠕變性；優良的拉伸強度，極高的沖擊強度。具有卓越的化學穩定性；表面無吸附力，電絕緣性優良；無毒性等綜合能。

5 結論

襯氟設備在化工、制藥、半導體等行業應用越來越廣泛，其工藝要求也在不斷提高，后續的發展前景也越來越廣闊。

參考標準

[1] 壽比南, 陳鋼, 鄭津洋, 陳學東, 楊國義, 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： 中國標準出版社，2012.

[2] 袁斌. HG/T 20678-2000，《襯里鋼殼設計規定》[S]. 北京： 化工工程出版社, 2001.