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| 氟塑料在防腐蝕方面的應用 |
| 發(fā)布時間：
2012-07-20
發(fā)布人：上海良企(四氟管/塑料王) 被瀏覽
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氟由于它的氟碳鍵鍵能很高以及氟原子的屏蔽作用，使它具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性能、介電性能、耐氣候性能以及不燃不粘、低摩擦系數(shù)和較寬的使用溫度范圍等性能，因此，廣泛應用于防腐蝕、密封、支承負荷、防粘、電氣絕緣、醫(yī)療衛(wèi)生及家庭日用品等方面，已成為現(xiàn)代尖端科學、國防工業(yè)、電子電氣、化工、機械工業(yè)等不可缺少的重要材料之一。
氟在整個中占有的比例很少，但在我國實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的過程中，它卻是不可缺少的一個品種。隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，氟必將獲得迅速的發(fā)展。
在防腐蝕方面的應用
由于腐蝕造成的損失是相當驚人的。腐蝕問題是國內(nèi)外都存在著的嚴重問題。因此，已引起了人們普遍重視。合金、陶瓷、石墨、、玻璃等材料由于性能上的某種缺陷，對于那些條件苛刻的溫度、壓力和介質(zhì)等共同存在的情況，很難滿足其要求，然而F4材料經(jīng)過特殊加工后卻能成為同時滿足這些要求的較理想的合成材料之一，并已成為原子能，石油、化學、紡織、食品等工業(yè)不可缺少的關(guān)鍵性耐腐蝕材料。
（一）F4耐腐蝕管道及其配件的應用
F4管道可以作為輸送腐蝕性或粘性液體的管道，也可作為腐蝕性氣體的輸送管、排氣管和蒸氣管等。因F4機械強度低，耐壓性差，線膨脹系數(shù)大，而且，它的機械強度因溫度升高而降低，易于變形，特別是在承受高溫高壓時矛盾更為突出，所以，F(xiàn)4管外及管配件外必須以玻璃鋼或金屬管加強。它們之間的連接均采用F4管屬緊襯里管，即玻璃鋼與F4管粘結(jié)成一整體。它可克服不同材質(zhì)間不同線膨脹系數(shù)所引起的問題，可作為承受負壓系統(tǒng)的輸送管道，并能防止大氣及環(huán)境對管道的腐蝕。由于有些流體在一定流速下與管壁經(jīng)常發(fā)生摩擦，易產(chǎn)生靜電而導致管壁擊穿，應采取電位相等的導電措施加以防止，或在成型內(nèi)管及其配件時加入適量碳墨，以防止產(chǎn)生靜電并減少因熱脹冷縮而引起的尺寸變化。 字串8
1．璃鋼增強F4管道及其配件
玻璃鋼增強的F4管道及其配件具有玻璃鋼和F4二者的優(yōu)點。它既保持了F4的各種優(yōu)良性能，又具有玻璃鋼的鋼性，還具有重量輕、安裝方便，耐內(nèi)外腐蝕、耐負壓等特點。如采用不飽和聚酯為粘合劑的玻璃鋼增強管道及其配件在溫度為100℃左右長期使用下，其真空度可達760mmHg柱。
我國某農(nóng)藥廠"殺蟲脒"工段，曾用直徑2//和3//兩種玻璃鋼增強F4管及其配件。使用時，法蘭用聚乙烯醇縮丁醛改性酚醛玻璃纖維壓縮料為原料的模壓品，墊圈為耐酸外套F4的夾層墊圈。雖然"殺蟲瞇"生產(chǎn)中使用氯氣、光氣和2~18%的鹽酸等腐蝕性原料，又有甲苯作為反應溶劑，且反應溫度變化的范圍較大，需經(jīng)過從-10℃的低溫度通光氣到+110℃甲苯全回流的反復變溫，同時又要在水相中直接通氯氣的氯化反應，產(chǎn)生次氯酸等腐蝕性較強的物質(zhì)。但使用效果仍然良好。原來每十天要檢修一次，而采用玻璃鋼增強F4管后，在七個多月的連續(xù)運轉(zhuǎn)生產(chǎn)過程中，無論管道本身還是相互連接的密封件，均未發(fā)生腐蝕損壞或滲漏現(xiàn)象，不僅使操作環(huán)境大為改觀，而且也減少了因管道腐蝕而被停產(chǎn)檢修給生產(chǎn)帶來的損失，從而大大節(jié)約了維修費用。
2、鋼管內(nèi)襯F4管道及其配件
鋼管內(nèi)襯F4管及其配件具有優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的剛性，并能耐沖擊、耐振動和耐扭曲，已廣泛地應用在石油、化工工業(yè)中輸送腐蝕性液體和氣體�？稍谙铝袟l件下使用：溫度-80℃~+160℃，壓力≤16公斤/厘米2，真空范圍（瞬時，常溫）400mmHg柱。在使用過程中，顯出了它特有的性能。應用及效益例舉如下：
（1）使用性能和耐腐蝕性能優(yōu)于酚醛膠泥、搪瓷制品，襯玻璃制品和不銹鋼等材料。尤其是使用在強氧化劑存在的場合，使用壽命較上述材料可提高一至數(shù)倍，特別指出，它們能經(jīng)受醚類介質(zhì)的滲透腐蝕。
（2）能經(jīng)得起各種腐蝕介質(zhì)的考驗。在已使用過程的介質(zhì)中，有溴、苯、甲醛、鹽酸、鹽酸鹽、50%硫酸、12%NaSCN、HSCN、異丙醚、22%NaOH、氯苯水，對苯磺酸、99.5%氯氣、95~90%叔丁基次氯酸鹽、0.51%游離氯、11~12%氯丙醇水溶液（PH=2~3）、氯丙醇、氯丙酮BB一二氯異丙醚、二氯丙烷、100%苯、次氯酸、CCL4等。
（3）在各種腐蝕性介質(zhì)同時存在的情況下，即使160℃左右也可使用。例如，666氯化液中含有苯（100%）、次氯酸、鹽酸等各種腐蝕介質(zhì)，既有強有機溶劑，又有強的氧化性介質(zhì)，還有強酸等，除F4以外，難找到一種合適的材料能同時耐這些介質(zhì)交替或同時腐蝕。
（4）使用后有明顯的經(jīng)濟效果。
例1：在有溴存在的介質(zhì)中，原用無縫鋼管或不銹鋼管制成的管件，均不耐溴氣的腐蝕，多則12個月就變形，穿孔；使用F4管件后，一年后還未見管壁被腐蝕受損的象跡。
例2：在存在苯甲醛、鹽酸鹽的介質(zhì)中，溫度為100℃左右，壓力為減壓≥400mmHg柱的條件下，原用無縫鋼管或不銹鋼管使用2~3個月后，彎頭穿孔，管子斷損；換上金屬內(nèi)襯F4管及管配件后，經(jīng)過使用一年，未見腐蝕變形。
3、鋼絲編織增強F4管
鋼絲編織增強的F4管道有良好的撓曲性，并能耐高溫高壓，在200℃、210公斤/厘米2壓力下可長期工作，在室溫中爆破壓力大于1000公斤/厘米2時仍保持不壞。這種高壓軟管多用于耐高壓耐腐蝕的給排料管，蒸汽管道，軋鋼機高壓油管，飛機液壓系統(tǒng)和冷氣系統(tǒng)的高壓中壓低壓管道，助力液壓系統(tǒng)的各活動部位的主要連接件，它還同時用于燃油輸油泵驅(qū)助系統(tǒng)、起落架起收系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、減速扳收放系統(tǒng)等。中低壓軟管則常用于飛機座艙蓋系統(tǒng)和作為可動管路的冷氣通道等�？傊�，這種編織軟管在般空工業(yè)上已廣泛得到應用。
4、F4螺旋管
這種F4管子除具有F4的優(yōu)異性能外，還有較小的曲率半徑和較大的撓曲性能等特點。非常柔軟，在允許的彎曲半徑范圍內(nèi)可任意向彎曲而通徑幾乎不變。它多用于連接強度較低的陶瓷、石墨、玻璃等管道，用于管道的錯位連接，平衡因熱脹冷縮而引起的尺寸變化，用作貯槽及槽車的進料、進料管，以及導線的撓性套管等等。使用在高溫高壓條件下的螺旋管應用鋼絲編織增強。
與F4直管一樣，在彎曲的管道中接入具有可撓曲性的螺旋管時，在使用過程中，也由于有些流體在一定的流速下和管壁經(jīng)常發(fā)生摩擦，易產(chǎn)生靜電而將F4管壁擊穿，也應引起重視，采取與直管同樣的措施。
5、F4精餾塔、熱交換器等化工設(shè)備的應用
①、F4精餾裝置
用F4制作的精餾裝置可做為高純試劑提純用，能保證得到優(yōu)質(zhì)的高純度產(chǎn)品。它由塔釜、塔身、熱交換器，貯槽、管道、閥門、三通、彎頭等組成。
在我國某地安裝的第一臺我國自行設(shè)計制造的F4精餾裝置，內(nèi)徑為259毫米，高12米。用于提純多晶硅原料。F4精餾塔對半導體硅材料的有害雜質(zhì)如B、P、Fe、Cu、Pb、Sn、Ni、Ti、Mn、Zn等許多金屬或非金屬雜質(zhì)有較好的去除效果，特別是對硅材料質(zhì)量影響較大的Fe 、Cu、Cr、Ti、等重金屬雜質(zhì)的去除尤其顯著。
②、F4熱交換器
這是六十年代新出現(xiàn)的化工設(shè)備，國外已經(jīng)普遍得到應用。規(guī)格型號也較多，有波紋板式、列管式、浸沒式（或稱浸淋式）、管束式等。F4熱交換器具有耐腐蝕性好，耐污性好體積小重量輕，占地面積減少2~10倍和有優(yōu)良的換熱能力，可在50℃溫度下長期使用等特點。
雖然F4的導熱系數(shù)小，導熱不如金屬，但因其管壁薄管徑小，換熱面積大，且具有不結(jié)垢、傳熱系數(shù)穩(wěn)定的特點，在使用上不受影響
6、釜、槽、塔等F4襯里設(shè)備
F4的剛性和機械強度較金屬差，而且隨溫度的升高而降低，所以，不能作防腐蝕化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，一般均用襯里的方法。
襯里就是在設(shè)備基體與化學介質(zhì)之間設(shè)置一道阻擋層，這種F4阻擋層除了要經(jīng)受化學反應的侵蝕外，還要經(jīng)受物理現(xiàn)象的侵蝕作用，也就是化學介質(zhì)分子對阻擋層的擴散、吸收和滲透。
F4作為設(shè)備襯里材料在使用過程中吸收少量接觸物質(zhì)，是由于F4大分子間存在著微小的空間，并在其中擴散遷移。吸收現(xiàn)象則往往是以微量增重和變色顯示出來，其吸收量大小隨工作壓力和接觸時間的增加而增大。此外，大分子間孔隙的體積隨溫度的升高而增大，液體吸收和滲透也將增加，這樣在高溫下的循環(huán)作用將導致F4吸收的液體不斷膨脹或蒸發(fā)而產(chǎn)生孔隙，最后造成破壞。如精餾三氯氫硅裝置的管道使用34個月后，表面產(chǎn)生小斑，使用一年小班就延續(xù)發(fā)展成片。因此，這就是要求作為化工防腐蝕襯里的F4薄片，其孔隙含量越低越好，比重必須大于2.18，對厚度也有所要求，一般在1.5~3毫米。此外，還可用降低溫度波動范圍和改進設(shè)計等措施來加以解決。
F4對氣體和蒸汽的滲透較其它要低得多。一般說來，F(xiàn)4的滲透現(xiàn)象隨溫度和壓力的升高和表面接觸面積的增加而增大，所以，F(xiàn)4薄片或管道作為設(shè)備防腐蝕襯里時，應該控制其制品質(zhì)量，特別是比重和厚度的要求。
化學工業(yè)中的釜、槽、塔等設(shè)備用F4襯里，國內(nèi)外均已得到實際應用，國外更為普遍。直徑600毫米的F4襯里三氯乙醛反應塔在國內(nèi)農(nóng)藥廠的應用中，免除了每40天中修一次的頻繁維修。原用階梯式反應，由于酒精與氯氣反應介質(zhì)中有氯乙烷，濕氯、鹽酸、酒精、三氯乙醛等多種成分，腐蝕嚴重。改用F4襯里后，用翻邊法蘭相互連接，制成高達20米的三氯乙醛塔式氯化反應設(shè)備，使用效果良好，連續(xù)使用三年未發(fā)現(xiàn)問題。
7、F4波紋伸縮管、閥門及泵的應用
①、F4波紋管
F4波紋管也是化學工業(yè)上不可缺少的防腐配套制件，它作為耐腐蝕管道的連接件，主要起著吸收因熱脹冷縮所引起的管道長度的變化，并且具有因剛性而脆的管道的錯位連接作用，因而被廣泛應用在各種高溫腐蝕的環(huán)境中。
F4波紋管為了提高波紋管的使用性能，管外還可用金屬環(huán)、金屬套、或金屬絲編織增強。一種用切削加工制成的直徑為75毫米，外側(cè)用不銹剛絲編織增強的波絲管，在試驗應用中顯出了在高溫高壓下可長期使用而不老化的特點。它安裝在發(fā)電廠的高壓過熱蒸汽管道上，在蒸汽壓力為28公斤/厘米2，溫度為250℃的條件下連續(xù)使用17700小時后，又在大氣中進行老化試驗達六年之久，毫無老化的象跡。其機械性能仍保持著：
橫向：抗拉強度243kg/c㎡ 伸長率333%
縱向：抗拉強度165kg/c㎡ 伸長率267%
②、F4閥門
工業(yè)管道中接觸腐蝕介質(zhì)的各種金屬閥門往往使用壽命不長，但將閥門改為F4襯里后，使用壽命就可大大提高，同時，由于F4具有粘性和低摩擦系數(shù)的特點，在實際應用時會使考克類閥門啟動容易。
一般情況下，球閥以F4襯里，閥桿由金屬桿與復合而成，密封件多選用F4。這種閥門的使用溫度可達-60℃- +160℃，使用壓力可達10公斤/厘米2、20公斤/厘米2。
在隔膜閥中，隔膜材料可用F4制作，也可用與F4復合， 或以F4玻璃漆布與F4復合而成。這種隔膜多用于計量與控制儀器上。
③、F4泵
F4襯里的泵，有離心泵、隔膜泵和柱塞泵等。這類泵可接觸強腐蝕介質(zhì)，但對有固體顆�；蚪Y(jié)晶的腐蝕介質(zhì)則不宜使用。 |
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