本文節(jié)選自 《閥門手冊-選型》(張清雙、尹玉杰、明賜東 主編)
隨著現(xiàn)代石油化工工業(yè)的快速發(fā)展,早先年出現(xiàn)的襯橡膠、搪瓷閥門已不能滿足日新月異的工業(yè)需要。人們在不斷的尋求最經濟、最合理、最低碳的方法來解決這些工業(yè)需要,因此出現(xiàn)了各種材料的襯里閥門,其中氟塑料襯里閥門是襯里閥門中的一朵奇葩。
早在50年前,塑料問世不久,就有人預言,塑料閥門將成為化工應用領域里首選閥門,對塑料管道和閥門的需求量將會大幅上升,工程師們相信將出現(xiàn)一個塑料世界,塑料不僅廣泛用于建材工業(yè)、汽車工業(yè)、宇航工業(yè)、給排水工業(yè),在石油化工業(yè)中更是理想的材料。因為石化工業(yè)中90%的工況要求低溫操作,而塑料符合這一要求,同時避免了許多腐蝕性問題。
在浩繁的塑料家族中,選用哪種塑料來作襯里閥門的材料比較合適呢,各國的科技工作者都在努力尋找,人們發(fā)現(xiàn)在特種工程材料中的氟塑料最適合作防腐蝕閥門的襯里材料。眾所周知,氟塑料是性能優(yōu)越的熱塑性材料,最開始用于軍工和宇航工業(yè),典型的聚四氟乙烯(PTFE)材料,具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性,可長期在-195~200℃范圍內使用。低摩擦性和自潤滑性非常好,還具有優(yōu)良的電絕緣性和優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,可耐各種強酸、強堿和強氧化劑的腐蝕,甚至可耐“王水”,有“塑料王”之稱。由于氟塑料具有這些優(yōu)異特性,所以特別適合做耐腐蝕性強的閥門材料。襯里閥門就是利用了氟塑料這些優(yōu)異特性、可塑性和可熔融加工及加工成型性能好的原理設計制造的。
氟塑料襯里閥門(國外稱為鐵氟龍閥門),在上世紀七十年代開始研發(fā),由于閥門結構的特殊性,最初的氟塑料襯里閥門主要集中在旋塞閥與球閥幾個結構簡單品種,主要用于石化管道中強酸、強堿及溶劑類物質。由于石化工業(yè)這類介質具有極強腐蝕性,一般的碳鋼閥門很快被腐蝕掉,即使是不銹鋼閥門,也會被腐蝕。后來人們發(fā)明了哈氏合金、蒙乃爾合金、20號合金,解決了石化特殊管道輸送難題,因為這些合金中含有大量Ni、Cr、Nb、Ti、Pt等貴重金屬,加上資源有限,滿足不了石油化工工業(yè)的發(fā)展。必需有使用效果好、節(jié)能效果佳的新材料,新工藝取而代之。氟塑料襯里閥門也就應運而生。
因為氟塑料的抗拉強度和硬度相對較低,不適宜單獨做閥門殼體材料,尤其是口徑比較大的閥門,所以通常作為襯里材料采用。氟塑料襯里閥門的外殼材料,一般有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、不銹鋼等。灰鑄鐵由于機械強度低,容易碎裂,現(xiàn)在使用較少。
氟塑料襯里閥門的設計壓力,一般公稱壓力≤PN25(150Lb),使用溫度根據(jù)殼體材料和氟塑料的適用溫度來確定。一般碳鋼襯氟塑料閥門的工作溫度為-29℃~180℃。
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