塑料襯里管道防腐蝕技術

? (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穩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、有機溶劑和其他所有強腐蝕性介質的腐蝕。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，也無流動性，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雜的制件。因而出現了F₄₆和PEA(可溶性聚四氟乙烯)兩個改性品種，兩者都有較好的熱流動性，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℃，價格貴，大量使用受到限制：
　　目前在國內防腐蝕工程中主要用F₄襯管道和大型設備襯里；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，大型設備的襯里，用模壓法襯各種閥門和泵。
　　①常用氟塑料的性能
　　a．F₄樹脂的性能 懸浮法生產的F₄樹脂，化工部部頒標準HG2—234—67規定的牌號為'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，燒結溫度380℃，分解溫度大于400℃，結晶熔點327℃。315℃左右結晶速度最大，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，制品結晶甚少，260℃以下結晶速度極低。因此F4在250℃以下使用，不用擔心制品結晶增加而變脆。非晶壓玻璃化溫度約-120℃。
　　F₄的摩擦系數很低，只有0．04，相當于冰塊間摩擦，布氏硬度3～4 kgf／mm²(1 kgf／mm²=0．98 kPa)；伸長率250％～300％；拉伸強度不小于20 MPa，比熱容0．25 cal/(g·℃)(1 cal=4．2 J)，導熱系數0. 26 W／(m·K)熱膨脹系數很大，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，結晶熔點為210℃左右。195℃時結晶速度最大(結晶敏感區)，隨著溫度降低，結晶速度迅速下降，到120℃以下，已變得很小，50℃為玻璃化溫度非結晶區。
　　F₃制品的性能受結晶度的影響極大。若結晶度低(40％以下)，制品透明度好，比較柔軟(布氏硬度9～10kgf／mm²)，不易開裂，抗沖強度高約60kgf·cm／cm2，甚至高達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，抗沖擊強度低至4～6kgf·cm／cm²。使用溫度為-50～+120℃。
　　F₃樹脂失強溫度一般在240～300℃之間，增長率為50％～100％。壓制襯里閥門用的失強溫度要選用280～300℃，伸長率必須大于80％。
　　c. F_23-19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℃，失強溫度290～300 t，但伸長率高達200％～250％，結晶速度低。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，是一種結晶高聚物，有粒料與粉料兩種，它的結晶熔點為265℃，380℃以上熱穩定性急劇下降，超過400℃發生分解，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，F₃和F_23-19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(25～250℃時)為1．96×10^-4/℃，拉伸強度20～25 MPa，伸長率為250％～300％，模壓收縮率一般為2％～4％。
　　②聚四氟乙烯襯里管道 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→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。進行壓制，用20．0～30．OMPa壓力壓實。保壓5min，降壓緩慢，防止回彈產生裂紋。
　　坯料冷壓脫模后，放在燒結爐的轉盤上燒結。爐內必須有熱空氣循環，溫度均勻，溫差±5℃。燒結爐內溫度從室溫到327℃(結晶轉變溫度)，其控制方法如下。
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　　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。燒結后F4密度為2．17 g／cm³。達不到上述值，說明制品中有空隙。
　　b．模具設計應注意的問題。
　　(a)模腔容積為坯料體積的5倍，一次將粉料加完。
　　(b)燒結后預制件收縮率3％～5％，有時高達5％～10％。
　　(c)模具間隙要求不嚴，以使空氣易逸出面粉料不會擠出為準。
　　(d)模具可用中碳鋼，內部粗糙度??


，最好鍍0.05～O．08mm的硬鉻。
　　③F4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沿一個方向纏繞，搭接寬度50％，來回纏繞5次達1mm厚度，作鋼管內襯。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。
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　　放爐中燒結，若用遠紅外爐燒結，距熱源50mm左右，爐內20kW左右電爐絲加熱450℃以上。燒結溫度為(380±5)℃，F4達到塑化溫度燒結在一起。妒內自然冷卻至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，取出速插入錐形擴口模具中，再插入直邊定型模具定型。
　　④F₄管質量檢查
　　a．內襯用F₄管質量外觀內壁平整、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，鋼管內表面噴砂處理。玻璃鋼管壁厚3～8mm。
　　⑤用松襯法襯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，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。
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　　F₄內襯里管道公稱直徑DN25～300 mm，長度2 m，還可襯φ600mm以下的F₄襯里管道。
　　⑥F₄襯里管道主要技術指標
　　a．F₄內襯厚度 DN25～125 mm時，內襯厚(1．2±0．2)mm；DNl50～300mm時，內襯厚(1．4±0．2)mm。
　　b. F₄內襯強度 抗拉強度≥18MPa；相對伸長率≥200％。
　　c．使用溫度 鋼襯F₄管道在-20～200℃時，其公稱壓力與管法蘭標準相一致。-20℃以下外套需配用相應的耐低溫鋼管(F4內襯管溫度范圍為-195～250℃)。玻璃鋼襯F4管道常溫-150℃(150℃時，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