隨著現代石油化工工業的快速發展，帶動了襯裡閥門的發展，早先年出現的襯橡膠、搪瓷閥門已不能滿足日新月異的工業需要。人們在不斷的尋求最經濟、最合理的方法來解決這些工業需要，因此出現了各種材料的襯裡閥門，其中襯氟塑膠閥門是襯裡閥門中的一朵奇葩。在近二十年的生產使用中，不斷發展，已成為現代石油化工業中套用最廣泛的閥門品種之一。
基本介紹
- 中文名：襯裡閥門襯氟塑膠閥門
- 現代：石油化工業中
- 方法：最經濟、最合理的
- 帶動了：襯裡閥門的發展
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襯裡閥門襯氟塑膠閥門
隨著現代石油化工工業的快速發展，帶動了襯裡閥門的發展，早先年出現的襯橡膠、搪瓷閥門已不能滿足日新月異的工業需要。人們在不斷的尋求最經濟、最合理的方法來解決這些工業需要，因此出現了各種材料的襯裡閥門，其中襯氟塑膠閥門是襯裡閥門中的一朵奇葩。在近二十年的生產使用中，不斷發展，已成為現代石油化工業中套用最廣泛的閥門品種之一。作者在多年襯氟塑膠閥門的研發中，以及在走訪用戶的回饋信息中，有一點粗淺體會和認識，期望能引起同行探討，達到促進襯氟塑膠閥門產品的不斷發展進步和完善，最大限度滿足各工業部門需要。
襯氟塑膠閥門歷史
襯氟塑膠閥門歷史
很短，真正大規模生產還是近十年的事，所以還沒有統一的專門的行業產品標準，一般生產企業都參照鋼製閥門標準來設計製造。在生產實踐中不斷摸索、總結，制訂企業標準，並按照企業標準來指導襯氟塑膠閥門的設計、製造和試驗。眾所周知，氟塑膠是性能優越的熱塑性材料，最開始用於宇航工業，典型的聚四氟乙烯(PTFE)材料，具有優良的耐熱性和耐寒性，可長期在-195℃～200℃範圍內使用。低摩擦性和自潤滑性非常好，還具有優良的電絕緣性和優異的化學穩定性，可耐各種強酸、強鹼和強氧化劑的腐蝕，甚至可耐“王水”，有“塑膠王”之稱。由於氟塑膠具有這些優異特性，所以特別適合做耐腐蝕性強的閥門材料。
因為氟塑膠的抗拉強度和硬度相對較低，不適宜單獨做閥門殼體材料，所以通常作為襯裡材料採用。襯氟塑膠閥門的外殼材料，一般有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、不鏽鋼。灰鑄鐵由於機械強度低，容易碎裂，現在使用較少。
襯氟塑膠閥門設計規範
襯氟塑膠閥門的設計壓力，一般公稱壓力為PN≤2.5Mpa(150Lb),使用溫度根據殼體材料和氟塑膠的適用溫度來確定。一般碳鋼襯氟塑膠閥門的工作溫度為-29℃～180℃。
各類襯氟塑膠閥門的公稱通徑，可根據本企業的生產條件而定，表1所列襯氟塑膠閥門的公稱通徑可作參照。
各類襯氟塑膠閥門的技術條件可參照相應金屬閥門的技術條件或設計規範。如:
a.襯氟塑膠閘閥的技術要求參照採用GB/T 12234 的規定。
b.襯氟塑膠截止閥和升降式止回閥的技術要求參照採用GB/T 12235 的規定。
c.襯氟塑膠止回閥的技術要求參照採用GB/T 12236 的規定。
d.襯氟塑膠球閥的技術要求參照採用GB/T 12237 的規定。
e.襯氟塑膠蝶閥的技術要求參照採用GB/T 12238 的規定。
f.襯氟塑膠隔膜閥的技術要求參照採用GB/T 12239 的規定。
g.襯氟塑膠旋塞閥的技術要求參照採用GB/T 12240 的規定。
由於襯氟塑膠閥門有其自身的特點和要求。固此還必須滿足下列技術要求：閥門殼體的最小壁厚按照GB/T 12224標準中的規定，其壓力等級按1.6 Mpa、2.5 Mpa選取，但此壁厚不包括襯裡層厚度，襯裡層厚度推薦採用表2的尺寸。也可按用戶要求確定。
2）法蘭連線襯氟塑膠閥門的結構長度按GB/T 12221 的規定，對夾連線襯氟塑膠閥門的結構長度按GB/T 15188.2的規定。也可按用戶的要求確定其結構長度。
3）襯氟塑膠閥門的法蘭連線尺寸按GB/T 9113.1的規定或行業標準的規定。也可由用戶在訂貨契約中確定。但不得採用焊接連線方式。
4）襯氟塑膠閥門通道尺寸可按表3推薦的尺寸，還可根據用戶要求確定。對於閥門的可掃線性，可按用戶要求給予滿足。
5）襯氟塑膠閥門的手輪或板手上使用脫開力矩或軸力所需要的最大的力應不超過360N。板手應不長於兩倍的閥門結構長度。
6）如果買方有要求，閥門應提供鎖定機構。鎖定機構應設計為在開啟或關閉位置鎖定閥門。
7）配有手動或動力驅動裝置的閥門應提供一個可見的位置指示器以指示關閉件的開啟和關閉位置。對於旋塞閥和球閥，其板手或位置指示器，當閥門在開啟的位置，應與管道在一直線上，當閥門在關閉位置，應橫置於管道上。
8）操作裝置和閥桿加長裝配應提供一種防止由閥桿或閥蓋密封泄漏引起的在機構中壓力聚集的方法。外部的連線應於以密封，例如用墊片或O型圈，以防止外介雜質進入機構。
9）驅動裝置可採用電動、液動、或氣動方式；裝置與閥蓋或閥桿加長裝置的連線面應設計成能防止零件的錯誤或不當的裝配；傳動裝置的輸出應不超過閥門的驅動鏈的最大載荷能力。
10）閥桿應設計有防噴出機構，以防止在閥桿填料或保護圈卸去後在內壓下閥桿噴出。
11）襯氟塑膠閥門的內部設計：
a. 常規閥門的設計，只需考慮閥門鑄件的鑄造工藝性和結構的合理就行了，對於襯氟塑膠閥門來說，這還不夠，還要考慮襯氟塑膠的模壓工藝性、生產成本、流道暢通等問題。
例如截止閥，其S型的閥門殼體流道設計（圖1），在鑄造工藝性上沒有什麼問題，如果是襯氟塑膠截止閥設計成這樣的結構，襯氟塑膠模壓工藝將無法實現。為了滿足襯氟塑膠模壓的工藝性要求、又符合截止閥的一般性能參數規範。此襯氟塑膠截止閥應設計成如圖2（a,b）的樣式。
又如球閥的球體與閥桿，蝶閥的蝶板與閥桿，常規閥門的設計是分開的，如圖3（a，b）,如果襯氟塑膠球閥和蝶閥採用這樣的連線方式，襯氟工藝性沒有什麼問題但使用效果上有問題。受力部位在反覆交變受力過程中，容易損壞襯裡層，導致襯裡層破壞，鋼質骨架會受到腐蝕性介質的腐蝕而失效。從而縮短閥門使用壽命。所以，在設計中，通常設計成連體形，如圖4（a，b），實踐證明，這樣的設計使用效果良好。
b. 襯氟塑膠閥門的內部設計形狀應儘量簡潔、要充分考慮模具製造的簡易，模壓工藝的合理，製造成本的低廉，並保證介質流動順暢，要求襯裡面平整，所有轉角處呈圓弧過渡，圓弧半徑R≥2mm.
c. 襯氟塑膠閥門的殼體內件如採用焊接方式，其焊縫應設計成連續焊，並且為對接焊縫。焊縫應符合GB/T 150的規定。
d. 法蘭面的襯氟塑膠應設計成襯滿密封面，並且有扣緊基體的設計結構，防止脫殼，如圖（5）
e. 襯裡層厚度不得小於2mm。因為氟塑膠是高分子材料，具有吸收少量與其接觸的氣體的特性。隨著溫度升高，材料體積膨脹，分子之間空隙增大，滲透吸收就加劇，只有適當增加厚度才能減少滲透。因此，在襯裡層設計時採用增加厚度來彌補這一缺陷，經過試驗、研究確定δ≥2mm較為合適。
f. 襯裡層的表面應當光滑平整，無氣孔、裂紋、夾雜等缺陷。法蘭的翻邊處及其他轉角處應色澤均勻，無泛白現象。
12) 襯裡材料必須符合相關材料標準的規定,其密度宜選用≥2.16g/cm3的氟塑膠，且不允許有雜質存在。目前常用的氟塑膠有：FEP(F46)、PFA、PTFE(F4)、F2等。當然，還有塑膠PO、PE等。隨著新型塑膠工程材料的不斷出現，將給襯裡閥門增添更多的品種。
13) 用於食品、醫藥、衛生級閥門襯裡材料，還要求無毒、無菌、無雜質、清潔衛生的材料，嚴禁使用再生、回收材料，無牌號的材料。
14) 全部的流程潤濕零件，金屬的、非金屬的，和潤滑脂，應適合由買方規定的使用介質和工況。
15)
的連線螺栓應選用適合於閥門的工況和壓力額定值的螺栓。
當然，還有很多設計和工藝方法能滿足襯裡閥門的特殊要求，如最近發展起來的滾塑工藝、噴塑工藝，還有熱噴塗陶瓷、納米複合材料等新工藝、新技術、新材料在閥門襯裡上的套用，並取得非常好的效果。這有待於同行的摸索、創新、總結、提高。
襯氟塑膠閥門分類
聚全氟乙烯 FEP (F46)
適用介質：
任何有機溶劑或試劑，稀或濃無 機 酸，鹼，酮，芳烴，氯化烴等。
使用溫度：
-85~150
特點：力學，電性能和化學穩定性基本與F4相同，但突出優點是動擊韌性
高，有極好的耐候性和輻射性。
聚三氟乙烯 PCTEF (F3)
適用介質：
各種有機溶劑，無機腐蝕液(氧化性酸類)
使用溫度：-195~120
特點：耐熱性，電性能和化學穩定性僅次於F4，機械強度，蠕變性能，硬度比F4好些
聚丙烯： RPP
適用介質：無機鹽類的水溶液，無 機 酸類，鹼類的稀或濃溶液。
使用溫度：-14~80
特點：最輕的塑膠之一，其屈服，拉伸和壓縮強度，硬度均優於低壓聚乙烯，有很突出的剛性，耐熱性好，易成型，優廉。改性後動擊性，流動性，彎曲彈性。
聚氯乙烯: 硬質)PVC
適用介質：耐水，濃鹼，非氧化性酸，鏈烴，油和臭氧等。
使用溫度：0-55
特點：機械強度較高，化學穩定性及介電性能優良，耐油性和抗老性也較好，易熔接
及粘合，價格較低。
聚四氯乙烯 PTFE(F4)
使用介質：強酸，強鹼，強氧化劑等。
使用溫度：-200~180
特點：具有優異的化學穩定性，有很高的耐熱性，耐寒性，磨擦係數很低，是極好的 自潤滑材料，但機械性能較低，流動性差，熱膨脹大。
聚偏氯乙烯 PVDF(F2)
使用介質：耐大多數化學藥品和溶劑，
使用溫度：-70~100
特點：拉紳強度與壓縮強度比F4好，耐彎折，耐候，耐輻射。耐光和老化等，最大特 點是韌性好，易成型。
聚烯烴：PO
適用介質： 各種濃度的酸鹼鹽及某些有機溶劑。
使用溫度：-58~80
特點：是目前世界最理想的防腐材料，已廣泛用於旋轉成型的大型設備和管道件內襯。
