氟塑料防腐设备

谢永夫

（上品兴业氟塑料（嘉兴）有限公司，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

化工生产厂在一定的温度和压力条件下进行，工艺要求严格，所涉原料有各种气体、液体、固体，物性千差万别，需要各种类型的生产设备。这些与介质接触的设备在成产中每时每刻都被腐蚀。在科技不发达情况下，人们总是在金属中寻找抗腐剂。但这些设备往往体重价高，不能解决大量的腐蚀问题。之后，人们才开始摸索用非金属资源来替代金属。塑料防腐首先在我国得到应用。随着科技进步，传统耐蚀非金属材料制防腐蚀设备发展日益完善，新型耐蚀非金属材料制品不断涌现。在采用新技术、新材料开发防腐蚀新产品的浪潮中，四氟防腐产品，快速发展，在工业中越来越多的被应用。

大家知道衬氟设备有良好的防腐性能，衬氟设备克服PTFE热膨胀系数大的弱点，提高PTFE材料与钢壳，的结合强度，使衬氟设备具备了更好的耐（负）压能力及耐高、低温能力，提高产品的使用寿命。层压增强主要是通过FE膜片（带）与高强度材料缠绕或复合达到较高的结合强度。

衬氟设备用途广泛，具有非常优良的耐蚀性及耐热性，几乎可以抵挡所有强酸、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的腐蚀，并能在较广温度范围内正常使用，已成为容器衬里设备的重要材料。 衬里设备在耐腐蚀要求比较高的化工企业中的应用是越来越广泛。

1 衬里钢壳基本要求

（1）衬里钢壳强度需满足GB 150 《压力容器》[1]要求；

（2）由于衬里材料在壳体上贴合，故需对壳体内部进行处理；

①壳体完成后，需对内部焊道进行磨平；

②内部进行喷砂，喷砂要求须符合GB 8923的样板要求；

③喷砂后除锈等级须符合要求，如HG/T 20678[2]衬里钢壳设计规定；

（3）壳体上排气孔的作用；

在一般的衬里容器中，我们均能开到一些排气孔的设计，此类排气孔的作用为排气及检漏。

排气作用：在实际衬里时，可以将衬里材料与金属壳体之间的气体通过此排气孔排除。

检漏作用：在实际运行中，若衬里发生破坏，介质与壳体直接接触，这种情况下，介质会优先从排气孔中渗出，可以第一时间发现状况，及时检修，不会等到将金属壳体完全腐蚀后再发现，减少其危害性；

（4）壳体内部不允许出现突起，凹坑，锐角存在，此类都不适合衬里。

2 衬氟设备制作流程

（1）铁件制作

根据客户要求，设计壳体规格与尺寸；

（2）内部处理

由于是需要将四氟材料贴在壳体上，故需要将壳体内部粗化，增大接触面积。喷砂后，在内表面刷上对应的防锈底漆与强力胶；

（3）加热贴合

贴合四氟板材，由于四氟板材较硬，需要加热使其软化，才能沿着设备内表面进行贴合，同时将原先的胶软化，使板材与壳体可以胶合在一起，但加热是需控制温度与实践，防止四氟板过热变黄；

（4）焊接

板材贴合后，板材与板材之间存在缝隙，需采用PFA焊条及焊带将其焊接起来，焊接完成后需做针孔测试，且不允许有针孔、气泡等不良；

（5）检查

衬氟设备在衬完后需对全部涂层进行检查，主要检查有否划痕，表面是否平整光滑和机械损伤等可见缺陷，然后进行修补；

（6）测试

经过蒸汽、水压等测试，再次对衬里表面进行检查（如针孔等）；

（7）清洁、包装

测试完成后，采用专用试剂对衬里表面进行清洁，以达到客户要求。

3 衬氟设备的优势

衬氟设备不受本身的形状， 复杂的结构，能一次性无缝，无痕的成型，选用的材料可以根据介质温度及使用放入工作状况来确定，下面简单的了解。

（1）和衬胶、衬塑相比：有着更好的耐化学介质，耐温更高，与基材的附着力更好；

（2）和喷涂相比：有着更好的耐磨、耐温更高、施工场地不受限制；

（3）和搪瓷、钛材相比：更有韧性和耐化学性能，衬四氟材料有很强的互熔性和伸张性，所以急速加温降温对涂层也无任何影响。涂层最好与酒石酸不粘或粘后易于清除，表面光滑，具有一定的耐磨性，接下来具体了解下衬氟设备的图层处理吧。此材料现已在化工反应釜、多晶硅、电镀、工厂排污等行业已成功应用。

衬氟设备对涂层的要求，要求内壁涂层材料要无毒，无味，不影响葡萄酒质量，具有一定的耐酸性和耐碱性，涂层与罐壁结合良好，使用中不得脱落。

衬氟设备能耐几乎所有的（除熔融的碱金属，氟和氟化介质以及高于250°C氢氟化纳外）常用强腐蚀、强氯化性化学物质，同时还具有耐高温的特点，所以它是理想的防腐蚀材料。因而在国内外，将聚四氟乙烯大量应用在防腐工程中，解决了许多腐蚀难题，并取得了显著的经济效益。

在使用过程中，由于温度的影响，衬氟极易损坏。当温度升高时，四氟衬里层伸长过多而产生鼓泡或内瘪、阻塞了介质流通，当温度下降时，四氟衬里层收缩过大，会将两端翻边转角部位拉裂而泄漏，实践证明，常规的四氟衬里产品，四氟衬里设备只能用于100度以下温度范围，从而严重影响了它的广泛应用。

在衬氟设备作用中，当介质中含有颗粒时，在输送过程中，就会因磨损而使腐蚀加剧，加剧的程度与颗粒的大小、硬度、介质的流速，以及腐蚀性、操作压力、温度等诸因素有关，由于四氟与衬氟设备材料磨擦系数小，管道的管表面光滑，并具有一定的自润性，可减小防腐层的磨损，提高使用寿命。

一般塑料的成型工艺，对它都不适用。我们在烧结工艺中，在同行业中率先采用热空气循环加热工艺，改变了原电炉加热，温度分布不均匀、温差变化大、升温曲线难以控制的技术缺陷。使四氟与衬氟设备烧结成型质量有显著提高。

4 衬氟设备衬里材料分类及其试用范围

（1）聚四氟乙烯PTFE（F4）

适用介质：任何有机溶剂或试剂、稀或浓无机酸、碱、醇、酮、芳烃、氯化烃等。工作温度：≤200℃。

特点：PTFE耐高温性能好，可在-250℃～260℃，温度内长期使用耐磨性能好，静摩擦系数是塑料中最小的，自润滑性能优良；电绝缘性能优异，并且不受工作环境、温度、温度和频率的影响，具有良好的耐电弧性，耐化学腐蚀性优良，除在高温、高压下氟元素和熔融状态的碱金属对它有侵蚀作用，某些卤化胺或芳香烃使其有轻微的膨胀外，其它诸如强酸、强碱、强氧化剂、油脂、酮、醚、醉等即使在高温下也对它不起作用；

（2）聚全氟乙丙烯FEP（F46）

适用介质：任何有机溶剂或试剂、稀或浓无机酸、碱、酮、芳烃、氯化烃等。工作温度≤150℃。

特点：力学、电性能和化学稳定性基本与F4相同，但突出优点是冲击韧性高。即使带缺口试样也冲不断，有极好的耐候和辐射性。易于成型加工，是为了克服聚四氟乙烯成型加工困难而发展的一种含氟树脂，除使用温度低于F4外，其它都保持下聚四氟乙烯的优良性能；

（3）可溶性聚四氟乙烯（PFA）

适用介质：强酸、强碱、强氟化剂、有机溶剂等。工作温度≤180℃。

特点：类似F46的一种新型含氟树脂，为了克服聚四氟乙烯加工成型困难而发展的一个新品种，完全保持下聚四氟乙烯的优良性能。良好的机械、电绝缘性能，突出耐热性和低磨擦性能、难燃、低烟、耐大气性好。最大的优点是容易成型加工；

（4）聚三氟氯乙烯PCTFE（F3）

适用介质：各种有溶剂、无机腐蚀液（氧化剂酸类）。工作温度≤120℃。

特点：耐殃性、电性能化学稳定性仅次于F4，机械强度、抗蠕性能、硬度比F4好；

（5）聚偏二氟乙烯PVDF（F2）

适用介质：耐大多数化学介质和溶剂。工作温度≤120℃。

特点：拉伸强度和压缩强度比F4好，耐磨损和冷流性好：耐候、耐辐射和抗老化等，而最大特点是粘结力大、韧性好，易成型；

（6）增强性聚丙烯（FRPP）

适用介质：无机盐类的水溶液、无机酸类、碱类的稀或浓溶液。工作温度≤120℃。

特点：是景轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度、硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性，耐热性好，易成型。改性后冲击性、流动性、弯曲弹性模数高；

（7）改性聚烯烃（PO）

适用介质：各种浓度的酸、碱、盐及某些有机溶剂。工作温度≤110℃。

特点：是目前世界上最理想的防腐蚀、防静电、无毒害、强度高的优质材料，己广泛旋转成型的大型设备和阀门管道作内衬。广泛应用于化工、冶金、食品、纺织等行业；

（8）超高分子量聚乙烯（UHMW PE）

适用介质：能耐腐蚀性介质(酸、碱、盐，但氧化性酸除外)及有机溶剂。工作温度：≤100℃。

特点：具有突出耐磨性、低磨擦系数和自润滑性：优良的耐应力开裂性、耐高温蠕变性；优良的拉伸强度，极高的冲击强度。具有卓越的化学稳定性；表面无吸附力，电绝缘性优良；无毒性等综合能。

5 结论

衬氟设备在化工、制药、半导体等行业应用越来越广泛，其工艺要求也在不断提高，后续的发展前景也越来越广阔。

参考标准

[1] 寿比南, 陈钢, 郑津洋, 陈学东, 杨国义, 谢铁军, 李世玉, 徐锋,王晓雷, 李军, 邱清宇, 张延丰, 吴全龙. GB150.1～150.4-2011《压力容器》[S]. 北京： 中国标准出版社，2012.

[2] 袁斌. HG/T 20678-2000，《衬里钢壳设计规定》[S]. 北京： 化工工程出版社, 2001.