襯氟塑料控制閥選材分析

襯氟(塑)閥門選用應(yīng)綜合考慮工作溫度、工作壓力(差)、介質(zhì)特性以及閥門開度四個因素，不然將出現(xiàn)閥門不耐用等嚴(yán)重問題。本文對襯氟(塑)閥門選用知識做科普，幫助儀表工提升控制閥應(yīng)用水平。普通的控制閥，由于不能耐強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，所以使用受到了很大的限制，且通常閥門的與閥芯進(jìn)行開關(guān)配合的閥座，是與閥體分體設(shè)置的，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且防腐、防漏性能差。

襯氟塑料控制閥選材分析技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)克服了現(xiàn)有的控制閥不耐腐蝕、且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點，提供了一種防腐性能好、結(jié)構(gòu)簡單的高效智能襯氟控制閥。為了達(dá)到上述目的，本所采取的技術(shù)方案是一種高效智能襯氟控制閥，設(shè)置有閥體，在閥體內(nèi)設(shè)置閥腔，連接閥腔制有進(jìn)口管、出口管，閥腔在閥體上的開口通過緊固設(shè)置閥蓋進(jìn)行密封，在閥腔)內(nèi)、進(jìn)口管與出口管之間設(shè)置閥座，閥芯設(shè)置于閥座與閥蓋之間，且與閥座同軸設(shè)計，閥芯經(jīng)與閥蓋滑動密封配合的閥桿、與閥體外的控制閥執(zhí)行器相連接，通過閥芯的位置變化，調(diào)節(jié)所述閥芯與閥座之間的開度及閥門的開關(guān)，在閥腔、進(jìn)口管及出口管內(nèi)可能與流體接觸的面上制有整體成型的氟塑料層，閥芯與閥桿是一體制成的，且在閥芯、閥桿外表面整體成型氟塑料層，在閥蓋上可能與流體相接觸的位置，制有整體成型的氟塑料層，所述閥座是與閥腔內(nèi)的氟塑料層一體成型的環(huán)形氟塑料閥座。

在化工行業(yè)，有很多物料具有*腐蝕性，在這些特殊工況中，設(shè)備、管道、閥門的選擇對于保障裝置的穩(wěn)定運行有著重要的意義。大多腐蝕性介質(zhì)對于金屬通常有*腐蝕性，一般的金屬閥門，例如碳鋼、不銹鋼閥門會被快速腐蝕；即使特殊合金諸如哈氏合金、蒙乃爾合金等閥門也可能會被腐蝕。且特殊合金閥門價格昂貴、加工周期長、腐蝕后可能有停車或人員傷亡風(fēng)險。為了使閥門既有金屬的強(qiáng)度，又有耐腐蝕的特性，本公司選用鑄鋼、不銹鋼、灰鑄鐵做殼體，殼體內(nèi)腔即介質(zhì)過流部件選用良好地耐腐蝕工程塑料作為襯里材料，采用*鋼襯塑模壓工藝技術(shù)，根據(jù)閥門的規(guī)格大小及使用介質(zhì)，可選擇襯里厚度為3~8mm的氟塑料(F46、F4、PFA、PVDF）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE)、烯烴共聚物（PO）等為內(nèi)襯材料，填料選擇聚四氟乙烯作為密封環(huán)。各個閥門均經(jīng)過電火花檢驗和水壓試驗。各種鋼襯塑閥門具有啟閉靈活、密封性能可靠、耐各類酸、堿腐蝕性能好、使用壽命長等優(yōu)點。

二、襯氟塑料控制閥選材分析襯里塑料防腐蝕性能介紹
1、聚全氟乙丙烯FEP（F46）
適用介質(zhì)：任何有機(jī)溶劑或試劑、各濃度酸、堿、鹽、醇類、酮等溶液（除與高溫下的氟元素、熔融的堿金屬和等發(fā)生反應(yīng)外，與其他化學(xué)藥品接觸時均不被腐蝕）。實際工作溫度≤150℃。
特點：F46樹脂力學(xué)、電性能和化學(xué)穩(wěn)定性基本上與聚四氟乙烯相似的，但突出的優(yōu)點是沖擊韌性高，即使帶缺口的試樣也沖不斷，的耐候和輻射性，易于成型加工，除了使用溫度低于F4外，其他性能都保持了F4的優(yōu)良性能，因而使其成為代替聚四氟乙烯的材料。

2、聚四氟乙烯PTFE（F4)
適用介質(zhì)：任何有機(jī)溶劑或試劑、各濃度酸、堿、鹽、醇類、酮等溶液（除與高溫下的氟元素、熔融的堿金屬和等發(fā)生反應(yīng)外，與其他化學(xué)藥品接觸時均不被腐蝕）。實際工作溫度≤180℃。
特點：F4樹脂由于分子化學(xué)鏈結(jié)構(gòu)的特殊性，使其具有很強(qiáng)的耐腐蝕性和較高的耐溫性，但聚四氟乙烯具有加工困難的不足，生產(chǎn)過程中，報廢率較高，因此加工成本要高于F46。

3、可溶性聚四氟乙烯（PFA）
適用介質(zhì)：任何有機(jī)溶劑或試劑、各濃度酸、堿、鹽、醇類、酮等溶液（除與高溫下的氟元素、熔融的堿金屬和等發(fā)生反應(yīng)外，與其他化學(xué)藥品接觸時均不被腐蝕）。實際工作溫度≤180℃。
特點：PFA樹脂為了克服聚四氟乙烯加工成型困難的不足，而發(fā)展的一個新品種，*保持了F4的優(yōu)良性能。良好的機(jī)械、電絕緣性能，最大的優(yōu)點是容易加工成型，使其成為代替聚四氟乙烯的材料。

4、增強(qiáng)聚丙烯（FRPP）
適用介質(zhì)：無機(jī)鹽類的水溶液、無機(jī)酸類、堿類的稀或濃溶液。工作溫度≤100℃。
特點：是最輕的塑料之一，其屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度均優(yōu)于聚乙烯，有突出的剛性、耐熱性、易成型等特點。改性后沖擊性、流動性都得到提高。

5、聚烯烴（PO）
適用介質(zhì)：部分有機(jī)溶劑或試劑、較稀的酸、堿、鹽等溶液。實際工作溫度≤100℃。
PO具有較好的耐腐蝕和易加工性能，廣泛用于各類滾塑成型的防腐蝕設(shè)備，也用于模壓襯里閥門。
用戶可根據(jù)工況條件、溫度選用不同的襯里材料

 襯氟塑料控制閥選材分析

本文針對襯氟(塑)閥門在不同溫度、壓力(差)、介質(zhì)特性以及襯氟波紋管閥門的選用問題進(jìn)行探討：
1、襯氟(塑)閥門長期使用溫度不超過襯里上限溫度70%
襯氟(塑)閥門使用的溫度：目前常用的閥門襯里材料有合成橡膠(-10~120℃)、聚四氟乙烯PTEF(-200~180℃)、可溶性聚四氟乙烯PFA(-196~260℃)、聚全氟乙丙烯F46(-85~150℃)。以上是公開可查的各材料的極限耐受溫度，實際使用的介質(zhì)溫度根據(jù)材料、壓力的不同而不同，長期使用溫度不超過襯里上限溫度70%，否則，閥門的各部件襯里易變形，致使泄漏量大或閥門不能正常開關(guān)等故障。

2、襯氟(塑)閥門不適合高真空、高壓和高壓差工況
襯氟(塑)閥門使用的壓力(差)：襯氟(塑)閥門通常不應(yīng)用在高真空工況，當(dāng)確需應(yīng)用在高真空工況時，應(yīng)采取相應(yīng)措施(例如在金屬閥體內(nèi)腔開燕尾槽、閥板打孔等)，防止閥門內(nèi)腔的襯氟、襯塑層被抽出(鼓包)、襯里層與金屬層剝離，導(dǎo)致閥門不能正常開關(guān)。

同樣襯氟(塑)閥門也不適合應(yīng)用在高壓力、高壓差場合。尤其對于襯氟波紋管密封調(diào)節(jié)閥(因波紋管大多是聚四氟乙烯制作的，壓力、壓差過大時容易導(dǎo)致波紋管破裂)，大多廠家選型樣本都標(biāo)明公稱壓力為PN≤2.5MPa，這是為了保險起見。但有時候由于工況的特殊，也需要找到解決方案，昌暉儀表實際應(yīng)用閥前壓力近3.0MPa,閥后放空的場合(按廠家說法，這個閥門不能使用或使用時間不會太長)，實際上也正常應(yīng)用了幾年時間(當(dāng)然對于高壓、高壓差的應(yīng)用，在實際應(yīng)用前，還是要好充分的評估并做好應(yīng)急預(yù)案，避免閥門故障帶來停車或人身傷害的風(fēng)險)。

3、襯氟(塑)閥門不適合于有硬質(zhì)顆粒、結(jié)晶、雜質(zhì)等的介質(zhì)
襯氟(塑)閥門對介質(zhì)的要求：襯氟(塑)閥門使用的介質(zhì)不宜有硬質(zhì)顆粒、結(jié)晶、雜質(zhì)等，以免閥門在開啟、關(guān)閉的運行中磨損襯氟塑層或波紋管。對介質(zhì)有硬質(zhì)顆粒、結(jié)晶、雜質(zhì)的，可根據(jù)工藝介質(zhì)特性選擇耐腐蝕的貴金屬材質(zhì)，例如哈氏合金、鎳基合金、合金鋼等硬密封閥門。

4、襯氟(塑)閥門正常開度應(yīng)該在30%-85%
襯氟調(diào)節(jié)閥通常做成襯氟波紋管密封結(jié)構(gòu)，具有抗腐蝕性好，無泄漏的優(yōu)點。在選用時，應(yīng)根據(jù)工藝參數(shù)計算閥門通徑，正常開度應(yīng)該在30%-85%范圍內(nèi)。如閥門通徑太大，會造成長期在開啟度較小的情況下運行，閥門調(diào)節(jié)性能變差。尤其是在小開度情況下，不但沖刷加劇，還會使閥芯、閥桿受到介質(zhì)的沖擊產(chǎn)生振動，甚至?xí)归y桿斷裂、波紋管變形。

襯氟塑料控制閥選材分析

隨著化工新材料的不斷應(yīng)用及襯里工藝的提高，襯氟(塑)調(diào)節(jié)閥、切斷閥以安全可靠，性價比高備受廠家、設(shè)計、用戶的青睞，在石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)強(qiáng)腐蝕工藝介質(zhì)上應(yīng)用越來越廣泛。但襯氟(塑)閥門并非能夠適應(yīng)所有腐蝕性工況，與其它閥門一樣，如何選好、用好襯氟(塑)閥門，是一個專業(yè)性的工作。