防腐蝕閥門

進入二十一世紀以來，世界石化工業(yè)逐漸向中國轉移，中國已成為世界石化產品生產大國，原油加工能力和乙烯生產能力現(xiàn)居全世界第二位和第三位，而且還在進一步增大。而我國的石化設備長期依靠進口，一些重要工序的特種閥門也要進口，這與石化工業(yè)大國的地位極不相稱，也不符合我國建立節(jié)約型社會的國策。

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、Cu、Pt等貴重金屬，加上資源有限，影響了石油化工工業(yè)的發(fā)展，所以尋求一種性能優(yōu)越，價格適當?shù)牟牧?，生產成本低的閥門是世界各國科技人員努力追求的目標。

一、氟塑料性能特點

襯氟塑料閥門、防腐蝕閥門(國外稱為鐵氟龍閥門，防腐蝕閥門)，在上世紀七十年代開始研發(fā)，由于閥門結構的特殊性，最初的襯氟塑料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。

然而單純用氟塑料制作的閥門是難以勝任溫度較高、壓力較高工況下工作的，必須另辟蹊徑。人們在不斷試驗和實踐中，利用氟塑料的可塑性加工原理，用鋼鐵做外殼，將氟塑料襯于殼體內，以隔絕鋼鐵金屬與強腐蝕性介質的直接接觸，這既解決了氟塑料的強度低，而不能承受高壓的問題，又解決了鋼鐵材料不耐腐蝕的問題，成為當今世界發(fā)展最快的一種復合型閥門材料。

氟塑料是指分子結構含有氟原子的一類高分子合成材料的總稱。它是一類含有氟的不飽和單體自聚合以及由氟不飽和單體共聚而成的一類合成樹脂。

1934年Scherer、Schloffer首先發(fā)現(xiàn)聚三氟氯乙烯(PCTFE)。1938年Dupont公司研制出聚四氟乙烯，并于1949年實現(xiàn)工業(yè)化。繼而英國的ICI、德國的Hoechse、日本的大金工業(yè)、意大利的Montefiaos等相繼投產，我國于1958年在上海實現(xiàn)工業(yè)化生產。

氟樹脂的品種很多，根據(jù)分子中氟原子的個數(shù)來分有下列品種:聚氟乙烯(PVF)，簡稱F1;聚偏二氟乙烯(PVDF)，簡稱F2;聚三氟氯乙烯(PCTFE)，簡稱F3;聚四氟乙烯(PTFE)，簡稱F4;聚六氟丙烯，簡稱F6。含氟塑料的共聚物有以下品種:可溶性聚四氟乙烯，簡稱PFA，是由聚四氟乙烯與全氟烷基乙烯醚共聚所組成;聚全氟乙丙烯(FEP)簡稱F46，是四氟乙烯與六氟乙烯的共聚物;F42是四氟乙烯與偏二氟乙烯的共聚物簡稱;F40是四氟乙烯與乙烯的共聚物簡稱;F30是三氟氫乙烯與乙烯的共聚物簡稱;F23(又稱3M)是偏二氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物簡稱。

由于氟塑料分子結構中都有氟碳鍵及其屏蔽效應，故具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐高(低)溫性、非黏附性、電絕緣性等，又由于它們彼此間的結構上的差異，使其具有各自的特性，選用時要充分注意發(fā)揮不同品種氟塑料各自的優(yōu)點。由于氟塑料的品種很多，這里僅介紹產量最大，使用最多的聚四氟乙烯以及它的兩個改性產品:聚全氟乙丙烯和可熔性聚四氟乙烯。

(1) 聚四氟乙烯(PTFE)

從聚四氟乙烯分子結構看，C-C主要鏈的周圍對稱排列著氟原子，形成了一個氧原子組成的外罩保護著主鏈。C-F鍵極其牢固，使聚四氟乙烯具有很高的耐化學腐蝕性能，其耐腐蝕性超過了現(xiàn)有的所有塑料，故有"塑料王"之稱。聚四氟乙烯幾乎耐任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑和溶劑的腐蝕，即使在高溫下對它也不發(fā)生作用。只有熔融的堿金屬或他們的氨溶液、氟化氯及元素氟會對它發(fā)生作用，而且也只有在高溫下才明顯地發(fā)生作用