聚四氟乙烯衬里设备常见故障分析.pdf

石油和化工设备
4-■技术交流
2014年第17卷
聚四氟乙烯衬里设备常见故障分析
付建林,郑九丽,马小龙,王洁
(1.宁波巨化化工科技有限公司,浙江宁波315204)
(2.浙江巨化股份有限公司电化厂,浙江衢州324004)
(3.浙江工业大学机械学院,浙江杭州310014)
[摘要]介绍了聚四氟乙烯衬里设备的结构型式,对使用中出现的常见故障进行了分析,提出了相应的解决方法,可供业
内同行参考。
[关键词]聚四氟乙烯;松衬;紧衬;故障;分析
1四氟乙烯树里设备简介
聚四氟乙烯(简称F4或PTFE),俗称“塑
料王”,具有高化学稳定性。用它加工的衬里设
温树脂
备,能耐几乎所有的强酸、强氧化剂、还原剂和
各种有机溶剂的腐蚀,同时还适用于较宽温度范
玻纤物
围内(-20~180℃)。通过一定的加工工艺改进,
可实现在较高压力下(<2.SMPa)的使用。聚四氟
张全乙丙烯
乙烯衬里设备已在耐腐蚀要求较高的化工生产企
业中得到了越来越广泛的应用。
聚四第乙烯
常见聚四氟乙烯衬里结构如图1。为适用压
力、温度等复杂条件的环境,聚四氟乙烯衬里结
构通常有针对性地得到了改进,比如:在四氟层
→聚四系,乙烯
中加入金属网,可以降低聚四氟乙烯衬里的热胀
冷缩性,提高耐负压能力;在四氟层中加入聚全
图1聚四氟乙烯村里结构图
氟乙丙烯,提高耐温抗变形能力等等
目前,聚四氟乙烯村里技术有两个标准:
对促进聚四氟乙烯衬里设备在我国防腐领域中的
HG20536-1993《聚四氟乙烯衬里设备》和HG/
发展具有重要作用。
T21562-1994《衬聚四氟乙烯钢管和管件》。这两2四氟乙烯衬里工艺介绍
个标准建立了聚四氟乙烯衬里设备设计、制造、
聚四氟乙烯衬里可分为松衬和紧衬两种。两
检验和验收、试验方法等多个方面的技术规范,者的优缺点比较见表1。
表1松衬和紧衬两者的优缺点比较
「内容
松衬
紧衬
工艺
般是将四氟带缠绕在相应的模具上,在模具上烧结成紧村是将表面经过处理的四氟板,利用专用的粘结
型,脱模后套入设备,翻边后即完成
剂,粘结在设备钢体内壁上。
特点设备钢体与衬里聚四氟乙烯板之间存在间隙。
设备钢体与村里聚四乙烯板紧紧粘合,没有间隙
适用适用于温度变化幅度不大且为正压的输送管道、反应简体适用于温度和压力频繁变化且变化幅度较大的环境
作者简介:付建林(1963-),男,浙江龙游人,大学本科,工程师。现任宁波巨化化工科技有限公司副总经理,从事设备管理工作。
第3期
付建林等聚四氟乙烯衬里设备常见故障分析
-45
1.电火花检测不会有漏点;
优点「工艺简单,投资少,成型快
2.可对体积较大的设备整体村里,减少密封点:
3.不受设备形状的限制,可以村多种形式的设备,如
方形
.在负压和温度变化较大的环境中,容易引起四氟板内
缺点瘪、鼓泡、法兰边开裂等问题:2.在电火花检测中,某些
设备钢体内壁的表面处理和粘结剂质量的好坏决定了
四氟板上的针孔可能无法检出。
村层的稳定性。
常见型式普通钢衬四氟设备,俗称松衬F4设备。
四氯乙烯一茶钠溶液处理枯结法,见图2
由于松衬工艺固有的缺陷,应用于生产后
出现了较多问题。紧衬设备则因衬里的板材可以
进行拼接,拼接的缝隙通过焊接使其成为一个整
体,从而不再受设备形状的约束。国外早在上世
纪80年代就采用紧衬工艺取代了松衬。近年国内
许多生产厂家通过吸收国外紧衬工艺技术,研发
了自己的紧衬设备技术。目前,我国聚四氟乙烯
紧衬工艺技术基本达到了国际先进水平。
3四氟乙烯衬里设备常见故障和处理
无论是松衬还是紧衬,树里设备的主要故障
有:内瘪、鼓泡、开裂、渗透等(见图3)。造
201208290H:56
成这些故障的原因多种多样,需结合实际进行分
析,并采取针对性措施。
图2某紧村设备
产生上述故障的主要原因有:
(1)因工艺设备和管道设计复杂,衬里加工技
术(例如焊接等技术)不成熟引起的故障;
(2)聚四氟乙烯在20~250℃时的热胀冷缩均值
为169.5×10/℃,是钢铁材料(12.8×10%/℃C)的13
倍,松衬四氟设备在负压和温度变化较大的环境
中使用引起的故障
(3)工艺操作中,因泵启动时造成瞬间较大的
内瘪
开裂
冲击压力、泵停止时液体回落产生负压而引起的
故障
(4)因四氟乙烯树脂原材料质量问题引起的故
障。
为解决以上这些问题,可采取如下措施:
3.1针对聚四氟乙烯衬里设备的加工特点,在设计
工艺设备和管道时应以“从简”为原则。设备上
鼓泡
尽量减少管口数量,降低设备管口处聚四氟乙烯
衬层的焊接点。管道上应尽量减少非常规管件的
图3内瘪、开裂、鼓泡、渗透的四氟村里
使用,如异径三通、偏心异径管等,从设计源头
降低衬里设备的故障率
备的密封;焊接法可靠性低,稳定性差。两者的
3.2改进聚四氟乙烯板材的连接工艺。聚四氟乙烯
抗拉强度都较低。根据聚四氟乙烯板材在385℃左
板材的连接方法主要有搭接法和焊接法两种。搭右具有一定熔融性的特点,可采用聚四氟乙烯板
接法有一条重叠的密封线,能分离,会影响到设材熔融连接法。在熔融过程中可以添加SiO2、AL