编号：AQ-JS-08237( 安全技术)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑塑料衬里管道防腐蚀技术Plastic lining for anticorrosion technology of pipeline塑料衬里管道防腐蚀技术使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

(1)氟塑料衬里管道。

用于防腐蚀工程中的氟塑料有：聚四氟乙烯——F4，聚三氟氯乙烯——F3，三氟氯乙烯与偏氟乙烯的共聚物——F23，全氟乙丙烯(四氟乙烯与六氟丙烯共聚物)——F46。

氟塑料具有高度的化学稳定性和耐高低温性能。

其中F4俗称'塑料王'，除熔融碱金属(或它的氨溶液)、三氟化氯及元素氟外，能抵抗任何种类、任何浓度的酸、减、盐、氧化剂、有机溶剂和其他所有强腐蚀性介质的腐蚀。

耐温范围为-195～+250℃，是目前所有氟塑料中用量最大的一种。

但是F4与其他塑料不同，即使在熔融状态，也无流动性，很难用模压、注射等一般热塑性塑料的加工方法来制造形状复杂的制件。

因而出现了F46和PEA(可溶性聚四氟乙烯)两个改性品种，两者都有较好的热流动性，便于加工成型，其耐腐蚀性能与F4基本一样。

但F46 耐温低，最高使用温度为200℃。

PEA使用温度250℃，价格贵，大量使用受到限制：目前在国内防腐蚀工程中主要用F4衬管道和大型设备衬里；F3主要用于衬里各种阀门；F46主要用于衬离心泵，用缠绕方法衬管道，大型设备的衬里，用模压法衬各种阀门和泵。

①常用氟塑料的性能a．F4树脂的性能悬浮法生产的F4树脂，化工部部颁标准HG2—234—67规定的牌号为'SFX-1'。

F4树脂外观为白色小粉末，粒径150～250μm，表观密度为400～500g/L，压缩比约为4，相对密度为2．1～2．2，烧结温度380℃，分解温度大于400℃，结晶熔点327℃。

315℃左右结晶速度最大，如在此温度下停留太久，制品硬度增加，甚至变脆。

如果从327℃以上迅速冷却到260℃以下，制品结晶甚少，260℃以下结晶速度极低。

因此F4在250℃以下使用，不用担心制品结晶增加而变脆。

非晶压玻璃化温度约-120℃。

F4的摩擦系数很低，只有0．04，相当于冰块间摩擦，布氏硬度3～4kgf／mm2(1kgf／mm2=0．98kPa)；伸长率250％～300％；拉伸强度不小于20MPa，比热容0．25cal/(g·℃)(1cal=4．2J)，导热系数0.26W／(m·K)热膨胀系数很大，比钢铁大10多倍，而且是马鞍形变化。

-50～0℃为1．13×10-4/℃；0～50℃为1．23×10-4/℃；50～100℃为1．14×10-4/℃；100～150℃为1．36×10-4/℃；150～200℃为1．69×lO-4/℃；200～250℃为2．61×10-4/℃。

b．F3树脂即聚三氟氯乙烯树脂，有粉料和粒抖。

成型后相对密度为2．08～2．16，收缩率为1％～1.5％，压缩比粉料为4～4．7，粒料为2．5～2．8，熔融温度为260～280℃，分解温度为300℃以上，结晶熔点为210℃左右。

195℃时结晶速度最大(结晶敏感区)，随着温度降低，结晶速度迅速下降，到120℃以下，已变得很小，50℃为玻璃化温度非结晶区。

F3制品的性能受结晶度的影响极大。

若结晶度低(40％以下)，制品透明度好，比较柔软(布氏硬度9～10kgf／mm2)，不易开裂，抗冲强度高约60kgf·cm／cm2，甚至高达100～120kgf·cm/cm2；反之，制品透明度差，性硬而脆(布氏硬度12～13kgf／mm2 )，易开裂，抗冲击强度低至4～6kgf·cm／cm2。

使用温度为-50～+120℃。

F3树脂失强温度一般在240～300℃之间，增长率为50％～100％。

压制衬里阀门用的失强温度要选用280～300℃，伸长率必须大于80％。

c.F23-19树脂即三氟氯乙烯和偏氟乙烯共聚物，有粉料和粒料两种，制品相对密度2．02，物理力学性能与耐腐蚀性能与F3树脂极为相似，硬度(布氏硬度)7.8～8．0kgf/mm2，分解温度300～310℃，失强温度290～300t，但伸长率高达200％～250％，结晶速度低。

因此压制性脂十分好，制品不易开裂。

使用温度120℃。

d.F46树脂即聚全氟乙丙烯，是一种结晶高聚物，有粒料与粉料两种，它的结晶熔点为265℃，380℃以上热稳定性急剧下降，超过400℃发生分解，玻璃化温度在65～70℃以下。

热加工塑化温度范围宽，在300～350℃均可，这比F4，F3和F23-19几种氟塑料都好。

F46密度为2．14～2．17g／cm3，硬度(洛氏)R25，热膨胀系数(25～250℃时)为1．96×10-4 /℃，拉伸强度20～25MPa，伸长率为250％～300％，模压收缩率一般为2％～4％。

②聚四氟乙烯衬里管道其工序示意如下(缠绕法)：摸压法制成F4棒→F4薄带车制→F4薄带缠绕→烧结→冷却→F4衬钢管。

将F4树脂粉用模压法制成棒材φ100mm以上，车削成薄窄带，作缠绕法衬里钢管道用。

a．F4模压工艺条件F4粉20#过筛一次加入钢模中，不许捣压。

进行压制，用20．0～30．OMPa压力压实。

保压5min，降压缓慢，防止回弹产生裂纹。

坯料冷压脱模后，放在烧结炉的转盘上烧结。

炉内必须有热空气循环，温度均匀，温差±5℃。

烧结炉内温度从室温到327℃(结晶转变温度)，其控制方法如下。

温度控制方法温度控制方法室温～327℃升温速度30～40/h380～327℃降温速度40～60/h327℃保温1h327℃保温1h327～380℃升温速度20～30/h327℃～室温冷却速度30～40/h380℃保温2h，棒料全部呈半透明状悬浮法F4粉料表观密度为0．4～0．5g／cm3；在20～30MPa压力压制后密度为1．83g／cm3。

烧结后F4密度为2．17g／cm3。

达不到上述值，说明制品中有空隙。

b．模具设计应注意的问题。

(a)模腔容积为坯料体积的5倍，一次将粉料加完。

(b)烧结后预制件收缩率3％～5％，有时高达5％～10％。

(c)模具间隙要求不严，以使空气易逸出面粉料不会挤出为准。

(d)模具可用中碳钢，内部粗糙度，最好镀0.05～O．08mm的硬铬。

③F4薄带车制用一般车床削成薄带，厚度0．1mm为宜，宽度15～25mm，衬大设备可更宽一些。

用缠绕法制成F4塑料坯管，作衬钢管用。

用厚度0．1mm、宽度15～25mm的F4沿一个方向缠绕，搭接宽度50％，来回缠绕5次达1mm厚度，作钢管内衬。

用0．1～0．15玻璃带，宽15～30mm缠绕3～4层。

缠绕方向同凡带。

如图4—24所示。

放炉中烧结，若用远红外炉烧结，距热源50mm左右，炉内20kW左右电炉丝加热450℃以上。

烧结温度为(380±5)℃，F4达到塑化温度烧结在一起。

妒内自然冷却至200℃取出脱模。

投入水池中冷却，解下玻璃带取出F4管。

F4管翻边，模具用钢制镀铬或用1Crl8Ni9Ti制成。

将F4管两端加热，热源用盐浴加热，其盐浴配方为45％NaNO3+55％KNO3混合盐浴。

熔点226℃，最高可加热600℃。

翻边控制温度400℃左右。

将F4管一端放放400℃盐浴中1～2s，呈半透明，取出速插入锥形扩口模具中，再插入直边定型模具定型。

④F4管质量检查a．内衬用F4管质量外观内壁平整、光滑，洁白，不得有裂纹。

b．水压检查不同直径管件水压试验条件如下。

DN25～50mm0．3MPaDNl25～200mm0．1MPaDN65～100mm0．2MPaDN250～300mm0．05MPa保压10min，观察是否变形、凸鼓、渗漏或冒汗等。

c．高频电火花检测有无微孔裂痕F4衬钢管、铸钢管、玻璃钢管DN25～300mm。

钢管厚度为2mm，钢管内表面喷砂处理。

玻璃钢管壁厚3～8mm。

⑤用松衬法衬F4管道、弯头、三通、四通先将F4管一端翻边，套上2mm厚的石棉橡胶垫圈，然后入钢管内，另一端再套上2mm厚的石棉橡胶垫圈，再翻边，用法兰面压紧热定型，使表面平整贴合法兰上。

如图4-25所示。

F4内衬里管道公称直径DN25～300mm，长度2m，还可衬φ600mm以下的F4衬里管道。

⑥F4衬里管道主要技术指标a．F4内衬厚度DN25～125mm时，内衬厚(1．2±0．2)mm；DNl50～300mm时，内衬厚(1．4±0．2)mm。

b.F4内衬强度抗拉强度≥18MPa；相对伸长率≥200％。

c．使用温度钢衬F4管道在-20～200℃时，其公称压力与管法兰标准相一致。

-20℃以下外套需配用相应的耐低温钢管(F4内衬管温度范围为-195～250℃)。

玻璃钢衬F4管道常温-150℃(150℃时，常压)下使用。

d.量高使用压力钢衬F4管道，1．6MPa；玻璃钢衬F4管道，0．6MPa⑦氟塑料衬里管道的应用F4衬里主要应用于耐高温、高压、强腐蚀介质的场合。

a.上海金山石化总厂用F4松套衬里防腐管道应用实例。

介质中含溴，原用无缝钢管及配件，使用寿命只有1～2个月，钢管即变形或穿孔。

改用F4 内衬钢管后，使用一年以上未发现腐蚀。

b.某化工厂在介质为100％苯、次氯酸和盘酸的'666'氯化液中使用F4内衬钢管后，使用一年以上未发现腐蚀。

c．湖南株洲化学工业集团公司设计院在氢氪酸装置中使用F4 衬里管道，温度为200℃，使用效果良好。

在粗馏塔釜的塔节上衬F4，收到一定效果。

d．太原钢铁公司第七轧钢厂酸洗槽，采用带金属网格的F4衬里槽体、加热器、管道使用效果良好。

e．北京化工厂氧氯化车间从原联邦德国引进的生产氯乙烯单阵装置中，有分离残液生成副产品盐酸的管道。

原设计使用改性聚丙烯管道，由于露天操作，管道易老化、破裂，经常发生问题停车。

改用几管道后，使用一年未出现腐蚀，正常使用。

F46系由四氟乙烯(F4)与六氟丙烯(F6)共聚而成。

F46相对密度为2．14～2．17，熔点为288℃(F6共聚物15％～16％)，使用温度-85～+205℃，化学稳定性与F4相似。

a．上海塑料研究院用F46衬钢管，可翻边。

在苛刻条件下输送腐蚀性的气体和液体，十分可靠。

b．上海树脂厂氯甲醚生产中腐蚀严重，对人身危害严重。