四氟材质及钢衬四氟管件制作工艺详解

    衬四氟乙烯（英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]）,被美誉为/俗称“塑料王”，中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）。 

衬四氟管件是以普通碳素钢管作为基体，内衬化学稳定性优良的热塑性聚四氟乙烯（英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]）塑料，经特定的工艺加工而成。它既有钢管的机械性能，又有四氟塑料的高耐腐蚀，缓结垢，不易生长微生物的特点，是输送强酸、强碱、工业盐及有强烈腐蚀性气体等介质的理想管道。  

★ 钢衬聚四氟管产品性能

性能：介质工作-100℃~-250℃
介质工作压力：正压：-2.5MPa，常温下耐负压70KPa
耐腐蚀性：钢聚四氟乙烯类复合管，除熔融金属锂、钾、钠、三氟化氯、高温下的三氟化氧、高流速的液氟外，它几乎可以抵抗所有化学介质，包括浓硝酸和王水的腐蚀，它可以长期在230℃-250℃温度下工作。钢聚偏氟乙烯类或其它偏氟乙烯类复合管，对卤素、卤代烃、强氧化剂、沸酸、碱、多种有机溶剂都有良好的耐蚀性，但不耐发烟硫酸、浓热硫酸和硝酸、90℃以上的酮、酯、胺类以及高温磺化剂腐蚀。 

聚四氟乙烯（F4）的耐腐蚀性能参数表

★ 钢衬聚四氟管产品优势

耐高温——使用工作温度达250℃。

耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5%的伸长率。

耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。

耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。

高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。

不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。

无毒害——对生物无毒性

★ 钢衬聚四氟管产品应用
适用于高温下强烈腐蚀性气体和液体，其它类型钢塑复合管和金属管不适输送介质，钢聚四氟乙烯复。合管均适用，钢聚偏氟类复合管适用的输送工作温度在-40℃~+150℃的腐蚀性介质。
本公司钢衬四氟复合管，采用正宗紧衬工艺，耐负压耐真空，一次成型无接缝，平整坚固，不凹面。结合永不脱落。广泛应用于电力、化工、石化制品、环保等行业。

★ 钢衬聚四氟管产品工艺简介

一、四氟乙烯(PTFE)-钠萘溶液处理粘接法

     聚四氟乙烯(PTFE)-钠萘溶液处理粘接法：钠萘溶液处理含氟材料，主要是通过腐蚀液与PTFE塑料发生化学反应，扯掉材料表面上的部分氟原子，这样就在表面上留下了碳化层和某些极性基团。 　　

     钠萘溶液处理含氟材料，主要是通过腐蚀液与PTFE塑料发生化学反应，扯掉材料表面上的部分氟原子，这样就在表面上留下了碳化层和某些极性基团。红外光谱表明，表面引入羟基、羰基和不饱和键等极性基团，这些基团能使表面能增大，接触角变小，润湿性提高，由难粘变为可粘。这是目前研究的所有方法中效果较好，也是比较常用的方法。一般用钠萘四氢呋喃作为腐蚀液。处理粘接步骤如下： 　　

(1)处理液配制：将一定量的金属钠加入到四氢呋喃与萘的溶液中，其中金属钠的质量分数控制在3％~5％，在室温下搅拌约2h，直至溶液颜色呈现深褐色或黑色即可；

(2)将待处理的PTFE工件浸入到该溶液中约5~10min，取出再用丙酮溶液浸泡3~5 min； 　　 

(3)从丙酮溶液中取出工件，用清水漂洗干净后置于阴暗处自然干燥；

(4)选择环氧树脂、有机硅或聚氨酯做粘合剂，均匀涂于处理过的待粘接表面并立即粘接，于24~30℃下静置24h后即可粘接牢靠。 　　

二、钢衬聚四氟直管俗称松衬管。 

　此工艺采用PTFE棒材车削成的薄膜，缠绕烧结成形。适用于常压、正压的输送管路（如三废处理管路等），不宜用于有负荷的管路（如泵进、出口处及由落差或突然冷却等能产生负压的管路）。 聚四氟乙烯衬里管道工艺之缠绕管松衬法具体工艺为：将模压生产的四氟棒料，用车床切削成薄带，用手工或机械的方法将四氟薄带缠绕在预先设计好尺寸的模具上，达到要求的厚度后，再在其外用同样方法缠上三到四层无碱玻璃丝带，最外层用铁丝扎紧，然后送入烧结炉成型，烧结后取出用水冷却，然后用手工或机械方法脱模，再套入钢管，翻边后即完成。

缠绕管是最初生产较多应用较广的一种，聚四氟乙烯这种管子生产时，自由度大，可以从小口径到大口径（可达Φ 2000mm以上），该管用车削薄膜缠绕后，烧结而成，其整体性和均匀性与缠绕时的张力、薄膜的厚度、薄膜表面的洁净程度、烧结时的温度、时间等因素有关，较难掌握。由于缠绕层数多，工艺上难以控制，烧结后整体性和均匀性很难保证。因此，缠绕管最大壁厚不超过3mm，其生产过程较多，控制欠严密，加工方法以手工为主聚四氟乙烯，质量不稳定，缺乏有力的检测手段，且这种缠绕管松衬的管子壁簿，在负压和温差波动大时，管道易抽瘪和法兰翻边部位易断裂等缺陷。

★内衬PTFE管道、管配件的钢管、法兰选用要求

 1.管道采用国家标准无逢钢管，因工艺要求，衬里面的管子有效通径小于钢管的公称径，

    设计者及用户进行必要的有效流量标准后确定钢管的通径。

 2. 法兰可根据用户需要按HG、GB、JB、ANSI、JIS、BS、DIN等国家标准，可以是锻

     造，也可由合同确定，因密封面加工工艺建议选用板式平焊法兰、带颈平焊法兰。密

 封面均为平面密封型式，为了便于管路安装，可为用户提供平焊环活动法兰。

★内衬PTFE衬里层试验、检验及使用范围

 1.管道及管配件均以1.5倍设计压力进行水压试验后.

 2.凡涉及内衬PTFE衬里层经水压试验后,100%地进行完好性检验,其泄漏点检验方法采

      用电火花测试.

   3. 使用范围

 a.使用温度-20~200℃

   b.使用压力≤2.5Mpa

   c.允许负压 DN≤250mm为-0.09Mpa、DN＞250mm为-0.08Mpa

   d.可输送任意浓度的强酸、强碱、有机溶剂、强氧化剂、有毒、易挥发、易燃的化学

        介质。

三、俗称内缠钢丝紧衬管。 

      制造工艺：先将若干层PTFE薄膜缠绕在模具上，再将钢丝（0.5-1mm）螺旋形地缠绕在PTFE薄膜上，后在钢丝外面再缠绕若干层PTFE薄，最后放在炉中绕结成形。用这种工艺制作的PTFE衬里管，内壁光滑，外壁由于钢丝的体积及其外弹力量，形成螺旋形线波纹。将它衬入钢管内，并在PTFE衬里管，并在PTFE衬里管外壁与钢管内壁之间的空隙处灌满填充树脂（非出残留空气）。这种填充树脂能与钢管紧密粘结在一起。同时，它能紧紧地包裹在螺旋形的PTFE衬管外壁上。填充树脂固化后，就形成了与衬里外壁波纹相咬合的螺旋形波纹。这种结构，类似于螺母与螺栓的结合。它一方面能使PTFE衬里的热胀冷缩得到有效的限制和补偿；另一方面，利用钢丝的刚度明显地提高PTFE衬里耐负压的能力。 　　四、俗称推（挤）压衬里直管，系90年代发达国家普遍采用的管道。 

制造工艺：首先采用进口PTFE粉末，推（挤）压成管子，然后将它强行拉入无缝钢管（衬管外径略大于钢管内径1.5-2mm），形成无间隙紧衬。为了消除压力，将它放在炉中，加温至180oC进行恒温处理，使之适应在180℃以下的温度中使用。同时，推（挤）压管的轴向抗拉强度比缠绕管明显要好。此管道具有理想的耐正、负压能力。

五、粉末模压法衬里工艺 

 F4粉末模压法衬里是一种等体、等压、等温的制造工艺，历经了挤压管（松衬、紧衬）、PTFE带缠绕、以及PTFE缠绕内加钢丝、加钢网等的工艺演变，迄今为止F4粉末模压法衬里技术是F4衬里最新的第五代产品，可在更高正负压、高温、强腐蚀的条件下使用，在温度200℃和真空为0.096MPa以下，骤冷骤热或冷热交替操作，不会使聚四氟乙烯基层脱落、起鼓吸瘪、膨胀变形，从而起到了钢氟等体化。