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聚四氟乙烯在仪表产品上的应用

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聚四氟乙烯英文名称为Polytetrafluoroethyl-ene,简称PTFE或F4,为全氟化直链高聚物，结构式为-(CF2一CF2)-n,由四氟乙烯单体(TFE)聚合制得。由于PTFE分子中C一F键的键能高且稳定，C一C主链完全被体积较大的氟原子所遮蔽，故其耐化学腐蚀性能极佳，甚至超过贵金属。除全氟烷烃、
全氟氯烷烃能轻微溶胀PT℉E外，只有熔融状态碱金属、三氟化氯、元素氟在高温高压下对其起作用，其它所有介质如酮类、醚类等有机溶剂、浓酸、浓碱、强氧化剂（即使在高温）均不能对它起作用。在诸多防腐蚀材料中，PTFE是目前仪表防腐蚀中应用最多、效果最好的材料之一。
1.仪表防腐常用工艺介绍
PTFE在仪表中的应用形式有内衬和外包；内衬用于仪表内部能够接触到强腐蚀性介质的部位，而外包则用于仪表外部能够接触到强腐蚀性介质的部位。两者的目的都是利用PTFE的强的耐化学腐蚀性，起到保护仪表不受腐蚀性介质的腐蚀。
PTFE内衬技术有松衬和紧衬两种，而外包防腐目前多以缠绕烧结法为主。
1.1内衬工艺
制造内衬的工艺流程如图1所示。实施内衬工艺需注意以下几点：
(1)内衬材料选用车削厚度3mm、宽度1400mm以下的PTFE板材，该板材经2万V高压电扫描无击穿，且板面平整；
(2)将经过检测合格的板材放到事先配好的活化剂溶液中进行单面处理，一般要求活化剂现配现用，经活化处理的板材在两天内使用，以防氧化;
(3)被衬金属面必须平整光滑，松衬金属面上涂防锈漆，内衬筒体应有Φ2~3mm排气孔；
(4)焊接可采用热压法和热风法。热压法选用铝合金做焊刀加热至380士5℃，施压1~2MPa进行热压焊接；而热风法用惰性气体作介质加热至420~480℃使PTFE焊接面熔融，同时将焊条或焊接物压合在一起。由于PTFE分解物有毒，施工现场应强制通风；
(5)内衬材料经焊接、翻边后，必须对其逐点检测（用2万VHD-1型微检测仪测定），并通水加压检漏，无泄漏现象者为合格品。
1.2外包工艺
仪表外包防腐目前以聚四氟乙烯缠绕烧结法居多，该方法简单、易操作、可靠性高，其工艺流程如图2所示。
缠绕烧结工艺需注意以下几点：
(1)缠绕带车削厚度0.1~0.12mm,宽度15一18mm;
(2)在缠绕前将被包的工件表面抛光，并处理干净，两端套紧PTFE防腐套，缠绕PTFE带，缠绕层数以5~8层为宜（特殊要求可适当厚一些，但一般不超过3mm);ZUI后缠绕一层玻璃丝带。缠绕时用力要均匀，防止PTFE带断裂或缠不紧。否则烧结时容易开裂；
(3)烧结在高温炉中进行，烧结时，随着温度的升高，型坯体积发生膨胀，在熔点附近其体积膨胀率高达25%，因而要控制升温速度，若升温过快会导致膨胀不均而产生内应力，使包层变形或开裂；而升温过慢则烧不透，使包层不可靠；冷却可采用空气自然冷却法；
(4)出炉冷却后用高频电火花检测器仔细检查各部位有无极小的砂眼、裂纹或其它缺陷隐患，检查的重点应放在两端，检验合格者为成品。缠绕烧结致密性较好，不易剥落，耐一般冲击，层厚0.05~3mm可选，防腐效果好，经济、可靠。缺点是工件外型要求较高，温度响应滞后约10s(厚1mm)。
聚四氟乙烯用于仪表防腐还有一种方法是喷涂。喷涂具有工艺简单、加工方便快捷、对工件外型要求少、基本无响应滞后等优点。缺点是表面处理要求较高，致密性差，有针孔，易龟裂、剥落，不耐冲击，涂层薄(0.06mm),防腐效果一般。
2.聚四氟乙烯在仪表产品上的实际应用
以一次仪表为基础，以防腐为特色将氟材料应用于一次仪表防腐作为产品创新的融合点，对照各种工艺的优缺点，总结出成型翻边、缠绕烧结、紧衬松衬等加工工艺，并相继推出以PTFE为隔离防腐材料的系列产品，如用于压力测量与控制的衬F4法兰式隔膜不锈钢压力表，用于温度测量与控制的衬F4热电偶、热电阻、双金属温度计，用于流量测量与控制的衬F4流量计，用于物位测量与控制的全衬F,磁翻板液位计、导波雷达液位变送器等，在工程中得到了广泛的应用，很好地解决了强腐蚀性介质中仪表使用的问题。
比如，某公司生产介质为30%的盐酸，起初选用法兰式钽膜片隔膜压力表，平均更换周期为4个月，后来选用本厂衬F4法兰式隔膜不锈钢压力表，膜片用316衬F4,平均更换周期延长至2年；某公司的氢氟酸储槽，由于氢氟酸腐蚀性极强，起初选用进口电容液位计，使用1年即被腐蚀，而采用本厂全
衬F4磁翻板液位计，从2001年9月使用至今性能完好。
3.结语
随着仪表工业的迅猛发展，仪表防腐问题受到普遍的关注。在大量的仪表生产中，由于PTFE具有的独特性能而被广大企业采用，它是目前仪表防腐上应用最多、效果佳的材料之一。聚四氟乙烯必将在各种腐蚀场合有更大的作为。