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案例頻道在現代企業生產，尤其是化工企業生產當中，都涉及到相關量的測量與控制問題，比如壓力、溫度、流量、物位等的測量與控制，在這一系列量的測量與控制過程中，相關的各種類型的儀表是不可缺少的。近年來化學工業的迅速發展，使得儀表行業獲得了前所未有的突破，它在企業的生產中的作用越發顯得重要。但同時存在一個不容忽視的問題，那就是在儀表應用過程中，因測量介質強腐蝕而導致泄漏、測量不準確、損壞、停車等一系列問題，更嚴重者可造成生產責任事故，這些都給企業造成了不可彌補的損失。據發達國家的有關統計[1]，在當今工業化國家中每年由腐蝕而造成的經濟損失約占國民經濟總產值的4%。
近年來，儀表防腐問題得到了眾多企業的重視。人們在大量的儀表防腐生產實踐中逐漸探索并積累了許許多多寶貴經驗，比如先后發現的防腐材料就有316、316L、蒙耐而合金、哈氏合金C、鉭、鈦、聚四氟乙烯（PTFE）等。在諸多防腐材料中，PTFE是儀表防腐的首選材料，也是目前應用最多、效果最佳的材料之一。
1． PTFE的性能
PTFE為全氟化直鏈高聚物，結構式為
，由四氟乙烯單體（TFE）聚合制得。其聚合方法包括本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合（亦稱分散聚合）等，生產上應用的主要是懸浮聚合和乳液聚合法。由于PTFE分子中C―F鍵的鍵能高且穩定，C―C主鏈完全被體積較大的氟原子所遮蔽，故其耐化學藥品性極佳，甚至超過貴金屬。表1列出了PTFE與其它常用防腐材料的耐化學藥品性[2，3]。除全氟烷烴、全氟氯烷烴能輕微溶脹PTFE外，只有熔融狀態堿金屬、三氟化氯、元素氟在高溫高壓下使其作用，其它所有介質如酮類、醚類等有機溶劑均不能對它起作用，濃酸、濃堿、強氧化劑即使在高溫時也不能對它起作用。PTFE潤濕性極小，對酸和堿溶劑的吸收率極低，在高溫下長期接觸一般只增重1%左右；PTFE具有良好的熱穩定性，在200℃以上才開始有極微量的裂解產物，在熔點327℃時裂解物也很少，只有到400℃以上裂解速度明顯加快，在475℃以上分解產物有極少量巨毒的全氟異丁烯，因此燒結時一定控制溫度不要超過475℃；PTFE還不受氧、臭氧、紫外光作用，不易老化，即使長期處于260℃高溫環境下其力學性能和化學性能均不發生實質性的變化。另外PTFE耐疲勞性優異，不會出現永久疲勞破壞，即使因疲勞而破壞，仍能保持其形狀的完整性。
表1） PTFE與其它常用防腐材料的耐化學藥品性
但PTFE與其它塑料相比，它的力學性能不是很好，且不耐磨、硬度低、易冷流。在PTFE中加入能經受PTFE燒結溫度（360～380℃）的填充劑，它的力學性能可大為改善，同時能保持PTFE其它優良性能。填充劑的品種有玻璃纖維、金屬、金屬氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖維、聚酰亞胺等[1]。
2. 儀表防腐常用工藝
PTFE的耐化學腐蝕性好，因而在防腐材料上用得最多，應用面很廣。PTFE在儀表防腐中主要應用在內襯和外包兩個方面：內襯用于儀表內部能夠接觸到強腐蝕性介質的部位，而外包則用于儀表外部能夠接觸到強腐蝕性介質的部位。兩者的目的都是利用聚四氟乙烯的強的耐化學腐蝕性，起到保護儀表不受腐蝕性介質腐蝕的作用。
儀表內襯和外包PTFE后防腐效果極佳。PTFE內襯技術有松襯和緊襯兩種；而外包防腐目前多以纏繞燒結法為主。
2.1 內襯工藝流程：
制造內襯的工藝流程如圖1所示。
實施內襯工藝需注意下列幾點：
⑴ 內襯材料選用車削厚度3mm、寬度1400mm 以下的PTFE板材，該板材經2萬V高壓電掃描無擊穿，且板面平整；
⑵ 緊襯需將經過檢測合格的板材放到事先配好的活化劑溶液中進行單面處理，一般要求活化劑現配現用，經活化處理的板材在兩天內使用，以防氧化；
⑶ 被襯金屬面必須平整光滑，松襯金屬面上涂防銹漆，內襯筒體應有ф2~3mm排氣孔；
⑷ 焊接可采用熱壓法和熱風法。熱壓法選用鋁合金做焊刀加熱至(380±5)℃，施壓1~2MPa進行熱壓焊接；而熱風法用惰性氣體作介質加熱至420~480℃ 使PTFE 焊接面熔融，同時將焊條或焊接物壓合在一起。由于PTFE分解物有毒，施工現場應強制通風；
⑸ 內襯材料經焊接、翻邊后，必須對其逐點檢測（用2萬V HD-1型微檢測儀測定），并通水加壓檢漏，無泄漏現象者為合格品。
2.2 外包工藝流程：
儀表外包防腐目前以PTFE纏繞燒結法居多，該方法簡單、易操作、可靠性高，其工藝流程如圖2所示。
纏繞燒結工藝需注意以下幾點：
（1）纏繞帶車削厚度0.1~0.12mm，寬度15~18mm；
（2）在纏繞前應將被包的工件表面拋光，并處理干凈，兩端套緊PTFE防腐套，纏繞PTFE帶，纏繞層數以5~8層為宜(特殊要求可適當厚一些，但一般不會超過3mm)，最后纏繞一層玻璃絲帶。纏繞時用力要均勻，用力太大PTFE帶容易斷裂，而太小則纏不緊，燒結時易開裂；
（3）燒結在高溫爐中進行，隨著溫度的升高，型坯體積發生膨脹，在熔點附近體積膨脹率達25%，因而要控制升溫速度，若升溫過快會導致膨脹不均而產生內應力，使包層變形、開裂；而升溫過慢則燒不透，使包層不可靠；冷卻可采用空氣自然冷卻法。
（4）出爐冷卻后用高頻電火花檢測器仔細檢查各部位有無極小的砂眼、裂紋或其它缺陷隱患，檢查的重點應放在兩端，檢驗合格者為成品。 纏繞燒結致密性較好，不易剝落，耐一般沖擊，層厚0.05~3mm可選，防腐效果好，經濟、可靠。缺點是工件外型要求較高，溫度響應滯后約10s（厚1mm）。
PTFE用于儀表防腐還有一種方法是噴涂。噴涂具有工藝簡單，加工方便快捷，對工件外型要求少，基本無響應滯后等優點。缺點是表面處理要求較高，致密性差，有針孔，易龜裂、剝落，不耐沖擊，涂層薄（0.06mm），防腐效果一般。
3．PTFE在儀表上的實際應用
浙江巨化自動化儀表有限公司（原巨化集團工程公司儀表廠）以一次儀表為基礎，以防腐為特色，緊緊把握住將氟材料應用于一次儀表防腐作為產品創新的融合點，對照各種工藝的優缺點，總結出成型翻邊、纏繞燒結、緊襯松襯等加工工藝，并相繼推出以PTFE為隔離防腐材料的系列產品，如用于壓力測量與控制的襯PTFE法蘭式隔膜不銹鋼壓力表，用于溫度測量與控制的襯PTFE熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計，用于流量測量與控制的襯PTFE流量計，用于物位測量與控制的全襯PTFE磁翻板液位計、導波雷達液位變送器等，在防腐工程中得到了廣泛的應用，很好地解決了強腐蝕性介質中儀表使用的問題。
比如，某公司生產30%的鹽酸，起初選用法蘭式鉭膜片隔膜壓力表，平均更換周期為4個月，后來選用該廠生產的襯PTFE法蘭式隔膜不銹鋼壓力表，膜片用316襯PTFE，平均更換周期延長至2a；某公司氫氟酸儲槽，由于介質為腐蝕性極強的氫氟酸，起初選用進口電容液位計，使用1a被腐蝕，而采用該廠的全襯PTFE磁翻板液位計，從2001年9月使用至今性能仍完好。
4．結語
隨著儀表工業的迅猛發展，儀表防腐問題得到了世界各國的普遍關注。在大量的儀表防腐生產實踐中，由于PTFE具有的獨特性能而被廣大企業采用，它是目前儀表防腐上應用最多、效果最佳的材料之一。隨著科研手段和生產工藝的進步，PTFE必將在儀表防腐上有更大的作為。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號