氟塑料襯里管件襯里成型工藝

本文節(jié)選自 《氟塑料襯里閥門(mén)》（黃銳、胡遠(yuǎn)銀、錢(qián)知勉 主編）

    氟塑料襯里管件襯里成型工藝與氟塑料襯里閥門(mén)襯里成型工藝有相同的地方，也有不同的地方。就成型工藝而言，氟塑料襯里管件的方法要多一些。

    1、模壓襯里工藝

    這種工藝方法與閥門(mén)襯里工藝方法相同（圖19-25）。襯里材料主要是聚全氟乙丙（FEP）與可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）。模具簡(jiǎn)單，主要用來(lái)生產(chǎn)短直管、彎管、三通管、四通管、異徑管等。產(chǎn)品質(zhì)量易保證，外型美觀，但生產(chǎn)效率低，成本高。

    2、聚四氟乙烯（PTFE）松襯直管工藝

    聚四氟乙烯襯里管道纏繞管松襯法具體工藝為：將模壓生產(chǎn)的四氟棒料，用車(chē)床切削成薄帶，用手工或機(jī)械的方法將四氟薄帶纏繞在預(yù)先設(shè)計(jì)好尺寸的模具上，達(dá)到要求的厚度后，再在其外用同樣方法纏上三到四層無(wú)堿玻璃絲帶，最外層用鐵絲扎緊，然后送入燒結(jié)爐成型，燒結(jié)后取出用水冷卻，然后用手工或機(jī)械方法脫模，再套入鋼管，翻邊后即完成。
    纏繞管是最初生產(chǎn)較多，應(yīng)用較廣的一種，此工藝在上世紀(jì)八十年代流行,，這種管子生產(chǎn)時(shí)，自由度大，可以從小口徑到大口徑（可達(dá)Φ 2000mm以上），該管用車(chē)削薄膜纏繞后，燒結(jié)而成，其整體性和均勻性與纏繞時(shí)的張力、薄膜的厚度、薄膜表面的潔凈程度、燒結(jié)時(shí)的溫度、時(shí)間等因素有關(guān)，較難掌握。由于纏繞層數(shù)多，工藝上難以控制，燒結(jié)后整體性和均勻性很難保證。因此，纏繞管最大壁厚不超過(guò)3mm，其生產(chǎn)過(guò)程較多，控制欠嚴(yán)密，加工方法以手工為主，質(zhì)量不穩(wěn)定，缺乏有效的檢測(cè)手段，且這種纏繞管松襯的管子壁簿，在負(fù)壓和溫差波動(dòng)大時(shí)，管道易抽癟和法蘭翻邊部位易斷裂等缺陷。
    （1）聚四氟乙烯（PTFE）推（擠）壓緊襯直管工藝
    此工藝在上世紀(jì)九十年代工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的襯管工藝。該工藝的原理是四氟塑料具有很好的延展性，利用此特性可在機(jī)械作用下冷拉，通過(guò)熱成型翻邊。首先采用聚四氟乙烯  （PTFE）粉末,推（擠）壓成管子,然后將它強(qiáng)行拉入無(wú)縫鋼管（襯管外徑略大于鋼管內(nèi)徑1.5～2毫米），形成無(wú)間隙緊襯。然后加熱翻邊，推（擠）壓管的軸向抗拉強(qiáng)度比纏繞管明顯要好,此管道內(nèi)壁光滑平整,結(jié)構(gòu)緊密,能耐正壓和負(fù)壓,且施工方便,生產(chǎn)效率高，是生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的襯管方法。但其通徑受加工設(shè)備影響，直徑較小，一般為Φ 300mm 以下的直管。
    （2）聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝
    聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝是指加工工件所有襯里部位的內(nèi)外壁在同等壓差條件下達(dá)到襯里效果的一種成型方法。 具體工藝為：將聚四氟乙烯樹(shù)脂粉末均勻而疏松地填放在橡皮袋與管件器壁之間，然后在橡皮袋內(nèi)施加液壓（通常為水），使橡皮袋向器壁擴(kuò)張，利用橡皮袋傳遞壓力，水作加壓介質(zhì)，使橡皮袋與管件、器壁之間的聚四氟乙烯均勻地受壓，將F4 樹(shù)脂壓實(shí)而成預(yù)制件。取出后脫出椽膠模具，將等壓完工的管件放入烘爐內(nèi)燒結(jié)成型，出爐冷卻后得到襯里管件制品。 這種采用一次性整體成型的襯里層，其質(zhì)量受到原料、工藝的影響很大。
    聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝比較復(fù)雜，要求員工有一定技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是解決了幾何形狀復(fù)雜的管件工藝成型問(wèn)題，由于整體粉末等壓成型，因而與金屬管件內(nèi)壁緊貼在一起，能承受一定的負(fù)壓。彌補(bǔ)了現(xiàn)有襯管工藝的局限性，拓展了同類襯里管件與閥門(mén)的使用溫度與介質(zhì)。
    （3）乙烯與四氟乙烯共聚物（ETFE）三維滾塑成型襯里工藝
    由于乙烯與四氟乙烯共聚物（ETFE）具有與金屬表面良好的附著力,利用這一特性，發(fā)明了三維滾塑成型襯里工藝。
    三維滾塑成型襯里工藝是把高流動(dòng)性的氟塑料熱塑性樹(shù)脂粉末放在一個(gè)空的模子里，加熱工件，同時(shí)使模子繞自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這樣，工件內(nèi)表面就涂上了一層均勻的熔融樹(shù)脂。利用三維旋轉(zhuǎn)成型方法可以生產(chǎn)厚度均勻的無(wú)縫襯里,不論是襯里管件,還是襯里閥門(mén)都可用此工藝生產(chǎn)。與其他襯里成型工藝相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
    ①不管襯里管件與襯里閥門(mén)型腔的形狀有多復(fù)雜，通過(guò)雙軸三維旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)也可將熔融狀態(tài)下的氟塑料樹(shù)脂到達(dá)工件需要襯里的每個(gè)部分，從而使工件有一層均勻的無(wú)縫襯里。而一般傳統(tǒng)襯里方法很難達(dá)到。
    ②可提供不同厚度的等壁襯里。傳統(tǒng)成型方法不論是模壓、注塑、擠出、還是纏繞成型方法，不能進(jìn)行不同壁厚的襯里加工，而在三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型工藝中，只要根據(jù)襯里厚度所需的要求即可一次成型。
    ③由于三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型在整個(gè)工藝過(guò)程中沒(méi)有對(duì)襯里物料施加外力，工件在成型過(guò)程中殘留的應(yīng)力非常有限，避免了產(chǎn)品在使用過(guò)程中產(chǎn)生局部開(kāi)裂，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
    ④高粘性的襯里。三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型工藝是使物料灰熔融狀態(tài)下直接涂覆到工件上，這樣使它具有很高的抗撕裂強(qiáng)度，即使在高負(fù)壓下，襯里層也不會(huì)脫落。此工藝非常適于制作重要的氟塑料襯里閥門(mén)管件。但ETFE塑料樹(shù)脂價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高。