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 隨著現(xiàn)代石油化工工業(yè)的快速發(fā)展，帶動了襯里閥門的發(fā)展，較早生產(chǎn)的襯橡膠和搪瓷閥門已不能滿足日新月異的工業(yè)需要，因此出現(xiàn)了各種材料的襯里閥門，其中襯鐵氟龍閥門已成為現(xiàn)代石油和化工工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的閥門品種之一。

一、襯鐵氟龍閥門材質(zhì)分析

鐵氟龍是性能優(yōu)越的熱塑性材料，典型的聚四氟乙烯(PTFE)材料具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性，可長期在一195～200℃范圍內(nèi)使用。其低摩擦性和自潤滑性非常好，還具有優(yōu)良的電絕緣性和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐各種強酸、強堿和強氧化劑的腐蝕。由于鐵氟龍具有這些優(yōu)異特性，所以特別適合做耐腐蝕性強的閥門材料，已部分替代昂貴的哈氏合金和鈦合金材料。鐵氟龍的抗拉強度和硬度相對較低，不適宜單獨做閥門殼體材料，所以通常作為襯里材料。襯鐵氟龍閥門的外殼材料一般有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、不銹鋼、銅合金和鋁合金等�；诣T鐵由于機械強度低，容易碎裂，現(xiàn)在使用較少。

二、襯鐵氟龍閥門設(shè)計

1.襯鐵氟龍閥門技術(shù)執(zhí)行標準

襯鐵氟龍閥門的設(shè)計壓力一般為PN<2.0MPa(150Lb)，其使用溫度應(yīng)根據(jù)殼體材料和鐵氟龍的適用溫度綜合確定。一般碳鋼襯鐵氟龍閥門的工作溫度為一29～180℃。各類襯鐵氟龍閥門的公稱通徑可根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)條件而定，襯鐵氟龍閥門的技術(shù)條件可參照相應(yīng)金屬閥門的技術(shù)條件或設(shè)計規(guī)范。如襯鐵氟龍閘閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12234，襯鐵氟龍截止閥和升降式止回閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12235，襯鐵氟龍止回閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12236，襯鐵氟龍球閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12237，襯鐵氟龍蝶閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12238，襯鐵氟龍隔膜閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12239，襯鐵氟龍旋塞閥的技術(shù)要求參照采用GB/T12240。

2.襯鐵氟龍閥門技術(shù)要求

由于襯鐵氟龍閥門有其自身的特點和要求，因此還必須滿足相關(guān)的技術(shù)要求。

(1)閥門殼體的最小壁厚按照GB/T12224標準中的規(guī)定，其壓力等級按1.6MPa或2.0MPa選

(2)法蘭連接襯鐵氟龍閥門的結(jié)構(gòu)長度按GB/T12221的規(guī)定，也可按用戶的要求確定其結(jié)構(gòu)長度。

(3)襯氟塑料閥門的法蘭連接尺寸按GB/T9113.1的規(guī)定或行業(yè)標準的規(guī)定。也可由用戶在訂貨合同中確定。但不得采用焊接連接方式。

(4)襯鐵氟龍閥門通道尺寸可按表3選取，還可根據(jù)用戶要求確定。對于閥門的可掃線性，按用戶要求給予滿足。

(5)襯鐵氟龍閥門的手輪或扳手上使用脫開力矩或軸力所需要的最大力應(yīng)不超過360N。扳手應(yīng)不長于兩倍的閥門結(jié)構(gòu)長度。

(6)如果買方有要求，閥門應(yīng)提供鎖定機構(gòu)。鎖定機構(gòu)應(yīng)設(shè)計為在開啟或關(guān)閉位置鎖定閥門。特別是有毒有害的介質(zhì)上使用的閥門，應(yīng)提供鎖定機構(gòu)，保證使用安全。

(7)配有手動或動力驅(qū)動裝置的閥門應(yīng)提供一個可見的位置指示器以指示關(guān)閉件的開啟和關(guān)閉位置。特別是襯里閘閥和截止閥，位置指示器的作用十分明顯，因為鐵氟龍相對較軟，用力過大容易損壞密封面，減少使用壽命。對于旋塞閥和球閥，其扳手或位置指示器，當閥門在開啟的位置，應(yīng)與管道在一直線上，當閥門在關(guān)閉位置，應(yīng)橫置于管道上。

(8)操作裝置和閥桿加長裝配應(yīng)提供一種防止由閥桿或閥蓋密封泄漏引起的在機構(gòu)中壓力聚集的方法。外部的連接應(yīng)加以密封，例如用墊片或O形圈，以防止外界雜質(zhì)進入機構(gòu)。

(9)驅(qū)動裝置可采用電動、液動、氣動和蝸桿傳動方式。裝置與閥蓋或閥桿加長裝置的連接面應(yīng)設(shè)計成能防止零件的錯誤或不當?shù)难b配。傳動裝置的輸出應(yīng)不超過閥門驅(qū)動鏈的最大載荷能力。

(10)閥桿應(yīng)設(shè)計有防噴出機構(gòu)，以防止在閥桿填料或保護圈卸去后在內(nèi)壓下閥桿噴出。

3.襯鐵氟龍閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(1)常規(guī)閥門的設(shè)計，只需考慮閥門鑄件的鑄造工藝性和結(jié)構(gòu)的合理性，對于襯鐵氟龍閥門，還應(yīng)考慮襯鐵氟龍的模壓工藝性、生產(chǎn)成本和流道暢通等問題。

例如截止閥，其s形的閥門殼體流道設(shè)計(圖1)。在鑄造工藝性上沒有問題，如果是襯鐵氟龍截止閥設(shè)計成這樣的結(jié)構(gòu)，襯鐵氟龍模壓工藝將無法實現(xiàn)。為了滿足襯鐵氟龍模壓的工藝性要求，又符合截止閥的一般性能參數(shù)規(guī)范。此襯鐵氟龍截止閥應(yīng)設(shè)計成如圖2的樣式。

又如球閥的球體與閥桿，蝶閥的蝶板與閥桿，常規(guī)閥門的設(shè)計是分開的(圖3)，如果襯鐵氟龍球閥和蝶閥采用這樣的連接方式，可以達到規(guī)定的襯氟工藝性，但使用過程中常常出現(xiàn)問題。閥桿頭部受力部位在反復(fù)交變受力過程中，容易損壞襯里層，導(dǎo)致襯里層破壞，鋼質(zhì)骨架會受到腐蝕性介質(zhì)的腐蝕而失效。從而縮短閥門使用壽命。所以，在設(shè)計中，通常設(shè)計成整體式(圖4)，實踐證明，閥桿與閾瓣整體式的結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用效果良好。

(2)襯鐵氟龍閥門的內(nèi)部設(shè)計形狀應(yīng)盡量簡潔，要充分考慮模具制造的難易，模壓工藝的合理，制造成本的低廉，并保證介質(zhì)流動順暢，要求襯里面平整，所有轉(zhuǎn)角處呈圓弧過渡，圓弧半徑R≥2mm。

(3)襯鐵氟龍閥門的殼體內(nèi)件如采用焊接方式，其焊縫應(yīng)設(shè)計成連續(xù)焊，并且為對接焊縫。焊縫應(yīng)符合GB/T150的規(guī)定。

(4)法蘭面的襯鐵氟龍應(yīng)設(shè)計成襯滿密封面，并且有扣緊基體的設(shè)計結(jié)構(gòu)，防止脫殼(圖5)，其他方法有粗車螺紋溝槽法及鉆螺紋孔緊固法等。

(5)襯里層厚度不得小于2mm。因為鐵氟龍是高分子材料，具有吸收少量與其接觸的氣體的特性。隨著溫度升高，材料體積膨脹，分子之間空隙增大，滲透吸收就加劇，只有適當增加厚度才能減少滲透。因此，在襯里層設(shè)計時采用增加厚度來彌補這一缺陷，經(jīng)過試驗、研究確定艿≥2mm較為合適。

(6)襯里層的表面應(yīng)當光滑平整，無氣孔、裂紋、夾雜等缺陷。法蘭的翻邊處及其他轉(zhuǎn)角處應(yīng)色澤均勻，無泛白現(xiàn)象。

三.襯鐵氟龍閥門材料選擇

襯里材料必須符合相關(guān)材料標準的規(guī)定，其密度宜選用≥2.16g/cm的鐵氟龍，且不允許有雜質(zhì)存在。目前常用的鐵氟龍有FEP(F46)、PFA、PTFE(F4)和F2等。隨著新型塑料工程材料的不斷出現(xiàn)，將給閥門襯里增添更多的品種。用于食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生級閥門襯里材料，還要求無毒、無菌、無雜質(zhì)及清潔衛(wèi)生的材料，嚴禁使用再生、回收或無牌號的材料。

襯鐵氟龍閥門的連接螺栓應(yīng)選用適合于閥門工況和壓力額定值的螺栓。

四、結(jié)語

還有很多設(shè)計和工藝方法能滿足襯里閥門的特殊要求，如滾塑工藝、噴塑工藝、熱噴涂陶瓷和納米復(fù)合材料等新工藝、新技術(shù)及新材料在閥門襯里上的應(yīng)用，并取得非常好的效果。