氟塑料衬里管件衬里成型工艺

本文节选自 《氟塑料衬里阀门》（黄锐、胡远银、钱知勉 主编）

    氟塑料衬里管件衬里成型工艺与氟塑料衬里阀门衬里成型工艺有相同的地方，也有不同的地方。就成型工艺而言，氟塑料衬里管件的方法要多一些。

    1、模压衬里工艺

    这种工艺方法与阀门衬里工艺方法相同（图19-25）。衬里材料主要是聚全氟乙丙（FEP）与可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）。模具简单，主要用来生产短直管、弯管、三通管、四通管、异径管等。产品质量易保证，外型美观，但生产效率低，成本高。

    2、聚四氟乙烯（PTFE）松衬直管工艺

    聚四氟乙烯衬里管道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，此工艺在上世纪八十年代流行,，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，质量不稳定，缺乏有效的检测手段，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。
    （1）聚四氟乙烯（PTFE）推（挤）压紧衬直管工艺
    此工艺在上世纪九十年代工业发达国家普遍采用的衬管工艺。该工艺的原理是四氟塑料具有很好的延展性，利用此特性可在机械作用下冷拉，通过热成型翻边。首先采用聚四氟乙烯  （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1.5～2毫米），形成无间隙紧衬。然后加热翻边，推（挤）压管的轴向抗拉强度比缠绕管明显要好,此管道内壁光滑平整,结构紧密,能耐正压和负压,且施工方便,生产效率高，是生产企业普遍采用的衬管方法。但其通径受加工设备影响，直径较小，一般为Φ 300mm 以下的直管。
    （2）聚四氟乙烯（PTFE）等压成型衬里工艺
    聚四氟乙烯（PTFE）等压成型衬里工艺是指加工工件所有衬里部位的内外壁在同等压差条件下达到衬里效果的一种成型方法。 具体工艺为：将聚四氟乙烯树脂粉末均匀而疏松地填放在橡皮袋与管件器壁之间，然后在橡皮袋内施加液压（通常为水），使橡皮袋向器壁扩张，利用橡皮袋传递压力，水作加压介质，使橡皮袋与管件、器壁之间的聚四氟乙烯均匀地受压，将F4 树脂压实而成预制件。取出后脱出椽胶模具，将等压完工的管件放入烘炉内烧结成型，出炉冷却后得到衬里管件制品。 这种采用一次性整体成型的衬里层，其质量受到原料、工艺的影响很大。
    聚四氟乙烯（PTFE）等压成型衬里工艺比较复杂，要求员工有一定技术水平和工作经验。这种方法的优点是解决了几何形状复杂的管件工艺成型问题，由于整体粉末等压成型，因而与金属管件内壁紧贴在一起，能承受一定的负压。弥补了现有衬管工艺的局限性，拓展了同类衬里管件与阀门的使用温度与介质。
    （3）乙烯与四氟乙烯共聚物（ETFE）三维滚塑成型衬里工艺
    由于乙烯与四氟乙烯共聚物（ETFE）具有与金属表面良好的附着力,利用这一特性，发明了三维滚塑成型衬里工艺。
    三维滚塑成型衬里工艺是把高流动性的氟塑料热塑性树脂粉末放在一个空的模子里，加热工件，同时使模子绕自转轴和公转轴旋转，这样，工件内表面就涂上了一层均匀的熔融树脂。利用三维旋转成型方法可以生产厚度均匀的无缝衬里,不论是衬里管件,还是衬里阀门都可用此工艺生产。与其他衬里成型工艺相比具有如下优点：
    ①不管衬里管件与衬里阀门型腔的形状有多复杂，通过双轴三维旋转系统也可将熔融状态下的氟塑料树脂到达工件需要衬里的每个部分，从而使工件有一层均匀的无缝衬里。而一般传统衬里方法很难达到。
    ②可提供不同厚度的等壁衬里。传统成型方法不论是模压、注塑、挤出、还是缠绕成型方法，不能进行不同壁厚的衬里加工，而在三维旋转滚塑成型工艺中，只要根据衬里厚度所需的要求即可一次成型。
    ③由于三维旋转滚塑成型在整个工艺过程中没有对衬里物料施加外力，工件在成型过程中残留的应力非常有限，避免了产品在使用过程中产生局部开裂，提高了产品质量。
    ④高粘性的衬里。三维旋转滚塑成型工艺是使物料灰熔融状态下直接涂覆到工件上，这样使它具有很高的抗撕裂强度，即使在高负压下，衬里层也不会脱落。此工艺非常适于制作重要的氟塑料衬里阀门管件。但ETFE塑料树脂价格昂贵，生产成本高。