專利名稱：化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料復(fù)合工藝。具體地說是一種容器內(nèi)襯聚四氟乙烯復(fù)合鋼構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù)：
中，采用聚四氟乙烯材料作為工業(yè)化工設(shè)備或容器內(nèi)襯，取其良好的耐腐蝕性能，深受人們歡迎，但是它屬于熱塑性物質(zhì)，其本身耐壓性能差、膨脹系數(shù)大，具有冷流變性能，具溫度跨度大，故需要控制其蠕變。
目前世界上流行的、以聚四氟乙烯(PTFE)為襯里的防腐蝕容器設(shè)備，包括塔器、反應(yīng)罐、反應(yīng)釜，只能依靠其本身的厚壁來支撐，利用的是襯壁本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，屬于靠襯而非復(fù)合，所以其襯壁容易產(chǎn)生變形而損壞，其導(dǎo)熱性也較差，會影響工作效率，在有負(fù)壓的工作情況下則使用條件更為嚴(yán)酷，壽命更短，因停工更換頻繁而導(dǎo)致成本居高不下。究其原因在于襯里使用的非金屬性質(zhì)的氟材料，與作為殼體的金屬材料之間結(jié)合不好，而其粘貼附著的復(fù)合技術(shù)又一直是懸而未決的一個工藝難題。
德國五德公司、美國杜幫公司、日本大金公司、英國卜內(nèi)門公司日前出品的這類結(jié)構(gòu)設(shè)備產(chǎn)品經(jīng)國內(nèi)廠家如北京化工股份有限公司、北京燕山石化公司、連云港泰樂化學(xué)有限公司、齊魯氯堿廠、咸寧制藥廠、泰州電化廠使用，其使用壽命多在10-100天之間，每臺件價格為5-80萬元不等，生產(chǎn)成本相當(dāng)可觀。
本發(fā)明的目的是要提出一種化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法，旨在解決氟材料與金屬材料構(gòu)件間存在的結(jié)合工藝難題。
本發(fā)明的任務(wù)以下述方式完成該化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征在于它包括下列工藝步驟1)、按設(shè)備內(nèi)腔形狀制作聚四氟乙烯襯里構(gòu)件、組件；2)、結(jié)合表面預(yù)處理金屬構(gòu)件需襯復(fù)部位的內(nèi)表面用有機(jī)溶劑清洗干凈，除去油污和銹跡；聚四氟乙烯襯里構(gòu)件的外表面先作搽鈉處理，然后均涂氟化物結(jié)合劑；3)、組裝裝配成復(fù)合構(gòu)件；
4)、將復(fù)合構(gòu)件裝成密閉式容器，然后充氣加壓，并在安全的溫度和壓力條件下保持1個或一個小時以上，將襯里構(gòu)件緊緊地貼附固定在金屬構(gòu)件的內(nèi)腔壁上。
所說的充氣加壓步驟中，采用水加熱蒸汽和壓縮空氣混合加壓的方法。
所說的充氣加壓步驟中，其腔內(nèi)混合氣壓壓力為1Mpa。
本發(fā)明的工業(yè)化工設(shè)備制品包括反應(yīng)塔、反應(yīng)罐、反應(yīng)釜，在-40℃～+180℃之間，保持-0.1MPa～1.6Mpa的正負(fù)壓狀態(tài)下反復(fù)測試六百余次，結(jié)果未見變形和脫層。其剪切強(qiáng)度達(dá)16Mpa，剝離強(qiáng)度(最大剝離值)＞30N/cm。用料明顯比傳統(tǒng)方法節(jié)省。另外，按試驗(yàn)結(jié)果推算，可以延長工作壽命30～40倍。本方法也適用于制造寬口型容器的氟化物防腐內(nèi)襯施工。
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說明

圖1是本發(fā)明的立式反應(yīng)塔的工藝實(shí)施例示意圖。
圖2是本發(fā)明的臥式反應(yīng)罐的工藝實(shí)施例示意圖。
實(shí)施例1參見圖1所示，該例按整體安裝方式組織工藝實(shí)施。該反應(yīng)塔為柱罐形，分為三部分，上下均設(shè)有封頭，這種封頭形式多樣，多數(shù)為碟形或橢球形封頭，中間為罐體段，組合成反應(yīng)塔，內(nèi)層是聚四氟乙烯(PTFE)的襯里構(gòu)件1，襯靠在金屬的鋼構(gòu)件2的內(nèi)壁上，在上封頭3上，設(shè)有進(jìn)料口5和溫度、壓力的測試接口4、氣(泵)管接入口6，下封頭8上設(shè)有出料口9。上封頭3的進(jìn)料口蓋上還設(shè)電加熱電源接入接點(diǎn)。圖示之中，從進(jìn)料口中間垂掛著一個加溫裝置7，置入水中，用于加熱所儲之水，使之產(chǎn)生水蒸汽，通過其水蒸發(fā)成蒸汽膨脹，增加腔內(nèi)壓力，加上從氣泵管接入口進(jìn)入的壓縮氣體一起，將聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件的壁層壓向金屬構(gòu)件的壁層，在壓力作用下使之復(fù)合。上述加溫裝置也可以和獨(dú)立盛水容器結(jié)合成一體，然后一并置入。
其具體的工藝流程如下→根據(jù)化工設(shè)備的鋼構(gòu)件主體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔壁位置和形狀(包括筒體內(nèi)壁、封頭內(nèi)壁、進(jìn)出料口和測試接口部位)制作相應(yīng)的聚四氟乙烯襯里構(gòu)件1→襯里構(gòu)件外表面搽鈉處理→均涂氟化物結(jié)合劑(本例選化工部晨光化工研究院出品的G-2型粘合劑)
→金屬的鋼構(gòu)件2內(nèi)表面用有機(jī)溶劑清洗干凈→組裝裝配，將聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件1裝入鋼構(gòu)件2的對應(yīng)位置，先將下端封頭用螺栓固緊→在腔體內(nèi)加入適量汽化用水(應(yīng)防止干燒)→安置電加熱器，并置入水中→再將上端封頭用螺栓固緊，使其成為密封性腔體→密封各測試口和進(jìn)料口→接通壓縮氣體氣管→通電加熱汽化，控制加熱時間和腔內(nèi)壓力，使腔內(nèi)溫度達(dá)到300℃，壓力達(dá)到1Mpa，并維持120分鐘，讓其在氣密腔室內(nèi)的壓力下使聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件與鋼構(gòu)件相復(fù)合→冷卻→完成。
實(shí)施例2該例對應(yīng)為圖2所示臥式罐體結(jié)構(gòu)。按照與圖1實(shí)施例相同的工藝過程，根據(jù)容器的鋼構(gòu)件主體結(jié)構(gòu)制作相應(yīng)的聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件；襯里構(gòu)件外表面搽鈉，均涂氟化物結(jié)合劑；在金屬的鋼構(gòu)件2內(nèi)表面用有機(jī)溶劑-丙酮清洗；然后組裝裝配，將聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件1裝入鋼構(gòu)件2的對應(yīng)位置，在腔體內(nèi)加入少量汽化用水；安置電加熱器，用螺栓固緊兩端封頭，使構(gòu)件構(gòu)成可以密封的腔體，加水之后再將加壓容器密封，接通壓縮氣體氣管充氣加壓；同時，通電加熱，使水汽化，控制加熱溫度200℃，腔內(nèi)壓力為1.2Mpa，并維持120分鐘，讓其在充氣腔室內(nèi)的壓力下使聚四氟乙烯(PTFE)襯里構(gòu)件與鋼構(gòu)件相復(fù)合；冷卻后即完成操作。其中加熱溫度控制在氟化物安全溫度之內(nèi)，即明顯低于氟化物熔點(diǎn)溫度，優(yōu)選200-300℃，腔內(nèi)的壓力控制原則上也以安全為度，通常選0.8-1.5Mpa之間。保持時間同樣允許有所變化，但宜控制在1小時以上，優(yōu)選2小時。
上述襯里構(gòu)件和鋼構(gòu)件的復(fù)合可以按整機(jī)狀態(tài)組裝施工，或按分拆部件方式在專門的壓力容器密封室內(nèi)進(jìn)行施工。
權(quán)利要求
1.一種化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征在于它包括下列工藝步驟1)、按設(shè)備內(nèi)腔形狀制作聚四氟乙烯襯里構(gòu)件、組件；2)、結(jié)合表面預(yù)處理金屬構(gòu)件需襯復(fù)聚四氟乙烯構(gòu)件部位的內(nèi)表面用有機(jī)溶劑清洗干凈，除去油污和銹跡；聚四氟乙烯襯里構(gòu)件的外表面先作搽鈉處理，然后均涂氟化物結(jié)合劑；3)、組裝裝配成復(fù)合構(gòu)件；4)、將復(fù)合構(gòu)件裝成密閉式容器，然后充氣加壓，并在安全的溫度和中等壓力條件下保持1個或一個小時以上，將襯里構(gòu)件緊緊地貼附固定在金屬構(gòu)件的內(nèi)腔壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征在于所說的氣密加壓復(fù)合步驟中，采用水加熱蒸汽和壓縮空氣混合加壓的方法。
3.如權(quán)利要求1所述的化工設(shè)備內(nèi)襯氟材料復(fù)合構(gòu)件的制造方法，其特征在于所說的氣密加壓復(fù)合步驟中，其腔內(nèi)混合氣壓壓力為1Mpa。
全文摘要
本發(fā)明給出了化工設(shè)備中氟材料與金屬材料表面結(jié)合的復(fù)合構(gòu)件制造工藝。其工藝步驟包括:制作氟化物襯里構(gòu)件組件;結(jié)合表面的預(yù)處理,即金屬構(gòu)件需復(fù)合內(nèi)襯部位的內(nèi)表面用有機(jī)溶劑清洗干凈,除去油污和銹跡;氟化物襯里構(gòu)件的外表面作搽鈉處理,并均涂氟化物結(jié)合劑;然后對應(yīng)組裝成復(fù)合構(gòu)件;最后進(jìn)行充氣加壓復(fù)合。它解決了現(xiàn)有防腐復(fù)合技術(shù)中的難題,使其設(shè)備壽命延長,成本降低。它適用于各種反應(yīng)塔、反應(yīng)罐、反應(yīng)釜的制造。
文檔編號B01J19/02GK1327875SQ0010849
公開日2001年12月26日 申請日期2000年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者董秀峰 申請人:董秀峰