CN112590092A - 一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺 - Google Patents

一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于管道内衬技术领域，公开了一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，在管道内壁和橡胶袋软模之间填充聚四氟乙烯粉并密封后置于高压釜内，将橡胶袋和高压釜中的水压同等加大至特定高压，橡胶袋扩张把聚四氟乙烯压实，从而在钢管内壁形成均匀紧密的内衬。与传统的模压成型法相比，该等压成型工艺所用设备和模具简单，操作方便，且收率高；加工过程中管道内外所受压力相等，不对钢管造成破坏；各处相等的高压致使衬里均匀密实，收缩率低。具体工艺流程包括：A、钢管内表面处理，B、装入橡胶袋软模，C、加聚四氟乙烯粉料，D、密封，E、置于高压釜内注水加压，F、卸压取件，G、脱除橡胶袋软模，H、烧结，I、去内充。

Description

一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺
技术领域
本发明涉及管道内衬的技术领域，具体为一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺。
背景技术
钢制管道广泛用于化工、石油、医药等相关行业，而在实际应用中，由于管道输运的通常是具有腐蚀性的物质，尤其是强酸性和强碱性质，钢管会受到严重腐蚀，极大缩短其使用寿命。聚四氟乙烯具有高度的化学惰性，与氢氟酸、浓盐酸、硝酸、浓硫酸以及沸腾的氢氧化钠溶液等强腐蚀介质都不发生反应，可在-60 ～ 260 ℃的温度下长期工作，广泛用作化工设备及配件耐蚀内衬材料。内衬聚四氟乙烯钢管在运输强腐蚀性介质发挥了重要作用，在化工领域具有十分巨大的应用价值。
传统的管道衬聚四氟乙烯的成型技术主要有缠绕法、模压法等。缠绕法工艺操作参数较难控制，制品常有脱管、鼓泡、应力开裂等缺陷，实际使用中，其制品不耐负压，层间易开裂导致渗漏。而传统的四氟模压工艺，由于不同大小的衬里制品需要不同吨位的压机和复杂的模具，导致投资成本高，操作困难大。由于聚四氟乙烯粉料压力传递困难，模压制品壁厚不宜过小，对于长径比较大的管道制品，往往会由于受压不均匀而出现松紧不一现象，导致制品报废。此外，由于碳钢壳体承压强度低，成型水压都控制在8 ~ 15 MPa，导致衬里压制不够紧密，收缩率大，也容易出现脱管和鼓泡等问题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，该管道聚四氟乙烯内衬等压成型制备工艺，实现高品质内衬制品加工，弥补目前国内常用的缠绕法、模压法等成型方法在制作管道聚四氟乙烯内衬上存在的不足，从而提高我国聚四氟乙烯制品的技术水平，节约生产成本。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，所述制备工艺包括以下几个操作流程：
A、钢管内表面处理：首先对管道内表面进行除油、除锈处理，采用喷砂处理方式使钢管内除锈级别达到Sa2 ~ Sa3级。
B、装入橡胶袋软模：在管道内装入橡胶袋软模，橡胶袋与管道之间留有10 ~ 18mm的均匀间隙。
C、加聚四氟乙烯粉料：将聚四氟乙烯粉加入橡胶袋和管道之间的空隙，填充均匀，形成聚四氟乙烯层。
D、密封：放入压料圈和端盖，用螺栓固紧，将管道密封严实。
E、置于高压釜内注水加压：将密封好的管道置于高压釜中，将高压釜密闭后，通过注水口将水压加至25 ~30 MPa，并保压10 ~ 30 秒。
F、卸压取件：放出高压水，将管道工件从高压釜中取出。
G、脱除橡胶袋软模：卸下螺母，将端盖、压料圈取下，抽出橡胶袋软模。
H、烧结：将上述得到的钢衬聚四氟乙烯预制品填充膨胀粉后密封，置于烧结炉中烧结，温度为360 ~ 375 °C，保温7 ~ 10个小时后冷却。
I、去内充：待温度冷却至室温，将管道工件取出，去除填充料，修整毛刺，即可。
优选的，所述聚四氟乙烯为分散聚四氟乙烯粉，粒度为300 ~ 800 μm。
优选的，所述管道为普通碳钢材质。
优选的，所述橡胶袋软模的材质为天然橡胶，厚度为2 ~ 3 mm。
优选的，所述步骤E中在注水加压过程中，向橡胶袋和高压釜中同步加压，使管道内外壁压力相等，受力抵消。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是 ：
1、该管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，采用等压成型法制作管道聚四氟乙烯内衬，所需设备和模具简单，只需要高压水泵、高压釜和橡胶袋软模即可完成。与传统常用的缠绕法和模压法相比，操作简单，投产块，节约原料。
2、该管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，由于采用等压成型法制作聚四氟乙烯制品，在橡胶袋与管道内壁间的聚四氟乙烯树脂粉料可均匀地有规则地受压，所得制品均匀，表面光滑，不容易出现缺陷或者鼓泡问题。
3、该管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，由于采用管道内外同等加压的方式进行聚四氟乙烯的压制，钢管在釜内的内、外壁均受到相等的高压，使钢管受力相抵消，承力不大，不被破坏。普通模压法，由于碳钢壳体承压强度低，成型压力都控制在8 ~15MPa，导致衬里压制不够紧密，收缩率大，易出现脱管和鼓泡等问题。相比之下，等压法的压力控制在25~ 30 MPa，聚四氟乙烯粉在高压下被压制得更密实，强度高，且在烧结过程中的收缩率小，抗渗透更强，在高压或负压环境中服役性能好。
附图说明
图1为本发明管道聚四氟乙烯内衬等压制作结构图。
图中：1钢管、2橡胶袋软模、3聚四氟乙烯粉层、4压料圈、5端盖、6注水口。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的工艺流程具体的说明。
实施例1：参考附图，管道聚四氟乙烯内衬制备工艺，具体操作流程如下：
A、钢管内表面处理：首先对管道1内表面进行除油、除锈处理，采用喷砂处理方式使钢管内除锈级别达到Sa2级；
B、装入橡胶袋软模：在管道内装入橡胶袋软模2，橡胶袋厚度3 mm，橡胶袋与管道之间留有16 mm的均匀间隙；
C、加聚四氟乙烯粉料：将粒度为700 μm的聚四氟乙烯粉加入橡胶袋和管道之间的空隙，填充均匀，形成聚四氟乙烯层3；
D、密封：放入压料圈4和端盖5，用螺栓固紧，将管道密封严实；
E、置于高压釜内注水加压：将密封好的管道置于高压釜中，将高压釜密闭后，通过注水口将水压加至30 MPa，并保压10秒；
F、卸压取件：放出高压水，将管道工件从高压釜中取出；
G、脱除橡胶袋软模：卸下螺母，将端盖5、压料圈4取下，抽出橡胶袋软模2；
H、烧结：将上述得到的钢衬聚四氟乙烯预制品填充膨胀粉后密封，置于烧结炉中烧结，温度为365 °C，保温10个小时后自然冷却；
I、去内充：待温度冷却至室温，将管道工件取出，去除填充料，修整毛刺，即可。
实施例2：参考附图，管道聚四氟乙烯内衬制备工艺，具体操作流程如下：
A、钢管内表面处理：首先对管道1内表面进行除油、除锈处理，采用喷砂处理方式使钢管内除锈级别达到Sa2.5级；
B、装入橡胶袋软模：在管道内装入橡胶袋软模2，橡胶袋厚度2 mm，橡胶袋与管道之间留有14 mm的均匀间隙；
C、加聚四氟乙烯粉料：将粒度为500 μm的聚四氟乙烯粉加入橡胶袋和管道之间的空隙，填充均匀，形成聚四氟乙烯层3；
D、密封：放入压料圈4和端盖5，用螺栓固紧，将管道密封严实；
E、置于高压釜内注水加压：将密封好的管道置于高压釜中，将高压釜密闭后，通过注水口将水压加至28 MPa，并保压20秒；
F、卸压取件：放出高压水，将管道工件从高压釜中取出；
G、脱除橡胶袋软模：卸下螺母，将端盖5、压料圈4取下，抽出橡胶袋软模2；
H、烧结：将上述得到的钢衬聚四氟乙烯预制品填充膨胀粉后密封，置于烧结炉中烧结，温度为370 °C，保温9个小时后自然冷却；
I、去内充：待温度冷却至室温，将管道工件取出，去除填充料，修整毛刺，即可。
实施例3：参考附图，管道聚四氟乙烯内衬制备工艺，具体操作流程如下：
A、钢管内表面处理：首先对管道1内表面进行除油、除锈处理，采用喷砂处理方式使钢管内除锈级别达到Sa3级；
B、装入橡胶袋软模：在管道内装入橡胶袋软模2，橡胶袋厚度2 mm，橡胶袋与管道之间留有12 mm的均匀间隙；
C、加聚四氟乙烯粉料：将粒度为300 μm的聚四氟乙烯粉加入橡胶袋和管道之间的空隙，填充均匀，形成聚四氟乙烯层3；
D、密封：放入压料圈4和端盖5，用螺栓固紧，将管道密封严实；
E、置于高压釜内注水加压：将密封好的管道置于高压釜中，将高压釜密闭后，通过注水口将水压加至26 MPa，并保压30秒；
F、卸压取件：放出高压水，将管道工件从高压釜中取出；
G、脱除橡胶袋软模：卸下螺母，将端盖5、压料圈4取下，抽出橡胶袋软模2；
H、烧结：将上述得到的钢衬聚四氟乙烯预制品填充膨胀粉后密封，置于烧结炉中烧结，温度为375 °C，保温8个小时后自然冷却；
I、去内充：待温度冷却至室温，将管道工件取出，去除填充料，修整毛刺，即可。

Claims (5)

1.一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下几个操作流程：
A、钢管内表面处理：首先对管道（1）内表面进行除油、除锈处理，采用喷砂处理方式使钢管内除锈级别达到Sa2 ~ Sa3级；
B、装入橡胶袋软模：在管道内装入橡胶袋软模（2），橡胶袋与管道之间留有10 ~ 18 mm的均匀间隙；
C、加聚四氟乙烯粉料：将聚四氟乙烯粉加入橡胶袋和管道之间的空隙，填充均匀，形成聚四氟乙烯层（3）；
D、密封：放入压料圈（4）和端盖（5），用螺栓固紧，将管道密封严实；
E、置于高压釜内注水加压：将密封好的管道置于高压釜中，将高压釜密闭后，通过注水口将水压加至25 ~30 MPa，并保压10 ~ 30 秒；
F、卸压取件：放出高压水，将管道工件从高压釜中取出；
G、脱除橡胶袋软模：卸下螺母，将端盖（5）、压料圈（4）取下，抽出橡胶袋软模（2）；
H、烧结：将上述得到的钢衬聚四氟乙烯预制品填充膨胀粉后密封，置于烧结炉中烧结，温度为360 ~ 375 °C，保温7 ~ 10个小时后冷却；
I、去内充：待温度冷却至室温，将管道工件取出，去除填充料，修整毛刺，即可。
2.根据权利要求1所述的一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，其特征在于：所述聚四氟乙烯为分散聚四氟乙烯粉，粒度为300 ~ 800 μm。
3.根据权利要求1所述的一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，其特征在于：所述管道（1）为普通碳钢材质。
4.根据权利要求1所述的一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，其特征在于：所述橡胶袋软模（2）的材质为天然橡胶，厚度为2 ~ 3 mm。
5.根据权利要求1所述的一种管道聚四氟乙烯内衬等压制备工艺，其特征在于：所述步骤E中在注水加压过程中，向橡胶袋和高压釜中同步加压，使管道内外壁压力相等，受力抵消。
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