氟化工生产特性如何？选用什么垫片比较靠谱？
氟化工生产特性如何？选用什么垫片比较靠谱？
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什么是氟化工？
氟化工是指产品分子结构中含氟元素的一种化工子行业，其产品的品种繁多，应用行业广泛。让我们先了解氟化工的相关产品及应用，如下图所示：
萤石（主要成分氟化钙）和氢氟酸是氟化工产品的主要原材料。其氟化工产品主要分为无机氟化物和有机氟化物两大类。
无机氟产品主要是氟化盐和电子级氟化物等，多应用于冶金、玻璃、陶瓷工业等。其中电子级氟化物六氟磷酸锂(LiPF6) 是锂电池电解液的重要组成部分 ，今年因新能源汽车的流行，也逐渐受到更多的关注。
有机氟化物包括制冷剂、含氟聚合物、含氟精细化学品等。其中制冷剂的产值最大，多应用于冰箱、汽车及空调制冷；含氟聚合物行业技术难度高、产品品类丰富的特点，广泛应用于橡胶、塑料、涂料等工业领域；含氟精细化学品主要用作染料、医药及农药等中间体。
目前国内企业的竞争力主要集中在接近原料 的氟产品，有加工深度和技术含量的、附加值高的产品和技术 基本上由国外企业主导。随着工业转型升级，汽车、新能源、环保等行业 对新型制冷剂、含氟精细化学品和高性能氟聚合物等高端氟化工产品的需求加大，将给国内致力于研发生产高端氟化工产品的企业带来新的机遇。
在新机遇下， 氟化工生产中又面临哪些密封难题 ？
1
氟化工生产特性
氟化工生产因具有介质 腐蚀性强、单 体渗透性强 、易爆性 等特征，安全运营是企业最大的问题。例如，在半导体行业中，氢氟酸作为清洗剂和蚀刻剂是该行业的重要原材料之一，但氢氟酸是带有剧烈刺激性气味的氟化氢水溶液，腐蚀性极强，对人体容易造成健康危害，包括：对皮肤有强烈的腐蚀作用，能穿透皮肤向深层渗透，形成坏死和溃疡，且不易治愈；眼接触高浓度氢氟酸可引起角膜穿孔；接触其蒸气，可发生支气管炎、肺炎等；长期接触可发生呼吸道慢性炎症，引起牙周炎、氟骨病等。
2
设备及管道的要求
氟化工生产过程中，因介质的腐蚀性强，所以很多设备或者管道会使用 玻璃钢（FRP）、聚氯乙烯（PVC）或带有内衬（PTFE,PVDF等耐腐蚀材质）的非金属法兰 。这些法兰的特点就是 耐腐蚀性好，但是能够提供的螺栓载荷有限 ，而传统的密封方案是聚四氟乙烯垫片或橡胶垫片，往往因 载 荷力不足 不容易密封紧或者橡胶垫片容易被腐蚀而提前失效。
3
安装不规范
密封件在安装过程中存在操作不规范的现象。如不按照预先设计的扭矩上紧，螺栓螺母未润滑，未使用扭矩扳手，法兰有明显的弯曲变形等，这些都是影响密封件密封效果和使用寿命的关键点。
针对这些密封难题，Garlock为你提供哪些解决方案？
首先，对于 非金属管道或设备法兰 ，其承受的螺栓载荷力有限， 需要选择需要压紧力较小容易密封的垫片 ，此种情况下Garlock推荐GYLON ® 3504、GYLON ® 3545或者GYLON ® EPIX 等产品。
GYLON ® 3504是 添加玻璃微珠 的改性PTFE ，因材质耐中等浓度的酸和碱、补偿性高、密封所需载荷小等优势，大量应用在衬里和非金属法兰。
GYLON ® 3545是 微网格状的纯PTFE ，其成分是100%的纯PTFE，其可耐强酸和强碱，高度可压缩性的结构可提供高补偿性等优势，也大量应用在氟化工领域。
新一代GYLON ® EPIX系列的产品，其有 六边形表面突起形状的专利设计结构 ，具有 低载荷，低泄漏，高补偿 等独特的应用优势，可以显著适用新旧法兰的低泄漏低载荷要求，在氟化工行业的应用也越来越广。
其次， 对于像氢氟酸这种腐蚀性极强且容易渗透的介质，垫片的选型就显得尤为重要。 因其容易渗透，所以需要结构致密的垫片，否则氢氟酸就会慢慢渗入垫片，从而导致垫片失效。 下图为氟化氢结构，1皮米(pm)相当于10 -12 米。
Garlock GYLON ® 3530是一款专为 易渗透 的介质设计的。GYLON ® 3530是在聚四氟乙烯中添加石墨作为填充料，配合Garlock专有的辊压生产工艺从而使得GYLON ® 3530板材 结构致密、孔隙率小且各向同性 。
除了氢氟酸，GYLON ® 3530还适用于单体场合。因为在某些条件下， 小分子的单体可以渗透进入垫片并在垫片内部聚合，导致垫片内部结构膨胀甚至破裂 。同理，单体场合也需要GYLON ® 3530这种结构致密且孔隙率小的垫片。
正确的安装是保证垫片长期有效密封的必要条件。Garlock 除了提供安全耐腐蚀低泄漏的密封材料外，还提供垫片的安装规范操作流程以及扭矩的计算，确保客户在工况中选好用好垫片。
应用案例
背景：某制造企业的 换热器和合金塔器中 ，由于采用氢氟酸作为原料，易腐蚀且渗漏
操作工况：
温度:150℃/-11.5℃
介质:氟碳物/氯/>10%氢氟酸
压力:1.38MPa/FV
最大规格： Φ1455/Φ1405 δ=3.2mm
解决方案：
主要从以下两个方面入手： 1.提高垫片材质的致密度，以阻止小分子的入侵； 2.适当加大对垫片的压应力，通过外力加大垫片的致密度。
Garlock推荐可靠稳定的GYLON ® 3530，其材质为石墨添加后的改性四氟垫片，专有的生产工艺大幅度降低了孔隙率，提高了材料的致密性且不影响抗化学品性。该垫片材料保持很好的压缩回弹，能耐受高浓度氢氟酸和其它强腐蚀性介质。
厂家经过对多种国际知名品牌的垫片做性能对比，最终在项目设计阶段确定使用Garlock GYLON ® 3530，该产品多年来在现场性能稳定，满足整个大修周期无泄漏。
参考文献
1.氢氟酸烧伤.《 CNKI 》 1993 唐洪泰 ，陈玉林.
2.氟化工生产技术 2010 胡伟
3.氢氟酸的中文MSDS 摘自化工网 http://china.chemnet.com
4.氢氟酸的结构 来自维基百科 https://zh.wikipedia.org
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