一种聚四氟乙烯反应釜内衬的制造方法及其设备与流程

本发明涉及一种化工用设备，尤其是涉及一种用于放置在反应釜内，防止反应釜内强酸、强碱等腐蚀液体对反应釜腐蚀的聚四氟乙烯内衬制造方法及其设备。

背景技术：

反应釜在化学工业中是一种常用的设备，它广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基合金及其它复合材料。但当反应的材料中含有腐蚀性材料，如强酸或强碱，普通金属材料的反应釜就无法使用，对此通常在反应釜的内壁放上一耐腐蚀的圆筒形内衬，使得这些腐蚀性材料不与反应釜体直接接触。目前这些耐腐蚀的筒形内衬，通常是先用聚四氟乙烯悬浮树脂制成粗大的棒料，再通过旋切的方法将棒料车削成长条的板材，再用该板材圈圆，在接缝处通过焊接的方法将它们的两端连接，形成圆筒型的内衬。而焊接所用的焊丝为改性的聚四氟乙烯可融性材料，其强度比聚四氟乙烯悬浮树脂的板材更低，在焊接中还难免存在焊接缺陷，两端的连接强度较低，焊接的可靠性差。另外用聚四氟乙烯悬浮树脂制成的板材本身比较硬，不太容易弯曲变形，因此所圈成的圆筒从形状来讲，并非规整的圆形，在使用中不可能与反应釜内壁完全贴合，尤其是在焊接的接缝位置，在此位置反应釜内衬只能单独承受物料的侧向挤压力，而此位置又是反应釜内衬强度最薄弱的地方，就很容易在焊接的位置出现开裂，而一旦反应釜内衬出现崩裂，泄漏物就可能会造成严重的设备事故甚至危及人身的安全，并且在焊接过程中聚四氟乙烯融化所产出的废气还会对工人带来健康的损害。总之，这种反应釜内衬制造成本高、使用寿命短，通常在2-3年必须要更换内衬，使用的可靠性和安全性差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀，整体性好、强度高、尺寸精确、使用寿命长的聚四氟乙烯反应釜内衬的制造方法及其设备。

为了达到上述技术要求，本发明反应釜内衬的制造方法的特征依次是：

a.原料的筛选和混合

将原料聚四氟乙烯分散树脂过30目的筛子选筛，按重量计将100份的聚四氟乙烯分散树脂和15-25份航空煤油的比例，用搅拌机进行混合，混合时间为30-40分钟,成混合料；

b.烘箱保温

将混合料放入45℃-55℃的烘箱中保温24小时，在加温的状态下让混合料中的航空煤油充分包裹聚四氟乙烯分散树脂并渗透；

c.打坯

将过烘箱后的混合料放在模具中压制成与所制反应釜内衬弧度相近的柱状体坯块，其压缩率为55%-65%，通过模具的压制，挤出混合料中的空气，并为下一步对混合料的挤出作预压缩；

d.通过成型模挤出反应釜内衬

将坯块依次整齐叠放在成型模腔中，通过成型模的挤压，挤出桶形的反应釜内衬，其中成型模的温度为25℃-30℃，反应釜内衬与坯块体积的压缩率为40%-80%；

e.加温脱脂

将挤出的反应釜内衬放入烘箱内，进行热处理，消除反应釜内衬中的油脂并提高聚四氟乙烯分散树脂分子间的结合力，具体的热处理工艺：室温通过2小时的匀速升温到120℃±5℃→保温5小时→通过4小时的匀速升温到320℃±5℃→保温5小时→通过5小时的匀速升温到375℃±5℃→保温8小时→通过2小时的匀速降温到320℃±5℃→通过8小时的匀速降温到室温；

f.检验、成品入库完成制作。

所述挤出反应釜内衬的成型模，它包括立式液压机，油缸固定在上梁上，油缸的活塞杆与活动横梁刚性连接，其特征是：所述的立式液压机固定在机架上面，在上梁上向下连接有芯棒，所述芯棒的上段为小圆柱形，芯棒的下段为也大圆柱形，大圆柱形的外径等于反应釜内衬的内径，小圆柱形到大圆柱形为圆台形连接；在下梁的下表面上固定有圆环形的外模，外模的内径等于反应釜内衬的外径,大圆柱形和圆台形设置在外模中;在活动横梁的下表面上固定有推管，推管的前端面上固定有圆环形的压料板，压料板的内孔与芯棒上小圆柱形的外径相配，压料板的外径与外模的内孔相配，随着活塞杆的伸出，压料板下行，模腔中的坯块逐渐被挤压变形，并从芯棒与外模之间的环形间隙所形成的出料口中挤出，根据高度要求割断后就成圆筒形的反应釜内衬。

所述活动横梁每上下一次，出料口就挤出一件反应釜内衬。

根据上述方案制造的聚四氟乙烯反应釜内衬与传统的反应釜内衬比较其优点是：

(1)抗拉强度和延伸率的物理性能大大提高。经拉伸试验检测，本发明反应釜内衬材料的抗拉强度30mpa、延伸率490%，而用传统的聚四氟乙烯悬浮树脂制成板材的抗拉强度22mpa、延伸率230%，可见该发明材料的抗拉强度比传统材料提高31.8%，延伸率提高113%。由于抗拉强度的提高也提高了反应釜内衬的承压强度，延伸率的大大提高可以在反应釜内衬后续的翻边等加工中不会出现拉断、开裂的情况。

(2)在制作的工艺上采用一次成形，制造工艺简单，产品整体性好，尺寸精确。所制成的反应釜内衬的外径可以与反应釜内径采用较小的间隙配合，在使用中，当反应釜内衬放到反应釜内时，由于反应釜内衬内物料的向外侧向挤压，而反应釜内衬有很好的延伸率，反应釜内衬的外圆可以与反应釜的内壁完全贴合，物料的侧向挤压力可以完全由反应釜本身来承受，内衬的受力状况得到大大改善，不可能出现反应釜内衬崩裂的情况。使用寿命预计是传统反应釜内衬的5倍以上，再也不会发生由于焊接质量问题而引起的反应物质泄漏等安全事故。而聚四氟乙烯悬浮树脂是不能采用挤出的方式成型的。

(3)避免了人工焊接时产生的有害气体对工人健康的损害。

由该技术所制成的聚四氟乙烯反应釜内衬产品彻底解决了现有反应釜内衬及制造中所存在的缺陷，不仅性能好而且使用成本低，解决了化工企业在对反应釜内衬中一直想解决而未成解决的难题，为社会产生了很好的经济效益。

附图说明

图1是坯块的立体图；

图2是反应釜内衬的立体图；

图3是加温脱脂热处理工艺曲线图；

图4是成型模的立体图；

图5是成型模的主视图；

图6是图5中h区域的局部放大图；

图7是在成型模腔中依次叠放坯块后的主视图；

图8是在成型模中挤出反应釜内衬时的状态图。

图中：1、反应釜内衬；2、液压机；3、油缸；4、上梁；5、活塞杆；6、活动横梁；7、机架；8、芯棒；9、下梁；10、外模；11、推管；12、压料板；13、坯块；14、出料口。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步的描述。

聚四氟乙烯反应釜内衬的制造方法依次是：

a.原料筛选和混合

将原料聚四氟乙烯分散树脂过30目的筛子选筛，按重量计将100份的聚四氟乙烯分散树脂和15-25份航空煤油的比例，用搅拌机进行混合，混合时间为30-40分钟,成混合料；

b.烘箱保温

将混合料放入45℃-55℃的烘箱中保温24小时，在加温的状态下让混合料中的油脂充分包裹聚四氟乙烯分散树脂并渗透；

c.打坯

将熟化后的混合料放在模具中压制成与所制反应釜内衬弧度相近的柱状体坯块如图1所示，其压缩率为55%-65%，通过模具的压制，挤出混合料中的空气，并为下一步对混合料的挤出作预压缩；

d.通过成型模挤出反应釜内衬

将坯块依次整齐叠放在成型模腔中，通过成型模的挤压，挤出圆桶形的反应釜内衬如图2所示，其中成型模的温度为25℃-30℃，反应釜内衬与坯块体积的压缩率为40%-80%；

e.加温脱脂

将挤出的反应釜内衬放入烘箱内，进行热处理，消除反应釜内衬中的油脂并提高聚四氟乙烯分散树脂分子间的结合力，具体的热处理工艺如图3所示：从室温通过2小时的匀速升温到120℃±5℃→保温5小时→通过4小时的匀速升温到320℃±5℃→保温5小时→通过5小时的匀速升温到375℃±5℃→保温8小时→通过2小时的匀速降温到320℃±5℃→通过8小时的匀速降温到室温；

f.检验、成品入库完成制作。

用于制作聚四氟乙烯反应釜内衬的设备,如图4、图5、图6是反应釜内衬的成型模结构示意图。该反应釜内衬1如图2所示,其外径为1250毫米,内径为1240毫米，高度为1200毫米的圆筒形。从图中看出，成型模用有四柱四缸的立式液压机2，四个400t的油缸3固定在上梁4上面，油缸3的活塞杆5与活动横梁6刚性连接，所述的立式液压机2固定在机架7上面，机架7的中间为空心，在上梁4上向下连接有芯棒8，所述芯棒8的上段为小圆柱形，芯棒8的下段为也大圆柱形，大圆柱形的外径a等于反应釜内衬1的内径，小圆柱形到大圆柱形为圆台形连接；在下梁9的下表面上固定有圆环形的外模10，外模10的内径b等于反应釜内衬1的外径；大圆柱形和圆台形设置在外模10中,在活动横梁6的下表面上固定有推管11，推管11的前端面上固定有圆环形的压料板12，压料板12的内孔与芯棒8上小圆柱形的外径相配，压料板12的外径与外模10的内孔b相配。

在工作时，当模腔中依装满坯块13如图7所示，随着活塞杆5的伸出，活动横梁6和压料板12下行，模腔中的坯块13顺着的圆台形的斜面逐渐被挤压变形，并从芯棒8与外模10之间的环形间隙所形成的出料口14中挤出如图8所示，根据高度要求割断后就成圆筒形的反应釜内衬1如图2所示。在模腔大小的设计时，考虑活动横梁6每上下一次，在压料板12的挤压下出料口14就挤出一件反应釜内衬1。

当然,以上所举的例子仅为本发明的较佳实施例而已，但并不限定本发明实施的范围，凡依本申请范围所作的均等变化与修饰仍属本发明所涵盖的保护范围。