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摘要：本文仅从膨体聚四氟乙烯垫片的机械性能和密封性能等特性进行分析，进而探讨膨体聚四氟乙烯垫片在泵类设备安装调试过程中的应用。
关键词：聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，PTFE）；膨体聚四氟乙烯材料（ePTFE）；膨体聚四氟乙烯垫片；
1.膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片简介
由膨体聚四氟乙烯（ePTFE）材料制成的高密封性垫板，不含有任何添加剂和粘结剂，双向细密纤维结构，受到外力前柔软、膨松，具备高弹性。施加外力后，使垫片内部纤维分子相互挤压、相互缠结，可随外界压力和空间的约束状态成型，进而形成一种质地均衡、不易透气、不易透介质的固体。
2.膨体聚四氟乙烯垫片在设备安装中体现的性能
2.1环境适应性强
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片可在-200℃~315℃的温度范围内安全使用。在pH值0~14的环境中，耐受多数化学物质腐蚀（除熔融碱金属和游离F原子以外），可承受20MPa的内部压力，符合FDA/USDA规范，[8]是有无毒、无致癌、无致敏、无污染要求的食品、酿酒、饲料、医药等行业的优异性能的密封产品。[9]
2.2可压缩性及回弹性使密封性能卓越
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片具有相当强的可压缩性，通常压缩能可达到55% ～ 80%，到很容易填满密封界面上的裂纹、凸凹不平、空洞和沟槽，进而填充界面泄漏。同时，膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片在受到张力作用时有回弹膨胀的特性，可达15%～ 20%回弹率。因此，当内部介质压力越高，垫片的密封力就会越大，这是膨胀聚四氟乙烯接口密封垫片的卓越特性。
2.3方便快捷的易操作性
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片柔软易切割，可通过机械或手工剪裁，便于安装；剪取一段所需要长度的接口密封垫片，只要两端交叉相迭，即可构成一个任意尺寸。安装方便，施加外力后，使垫片内部纤维分子相互挤压、相互缠结，可随外界压力和空间的约束状态成型，不易泄漏，特别是在垂直法兰面上或悬空管道上的密封面安装也很容易。并具有独特的顺应成型能力，无需特别增加压紧力，大大延长法兰的使用寿命。
2.4耐酸碱腐蚀及抗老化性
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片不但具有PTFE垫片的极佳耐化学腐蚀性、不老化性，并且又被赋予了很好的耐蠕变性和抗冷流特性。同时在很宽的温度区间（-200℃~315℃）范围内能长期安全使用，其工作寿命是一般橡胶及塑料密封产品的7倍以上。
2.5清洁干净
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片品为白色纯聚四氟乙烯制品，洁白无瑕，无毒、无污染、抗老化，因此不会发生双向污染，能有效地保护了介质的纯净、并保持接触法兰及泵设备的清洁。
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2.6经济合理
膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片无需预先冲制，可根据密封端面的形态在设备安装现场可根据设备的实际需求，通过机械或手工剪裁成任何形状、任何直径、任何截面积的法兰垫片、结构垫片和填料，无需提前加工制造，减少了垫片的固有形式、节省了预先设计的成本，改变多品种垫片的采购及库存的模式，降低了库存成本和采购成本。在介质压力比较少时，视垫片的完整情况，膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）垫片可反复使用。
2.7卓越的机械补偿性
膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片双向细密纤维结构，受到外力前柔软、膨松，具备高弹性。施加外力后，使垫片内部纤维分子相互挤压、相互缠结，可随外界压力和空间的约束状态成型，进而形成一种质地均衡、不易透气、不易透介质的固体。这样的分子结构，使膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片具有很良好的可压缩性（通常压缩比可达55% ～ 80%），回弹性（回弹率可达15% ～ 20%）性能，便可以充分地填充不规则密封面，并可给予加工精度低、锈蚀、拉伤、冲刷、磨损的法兰密封面、结构接触面等一定厚度的机械补偿。
3.膨体聚四氟乙烯密封垫片在泵类设备安装中应用
综上所述，膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片具有良好的柔韧性、压缩回弹性等性能，应用于泵类设备的进出口法兰时，可缓冲并吸收泵设备与连接管道之间的应力，起到微型膨胀节的作用，进而吸收和减小振动，体现出了优秀的振动吸收性。这一特性在大型立式泵的安装过程中尤为明显。
实例1、福建某核电厂12号机组非辐照区域的某大型立式长轴离心泵，安装调试过程中电机振动超标。经过进二十次反复安装调整并试验，相继调整泵支撑板及电机底板水平度，虽然振动值有所降低，但是仍然超标。后将泵支撑板上和电机底板上的垫片更换为某品牌的膨体聚四氟乙烯密封垫片后，利用其卓越的机械补偿性和优秀的振动吸收性，电机振动明显改善，并符合验收标准。
实例2、在海南某核电项目的大型立式离心泵---重要厂水泵（SEC泵）的安装和调试过程中，有两台泵在3000R/min以下运行时，在驱动端轴承部位在远程测量（DCS端显示）振动超标。经对泵解体检查：驱动端轴承、泵轴弯曲度、轴跳动、叶轮静平衡及动平衡、填料轴套、前后轴颈、联轴器等数据均符合技术要求，进一步检查了叶轮与口环（密封环）的间隙、叶轮的跳动量、泵壳内的腐蚀情况也均未发现异常。后经进一步排查，因出口管道为内部热衬胶管道，在热衬胶后管道变形，而使管道应力过大，使泵振动超标。为了调整管道的微小变形，及缓冲管道应力，使用了某品牌3.2mm膨体聚四氟乙烯密封垫片，减小了管道法兰错口及法兰偏差，这样处理后在后续的试验中，泵组振动值分别由4.5mm/S、3.6mm/S降低至2.7mm/S、2.6mm/S，进而达到系统设计要求。
通过以上两个核电项目安装现场的实例，膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片应用于泵类设备安装中具有良好的柔韧性、压缩回弹性等性能，用于泵类设备的进出口法兰时法兰的磨损，延长法兰的使用寿命；并可以减少，可缓冲并吸收泵设备与连接管道之间的应力，起到微型膨胀节的作用，进而吸收和减小振动，体现出了优秀的振动吸收性。这一特性在大型立式泵的安装过程中尤为明显，而在泵类设备安装过程中的其他用途正在逐步的摸索之中。
4.结论
膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片，具有卓越的化学稳定性、耐酸耐碱腐蚀性、耐高低温性、很好的柔韧性、优秀的压缩回弹性、耐老化性、自润滑性等特性；并且柔软易切割，可通过机械或手工剪裁，易于加工、便于安装、节省设计和储存成本、具体良好的使用经济性；具有独特的顺应成型能力，无需特别增加压紧力，可大大延长法兰的使用寿命；弥补密封表面的不规则，密封性能可靠；良好振动吸收性等特点，可广泛应用于非强辐照环境中泵类设备的安装使用。随着纳米技术、包覆技术、和其他有关技术的创新发展，通过加工时掺入新的纳米材料，增加不同包覆膜等革新方式，将进一步改善膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片的性能和工作方式，膨体聚四氟乙烯（ePTFE）垫片的使用也将越来越广泛。
论文作者:郭祥涛,丁秀峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
标签：垫片论文; 乙烯论文; 聚四氟论文; 法兰论文; 膨体论文; 管道论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;