氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气的基本化学工业。近几年来，氯碱工业发展迅速，我国的氯碱生产能力已超过美国，位列世界第一。随着氯碱工业的不断发展，生产规模不断扩大，衬氟阀门的用量逐渐增多，要求也越来越严。这主要是氯碱工业中介质为剧毒有害气体，一旦泄漏，将会造成严重的人员伤亡。据统计，在氯碱企业多发事故中，氯气中毒事故居第二位，因此，正确地选用设备和使用设备防止事故发生，杜绝人员伤亡非常重要，本文就衬氟阀门合理选型与使用进行探讨。
一、氯碱工况分析
一般氯碱行业其液氯的工况是：工作压力：0～1.6Mpa；工作温度：-29~70℃；氯内含水份≤0.06％；氯内含H量≤0.4％。
氯是一种化学性质很活泼的元素，在不同的温度下能直接与许多金属、非金属和其他氯化物反应。
3Cl+2Fe→2FeCl3
氯气与水反映生成盐酸和次氯酸，而氯酸受热及光等的作用易分解出初生态氧并生成盐酸，初生态氧是一种强氧化剂。
防腐蚀阀门计算公式 衬氟阀门公式 衬里阀门设计
二、导致衬氟阀门泄漏原因分析
衬氟阀门生产企业较多，的型式多种多样，但生产较多的主要有二种：第一种为J41H型，另一种为J41F46截止阀，其壳体为铸铁或碳钢，阀门密封面为2Cr13，这种阀门在氯碱管道上使用效果非常差，其使用寿命在一个月左右。其原因，是密封面材料选择不合理，2Cr13不锈钢的耐腐蚀性能完全是由铬生成氧化膜的保护作用，从而使合金的电位升高转变成钝态。因此，含铬不锈钢只能在铬钝化的介质中才稳定。实践表明，铬不锈钢在各种浓度的硝酸、浓硫酸或其他氧化性等介质中比较耐腐蚀，而在盐酸,氯化物溶液、稀硫酸中，皆因铬不诱钢 生成钝化膜而不耐腐蚀，又因铬不锈钢中含有一定量的钛，钛在干燥的氯气中会产生氢脆腐蚀，在一定程度上铬不锈钢也会产生氢脆腐蚀。尽管铬不锈钢能耐初生态氧[O]的浸蚀，但由于在氧化物溶液中不能生成钝化膜，在一定的程度上会产生氢脆腐蚀。因此铬不锈钢在干燥的液氯中是不耐腐蚀的，这就是J41H型阀门密封面出现麻点而引起泄漏的主要原因。
的氟塑料衬里截止阀J41F46型，虽然使用效果不错，由于结构原因，阀体内容易积存残液，影响工艺参数，而氟塑料衬里是近些年出现的新产品。生产工艺上不够成熟，导致阀门在使用中出现这样那样的问题，诸如，氟塑料衬里层开裂、穿孔、脱壳等问题的发生。这些问题的发生，主要是氟塑料材料质量和衬里工艺问题。本文所述的氟塑料特指F46，全称为聚全氟乙丙烯塑料。
聚全氟乙丙烯由于C－C键周围有极牢固的氟碳键存在及其屏蔽效应，因而它的耐腐蚀性能极好。与聚四氟乙烯相似（在150℃下），它几乎能抵抗所有化学介质（包括浓硝酸及王水）的腐蚀。只有高温下的氟、碱金属及二氟化氯、三氟化氯等能与它发生作用。它对稀或浓的无机酸、碱、醇、酮、芳烃、氯化烃、油脂等均有优良的耐腐蚀性。由于具有支链，故使它的耐温略有降低，长期使用温度为150℃，它是聚四氟乙烯的改性物，由于聚四氟乙烯F4成型加工困难，在熔融状态无流动性，在熔融温度以上也不能从“高弹态”转变到“黏流态”，加热到它的分解温度（415℃）也不能流动。因此聚四氟乙烯很难用模压、注射等一般热塑性塑料的加工方法来制造形状复杂的制件，只能将聚四氟乙烯粉料预压成所需要形状，然后再烧结成型。其涂层多微孔，不能单独使用作防腐涂层。
经过改性的聚全氟乙丙烯塑料具有良好的成型加工性能，可以用热塑性塑料通用的成型加工方法如模压、挤出、注射等进行加工。F46在熔融状态能和金属黏结。氟塑料衬里阀门就是根据这一特性研发出来的，从理论上说，用钢铁材料做外壳，克服了氟塑料强度低的缺陷，在钢铁壳体内衬氟塑料料以隔绝钢铁金属材料与强腐蚀介质的直接接触，解决了钢铁材料不耐腐蚀的问题。这类复合材料组成的阀门能承受压力PN≤2.0Mpa，使用温度一般为-29～150℃；如果用低温钢做壳体，使用温度一般为-46～150℃；不锈钢做壳体，使用温度更低，一般在-195～150℃.这类氟塑料衬里阀门完全能满足氯碱化工管道工况要求。
那么是什么原因使衬氟塑料阀门在使用中出现衬里层裂纹、穿孔、脱壳呢？
笔者在多年氟塑料衬里阀门的设计和生产实践以及用户专访中发现主要有下列几个方面的原因：
1、氟塑料材质问题：氟塑料的生产工艺相当复杂，产量有限，我国是氟塑料的进口国，质量好的有杜帮公司和日本大金工业株式会社的产品，我国上海等企业生产的聚全氟乙丙烯塑料质量也不错，能达到HG/T2904标准的规定。由于资源紧缺，有利可图，一些不合格的氟塑料树脂混入市场，用这样的材料衬里容易发生氟塑料衬里层开裂的现象。
2、在生产制造工艺上没有认真执行模压工艺，温度控制不好，模压过快，残余应力较大，造成氟塑料衬里层开裂。
3、阀门壳体衬里前的处理，阀门壳体衬里前必须经过压力试验检查和喷砂除锈处理，否则容易产生穿孔和脱壳问题。壳体如有气孔，在模压过程中，膜腔内的空气会穿过熔融的氟塑料向外排气，形成针孔，在高频电火花测漏中疏漏没有隔离，流向市场，那么在使用过程中就会出现渗漏直至穿孔泄漏，因钢铁材料和氟塑料的线膨胀系数不一致，在设计上没有采取措施，衬里前又没有除锈处理，金属与氟塑料不粘贴，很容易产生脱壳现象。
三、衬氟氯碱专用阀
根据氯碱工业工况特点，我公司早在2004年就开发了氟塑料衬里氯碱专用截止阀，如图3.经过二年多的使用，效果良好，不久前获得国家专利。并针对市场上现有的用于氯碱工业的氟塑料衬里截止阀（图2）存在体积较大，阀体内容易积存残留物，影响工艺参数等问题，我们在设计结构上进行创新（图3）。这种阀门结构紧凑、流道平直、不存在残留物，模压工艺性好，体积与同类阀门相比减小了四分之一，节省了昂贵的氟塑料，阀瓣为球形，密封面与阀体密封面成线性接触，密封性良好，0泄漏。介质流量呈等百分比流量特性。
衬氟截止阀结构 防腐蚀截止阀结构
在制造工艺上，严格把关，衬里用的氟塑料，我们是选用杜邦公司和日本大金株式会社产品，阀门壳体为精密铸钢件，化学成份和力学性能符合相关标准的要求，壳体在衬里前要经过强度试验和密封试验，还要进行喷砂除锈处理，并在规定的时间内完成衬里工序，衬里层不得少于2mm，衬里后进行衬里层厚度检验和高频电火花检测，不合格件不得进入装配工序。
由于新型氟塑料衬里氯碱专用阀结构先进合理，制造工艺精良，产品在使用中效果良好，受到用户欢迎。
四、衬氟氯碱专用阀的安装使用与维护
为了帮助用户正确地安装使用和维护好氟塑料衬里氯碱专用阀必须注意下列几点：
1.氟塑料衬里阀门的保管
1）氟塑料衬里阀门存放时，最好放在干燥的室内，避免露天日晒和雨淋，避免堆放在热源附近，防止氟塑料老化和变形。两端氟塑料法兰密封面应有保护盖，密封面不得有划伤，堆放时应避免两端法兰密封面受压。
2）存放保管的阀门应有记录，记录内容：阀门名称、型号、规格、编号、数量、入库日期等。
2.氟塑料衬里阀门的安装
1）安装时，应注意校对阀门标志（如阀门类型、公称通径、压力等级、材料等）是否与使用要求相符合，壳体上的流向标识是否与管道流向一致。
2）安装时，尽量做到水平安装，使阀杆朝上。防止阀门歪斜使阀门在自然状态下进行安装，防止阀门因管道、支撑等产生较大的安装应力，安装起吊不得利用手轮进行阀门起吊。
3）安装时，与阀门两端氟塑料衬里密封面连接的管道法兰密封面如果是金属的，须加氟塑料密封垫片。与之连接的法兰密封面应按图A的结构，不采用图B的结构，否则会导致阀门密封面过早损坏、泄漏。
4）如果管道具有足够的强度承受阀门的重量和操作力矩，则对此阀门可以不设支承，否则，应对氟塑料衬里阀门设专用支承点。
5）安装后，在系统或管道进行试压时，阀门须处于全开位置。
3.氟塑料衬里阀门的使用
氟塑料衬里阀门价格较高，所处的工况环境恶劣，不是有毒有害的化学物质，便是腐蚀性很强各类酸碱或有机溶济，使用不当将会产生重大经济损失和严重后果。正确的使用和维护阀门能延长阀门的使用寿命，杜绝各类事故的发生，保障管道的正常运行。因此，使用中必须注意下列各点：
1）使用前，仔细阅读产品使用说明书。
2）按铭牌上或说明书上规定的压力、温度、使用介质范围内使用。
3）使用时防止阀门因温度变化产生过大的管道应力，尽量减小温度变化，并在阀门前后增加U形膨胀节。
4）禁止使用杠杆开启和关闭阀门，注意观察阀门启闭指示位置和限位装置，开启和关闭到位后，不要再强行加力关闭，避免氟塑料密封面过早损坏。
5）对于有些介质不稳定且易分解（如某些介质的分解会引起体积膨胀造成工况压力不正常升高）会引起阀门破坏或泄漏，应采取措施消除或限制引起不稳定介质分解的因素。在阀门选型时，应考虑介质不稳定易分解可能造成的工况变化而选择有能自动泄压装置的阀门。
6）对于有毒、易燃、易爆、强腐蚀性介质管道上的阀门，严禁在带压状态下更换填料。尽管阀门在设计上有上密封功能，但也不推荐在带压状态下更换填料。
7）对于具有自燃性介质的管道，要采取措施确保环境温度及工况温度不得超过介质的自燃点，防止因阳光照射或外部火灾发生时带来的危险。
8）对于管道剧烈而长期的振动，要采取措施消除，避免因此而导致氟塑料衬里阀门损坏。
9）阀门在使用过程中，氟塑料密封面因质地较软，经常会因介质结晶、固体颗粒将密封面损伤，导致密封泄漏，发现后及时整修或更换密封件。
10）有些阀门在使用中部份开启作为调节流量用，高速介质导致密封面过早损坏，遇到这种情况，要及时更换密封件，一般来讲，氟塑料衬里阀门不适合作调节阀门使用，但可作特殊订货，由制造商特别处理。
11）衬氟阀门中法兰处一般不加垫片。如遇到中法兰处渗漏，可均匀地拧紧中法兰螺母来消除渗漏。如果是中法兰密封面损坏，则要采取修复密封面和加中法兰垫片来解决。
12）如果遇到手柄或手轮转动不灵活或不能开启和关闭阀门，可适当旋松压盖螺母。转动仍不灵活。可能是压盖歪斜，要调正压盖。经过调正和旋松压盖还不能灵活开启和关闭和阀门，应该拆开检查，清除污物，排除故障。拆卸这类阀门时，应注意阀门管道中是何介质，是使用过的，还是新安装的。如使用介质是有毒、易燃、易爆物质，工作人员应戴防护面罩和胶手套，穿防护服按照操作规程作业。避免在拆卸时发生意外，杜绝事故发生。
（来源：看头条网）
