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1、新型聚四氟乙烯緊襯耐正負(fù)壓大型設(shè)備的研制,項(xiàng)目簡(jiǎn)介,立項(xiàng)背景及意義: 目前,市場(chǎng)及資料上用于放置化工介質(zhì)的設(shè)備內(nèi)壁極易受到腐蝕損壞,通常該領(lǐng)域的技術(shù)人員采用聚四氟乙烯做為設(shè)備的襯里,聚四氟乙烯襯里作為管道、設(shè)備的有效防腐蝕措施廣泛運(yùn)于各個(gè)行業(yè)。通常的做法將聚四氟乙烯襯里覆蓋主體需襯面,從而形成防腐保護(hù)。,,在加工過(guò)程中,通常需要對(duì)需襯復(fù)聚四氟乙烯的金屬設(shè)備的內(nèi)表面進(jìn)行清洗處理,目前的清洗處理僅僅局限于將金屬設(shè)備的內(nèi)表面進(jìn)行去除油污及銹跡的處理,然后再敷設(shè)粘結(jié)劑,由于金屬表面沒(méi)有得到徹底處理,聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)表面的粘合不夠有力,粘結(jié)強(qiáng)度低,可導(dǎo)致聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)壁剝離;,設(shè)備
2、的支管與筒體采用可熔性氟塑料薄膜,通過(guò)搭焊工藝連接。由于薄膜可拉強(qiáng)度低,搭接處的可靠性受到嚴(yán)重影響。在高溫工況條件下,常常出現(xiàn)脫焊、泄漏,影響設(shè)備使用壽命;當(dāng)聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備粘合后,為使聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)壁緊貼,需要在金屬設(shè)備內(nèi)腔進(jìn)行加壓。加壓后,聚四氟乙烯,襯里與金屬設(shè)備雖然得到了緊貼,但在此過(guò)程中,聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備之間仍有殘留空氣。設(shè)備使用過(guò)程中,夾層里的殘留空氣受熱膨脹,致使聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備之間產(chǎn)生剝離,尤其在負(fù)壓工況條件下,極有可能導(dǎo)致聚四氟乙烯襯里失去應(yīng)有的作用。,本項(xiàng)目旨在研發(fā)一種新型聚四氟乙烯緊襯耐正負(fù)壓大型設(shè)備,該設(shè)備聚四氟乙烯襯里和金屬內(nèi)表面粘
3、合力度強(qiáng)、支管和筒體實(shí)現(xiàn)了一體化,具有耐正負(fù)壓能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的顯著特點(diǎn)。其主要技術(shù)途徑是:(1)采用了金屬襯面的徹底處理法,提高粘結(jié)劑的粘結(jié)力度;(2)采用了支管與筒體一體化新工藝,增加了連接處的強(qiáng)度,3)采用了設(shè)備內(nèi)加正壓,設(shè)備外抽負(fù)壓的新工藝,排盡粘合層面上的殘留空氣,為聚四氟乙烯襯里與設(shè)備筒體及端蓋之間之間的粘合提供了可靠保障。,二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),清洗處理僅僅局限于將金屬設(shè)備的內(nèi)表面進(jìn)行去除油污及銹跡的處理,然后再敷設(shè)粘結(jié)劑,由于金屬表面沒(méi)有得到徹底處理,聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)表面的粘合不夠有力,粘結(jié)強(qiáng)度低,可導(dǎo)致聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)壁剝離;2.設(shè)備支管與筒體的
4、連接強(qiáng)度低。設(shè)備的支管與筒體原工藝采用可熔性氟塑料薄,目前,國(guó)內(nèi)外聚四氟乙烯板材襯里設(shè)備加工工藝主要有四種:(1)松襯法;(2)緊襯法;(3)粘襯法;(4)支撐法。上述四種在加工過(guò)程中,存在三個(gè)嚴(yán)重缺陷:1.被襯金屬殼體內(nèi)表面沒(méi)有進(jìn)行徹底處理。通常需要對(duì)需襯復(fù)聚四氟乙烯的金屬設(shè)備的內(nèi)表面進(jìn)行清洗處理,目前的膜,通過(guò)搭焊工藝連接。由于薄膜可拉強(qiáng)度低,搭接處的可靠性受到嚴(yán)重影響。在高溫工況條件下,常常出現(xiàn)脫焊、泄漏,影響設(shè)備使用壽命(見(jiàn)圖1);,,,3.緊襯過(guò)程中,襯里和金屬殼體之間存在滯留空氣。當(dāng)聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備粘合后,為使聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備內(nèi)壁緊貼,需要在金屬設(shè)備內(nèi)腔進(jìn)行加壓。加
5、壓后,聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備雖然大部分得到了緊貼,但在此過(guò)程中,聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備之間仍有殘留空氣。設(shè)備使用過(guò)程中,夾層里的殘留空氣受熱膨脹,致使聚四氟乙烯襯里與金屬設(shè)備之間產(chǎn)生剝離,尤其在負(fù)壓工況條件下,極有可能導(dǎo)致聚四氟乙烯襯里失去應(yīng)有的作用(見(jiàn)圖3)。,目前的發(fā)展趨勢(shì)是探討一種科學(xué)的方法,使聚四氟乙烯襯里和金屬內(nèi)表面實(shí)現(xiàn)真正意義的緊襯,同時(shí)克服支管和筒體連接強(qiáng)度差的嚴(yán)重缺陷,使產(chǎn)品的耐正、負(fù)壓能力得到提高,使產(chǎn)品整體質(zhì)量上個(gè)檔次,打開(kāi)新的市場(chǎng),滿足更多用戶的要求。,1、研制開(kāi)發(fā)內(nèi)容,我廠開(kāi)發(fā)新型聚四氟乙烯緊襯耐正負(fù)壓大型設(shè)備,其技術(shù)特點(diǎn)是提高聚四氟乙烯襯里與金屬結(jié)合面的粘合力度、
6、提高設(shè)備耐正負(fù)壓能力、延長(zhǎng)使用壽命。主要研發(fā)內(nèi)容包括:(1)提高襯里面的粘結(jié)力度;(2)實(shí)現(xiàn)支管與筒體一體化;(3)排盡粘合層面上的殘留空氣。,2、技術(shù)關(guān)鍵,(1)為了提高襯里結(jié)合面的粘結(jié)力度,本產(chǎn)品在加工設(shè)備筒體及端蓋時(shí)對(duì)其內(nèi)壁進(jìn)行了噴砂或砂輪拋光處理,使設(shè)備筒體及端蓋的襯里面見(jiàn)“白”,最大程度提高粘結(jié)劑的粘結(jié)力度;,(2)為了解決支管與筒體連接強(qiáng)度差的嚴(yán)重缺陷,研發(fā)出支管與筒體一體化新工藝,即在支管周圍處的襯里板材上使用特殊的擴(kuò)口模具,加熱后,將襯里板材拉伸、翻邊,直接壓在法蘭面上,實(shí)現(xiàn)了支管與筒體一體化,替代了支管與筒體用薄膜搭接的原始工藝,從根本上消除影響設(shè)備使用壽命的致命弱點(diǎn),延長(zhǎng)了
7、設(shè)備使用壽命(見(jiàn)圖2);,(3)為了排盡粘合層面上的殘留空氣,我們對(duì)設(shè)備筒體及端蓋整體進(jìn)行加熱,且在加熱的同時(shí)通過(guò)正壓進(jìn)氣組件對(duì)其進(jìn)行擠壓并利用真空排氣組件對(duì)夾層中的空氣進(jìn)行負(fù)壓的抽取,不僅能使粘結(jié)劑通過(guò)加熱而促使聚四氟乙烯襯里與設(shè)備筒體及端蓋緊密貼合,而且在此過(guò)程中也將聚四氟乙烯襯里與設(shè)備筒體及端蓋夾層中的殘留空氣排盡,為聚四氟乙烯襯里與設(shè)備筒體及端蓋之間之間的緊貼提供了保障,從而延長(zhǎng)了整個(gè)設(shè)備的使用壽命(見(jiàn)圖4)。,四、預(yù)期目標(biāo),我廠開(kāi)發(fā)的新型聚四氟乙烯緊襯耐正負(fù)壓大型設(shè)備系國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),本項(xiàng)目的核心技術(shù)已申報(bào)1項(xiàng)發(fā)明專利(公告號(hào):CN101870396A)并已獲得1項(xiàng)實(shí)用新型專利授權(quán)(專利
8、號(hào):ZL201020239968.7)。我廠現(xiàn)有用戶200多家,每家需求平均在5臺(tái)左右,第一年預(yù)計(jì)推廣10家單位,本產(chǎn)品可增加500萬(wàn)元左右的年產(chǎn)值。 該產(chǎn)品能耗低,無(wú)排污,符合國(guó)家環(huán)保要求,而且返修率大大降低,將深受廣大用戶歡迎,具有廣闊的市場(chǎng)空間和社會(huì)效益,預(yù)計(jì)投產(chǎn)后需求意向十分看好,主要技術(shù)指標(biāo):,1、襯里和金屬殼體緊襯面的剪切強(qiáng)度16MPa(原工藝剪切強(qiáng)度10MPa)。 2、襯里和金屬殼體緊襯面的剝離強(qiáng)度32N/cm(原工藝剝離強(qiáng)度22N/cm)。 3、耐負(fù)壓能力(DN1000)達(dá)到-0.2kg/cm2(原工藝耐負(fù)壓能力- 0.15kg/cm2)。,經(jīng)濟(jì)指標(biāo):,預(yù)計(jì)年增產(chǎn)值500萬(wàn)元左
9、右,年增利潤(rùn)40萬(wàn)元左右,年增稅金30萬(wàn)元左右。,五、研究的方案和技術(shù)路線,具體研究實(shí)施方案: 1、成立以總工為組長(zhǎng)的攻關(guān)小組,廠長(zhǎng)(法人代表)作為主要成員參與該項(xiàng)目的全過(guò)程開(kāi)發(fā),以保證經(jīng)費(fèi)落實(shí)和協(xié)調(diào)工作順利進(jìn)行; 2、研發(fā)支管和筒體一體化工藝,攻克該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)難,從小口徑到大口徑逐步研究和試驗(yàn),并得出最佳方案; 3、研發(fā)設(shè)備內(nèi)施正壓、設(shè)備外抽負(fù)壓的工藝,排盡聚四氧乙烯襯里秘設(shè)備內(nèi)表面之間的殘留空氣,實(shí)現(xiàn)真正意義上的緊襯; 4、從口徑500mm到1500mm分三個(gè)階段分別拿出階段性的樣品。,六、計(jì)劃進(jìn)度安排,1、2011年1月2011年4月,完成科技審報(bào)、方案調(diào)研,確定技術(shù)線路圖及實(shí)施方案
10、; 2、2011年5月2011年8月,完成口徑500mm設(shè)備的緊襯工藝3、2011年9月2011年12月,完成口徑1000mm設(shè)備的緊襯工藝; 4、2012年1月2012年4月,完成口徑1500mm設(shè)備的緊襯工藝; 5、2012年5月2012年6月,完成產(chǎn)品的驗(yàn)收和項(xiàng)目總結(jié)。,七、現(xiàn)有的工作條件,本廠創(chuàng)建于1981年9月,現(xiàn)有廠房面積3000多平方米,是國(guó)內(nèi)率先研制開(kāi)發(fā)氟塑料襯里的專業(yè)廠家,具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)能力,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的專業(yè)性企業(yè)。建廠以來(lái),我廠共獲得國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng),實(shí)用新型9項(xiàng),該項(xiàng)目于2010年申報(bào)了1項(xiàng)發(fā)明專利(已公告)和1項(xiàng)實(shí)用新型專利(已授權(quán))。2009年
11、,我廠作為主要起草單位,參加了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“聚四氟乙烯補(bǔ)償器”的修訂工作,并參加了,“工程塑料襯里”等6個(gè)部標(biāo)的起草工作。今年9月份申報(bào)了國(guó)家高新企業(yè)(省、市兩級(jí)均已通過(guò)),正待中央有關(guān)部門審批,10月份向市科技局申報(bào)了一項(xiàng)重大發(fā)明獎(jiǎng),已受理,正在審批。我廠現(xiàn)有工人65人,其中高級(jí)工程師2人,工程師5人,4個(gè)車間主任都具有20年以上的工齡,技術(shù)骨干9人,都具有10年以上工齡。,2010年,我廠申報(bào)高新技術(shù)企業(yè)已獲審批。,八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算,本項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投入100萬(wàn)元,申請(qǐng)科技經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助35萬(wàn)元。,項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)開(kāi)支預(yù)算表:,設(shè)備費(fèi)30.0萬(wàn)元 能源材料費(fèi)40.0萬(wàn)元 設(shè)計(jì)試驗(yàn)費(fèi)6.0萬(wàn)元 信息費(fèi)4.0萬(wàn)元 人員費(fèi)16萬(wàn)元 其他4.0萬(wàn)元,科技經(jīng)費(fèi)開(kāi)支預(yù)算表:,設(shè)備費(fèi)8萬(wàn)元 能源材料費(fèi)18萬(wàn)元 信息費(fèi)1.0萬(wàn)元 設(shè)計(jì)試驗(yàn)費(fèi)2萬(wàn)元 人員費(fèi)6萬(wàn)元,2011年4月18日,