化工流程閥門等合成材料閥門的應用

合成材料閥門，在許多腐蝕性工況中都優于金屬閥門，首先是抗腐蝕性，其次是凈重，至于其強度，要取決于增強纖維的形狀、排列和數量。（一般來說，纖維的百分比越大，合成材料的強度越大。）在閥門應用中，纖維的重量含量基本范圍為30%-40%，而其化學穩定性主要由在最終產品中灌封纖維的樹脂本體特性決定。在合成材料閥門中，其固態聚合物本體既可以是熱塑性塑料（如PVC-聚偏氟乙烯、PPS-聚苯硫醚等），也可以是熱固性樹脂（如聚酯、乙烯其及環氧樹脂等）。熱固性樹脂在介溫狀態下保持其強度的性能優于熱塑性塑料，（即熱固性樹脂具有較高的熱變形溫度）。（注：在使用工況中，合成材料的抗熱性能的測定被稱為熱變形溫度。）

　　目前，化工流程閥門最常用的合成材料為乙烯基環氧樹脂（熱塑料材料），其增強纖維為切碎的玻璃纖維（1/4英寸長）和切碎的石墨纖維（1/4英寸長）。下表就最廣泛使用的合成材料的性能與耐腐蝕金屬的性能作一比較。


　　玻璃增強型乙烯基 石墨增強型乙烯基 石墨增強型PPS 316SS Hast-C

　　拉伸強度（Psi） 4000 6000 26000 85000 90000

　　彎曲強度(Psi) 8000 12000 35000 NA NA

　　壓縮強度(Psi) 14000 18000 21000 85000 90000

　　熱變形溫度（°F） 295 7320 520 NA NA

　　熱膨脹系數（in/in/°F） 15×10-6

　　15×10-6
　　13×10-6
　　6.3×10-6
　　9.9×10-6
　　注：NA即不適用的（或無效的）

　　受應力較大的部位應有較厚的截面并附有加強筋以達到與金屬相同的性能。

　　由于合成材料閥門的耐腐蝕性能、高強度和輕重量，使其成為在許多金屬或玻璃纖維增強塑料管道系統腐蝕性工況中，較經濟的可選閥門產品。在化工流程工況中，合成材料閥門的使用前景極佳。

　　在閥門工業中，有機材料和合成材料的使用，已不是傳統上金屬與非金屬閥門材料的概念。陶瓷（可以把閥門的使用溫度由400℃提高到1200℃以上）、塑料（具有防銹耐蝕的特點）、合成材料（具有耐腐蝕、重量輕、強度高的特點）、記憶合金（利用形狀記憶合金或溫度記憶合金的可逆性和高彈性來制造的閥門）等。新型材料，正在開發出大批具有高性能的閥門新產品。新技術的發展，使各種工程材料應用于閥門制造業已成為可能。