什么是氟化工？

氟化工是指产品分子结构中含氟元素的一种化工子行业，其产品的品种繁多，应用行业广泛。让我们先了解氟化工的相关产品及应用，如下图所示：

萤石（主要成分氟化钙）和氢氟酸是氟化工产品的主要原材料。其氟化工产品主要分为无机氟化物和有机氟化物两大类。

无机氟产品主要是氟化盐和电子级氟化物等，多应用于冶金、玻璃、陶瓷工业等。其中电子级氟化物六氟磷酸锂(LiPF6) 是锂电池电解液的重要组成部分，今年因新能源汽车的流行，也逐渐受到更多的关注。

有机氟化物包括制冷剂、含氟聚合物、含氟精细化学品等。其中制冷剂的产值最大，多应用于冰箱、汽车及空调制冷；含氟聚合物行业技术难度高、产品品类丰富的特点，广泛应用于橡胶、塑料、涂料等工业领域；含氟精细化学品主要用作染料、医药及农药等中间体。

目前国内企业的竞争力主要集中在接近原料的氟产品，有加工深度和技术含量的、附加值高的产品和技术基本上由国外企业主导。随着工业转型升级，汽车、新能源、环保等行业对新型制冷剂、含氟精细化学品和高性能氟聚合物等高端氟化工产品的需求加大，将给国内致力于研发生产高端氟化工产品的企业带来新的机遇。

在新机遇下，氟化工生产中又面临哪些密封难题？

1 氟化工生产特性

氟化工生产因具有介质腐蚀性强、单体渗透性强、易爆性等特征，安全运营是企业最大的问题。例如，在半导体行业中，氢氟酸作为清洗剂和蚀刻剂是该行业的重要原材料之一，但氢氟酸是带有剧烈刺激性气味的氟化氢水溶液，腐蚀性极强，对人体容易造成健康危害，包括：对皮肤有强烈的腐蚀作用，能穿透皮肤向深层渗透，形成坏死和溃疡，且不易治愈；眼接触高浓度氢氟酸可引起角膜穿孔；接触其蒸气，可发生支气管炎、肺炎等；长期接触可发生呼吸道慢性炎症，引起牙周炎、氟骨病等。

2 设备及管道的要求

氟化工生产过程中，因介质的腐蚀性强，所以很多设备或者管道会使用玻璃钢（FRP）、聚氯乙烯（PVC）或带有内衬（PTFE,PVDF等耐腐蚀材质）的非金属法兰。这些法兰的特点就是耐腐蚀性好，但是能够提供的螺栓载荷有限，而传统的密封方案是聚四氟乙烯垫片或橡胶垫片，往往因载荷力不足不容易密封紧或者橡胶垫片容易被腐蚀而提前失效。

3 安装不规范

密封件在安装过程中存在操作不规范的现象。如不按照预先设计的扭矩上紧，螺栓螺母未润滑，未使用扭矩扳手，法兰有明显的弯曲变形等，这些都是影响密封件密封效果和使用寿命的关键点。

针对这些密封难题，Garlock为你提供哪些解决方案？

首先，对于非金属管道或设备法兰，其承受的螺栓载荷力有限，需要选择需要压紧力较小容易密封的垫片，此种情况下Garlock推荐GYLON®3504、GYLON®3545或者GYLON®EPIX 等产品。

GYLON®3504是添加玻璃微珠的改性PTFE，因材质耐中等浓度的酸和碱、补偿性高、密封所需载荷小等优势，大量应用在衬里和非金属法兰。

GYLON®3545是微网格状的纯PTFE，其成分是100%的纯PTFE，其可耐强酸和强碱，高度可压缩性的结构可提供高补偿性等优势，也大量应用在氟化工领域。

新一代GYLON®EPIX系列的产品，其有六边形表面突起形状的专利设计结构，具有低载荷，低泄漏，高补偿等独特的应用优势，可以显著适用新旧法兰的低泄漏低载荷要求，在氟化工行业的应用也越来越广。

其次，对于像氢氟酸这种腐蚀性极强且容易渗透的介质，垫片的选型就显得尤为重要。因其容易渗透，所以需要结构致密的垫片，否则氢氟酸就会慢慢渗入垫片，从而导致垫片失效。下图为氟化氢结构，1皮米(pm)相当于10-12米。

Garlock GYLON®3530是一款专为易渗透的介质设计的。GYLON®3530是在聚四氟乙烯中添加石墨作为填充料，配合Garlock专有的辊压生产工艺从而使得GYLON®3530板材结构致密、孔隙率小且各向同性。

除了氢氟酸，GYLON®3530还适用于单体场合。因为在某些条件下，小分子的单体可以渗透进入垫片并在垫片内部聚合，导致垫片内部结构膨胀甚至破裂。同理，单体场合也需要GYLON®3530这种结构致密且孔隙率小的垫片。

正确的安装是保证垫片长期有效密封的必要条件。Garlock 除了提供安全耐腐蚀低泄漏的密封材料外，还提供垫片的安装规范操作流程以及扭矩的计算，确保客户在工况中选好用好垫片。

应用案例

背景：某制造企业的换热器和合金塔器中，由于采用氢氟酸作为原料，易腐蚀且渗漏

操作工况：

温度:150℃/-11.5℃

介质:氟碳物/氯/>10%氢氟酸

压力:1.38MPa/FV

最大规格：Φ1455/Φ1405 δ=3.2mm

解决方案：

主要从以下两个方面入手：

1.提高垫片材质的致密度，以阻止小分子的入侵；

2.适当加大对垫片的压应力，通过外力加大垫片的致密度。

Garlock推荐可靠稳定的GYLON®3530，其材质为石墨添加后的改性四氟垫片，专有的生产工艺大幅度降低了孔隙率，提高了材料的致密性且不影响抗化学品性。该垫片材料保持很好的压缩回弹，能耐受高浓度氢氟酸和其它强腐蚀性介质。

厂家经过对多种国际知名品牌的垫片做性能对比，最终在项目设计阶段确定使用Garlock GYLON®3530，该产品多年来在现场性能稳定，满足整个大修周期无泄漏。

参考文献

1.氢氟酸烧伤.《 CNKI 》 1993 唐洪泰，陈玉林.

2.氟化工生产技术 2010 胡伟

3.氢氟酸的中文MSDS 摘自化工网 http://china.chemnet.com

4.氢氟酸的结构 来自维基百科 https://zh.wikipedia.org