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隔膜閥膜片怎么作用

作者：橡塑一哥來源：www.luanpu.com.cn 更新時間：2020-05-21 9:58:23 點擊次數：

　　隔膜閥膜片怎么作用

　　隔膜屬于隔膜閥中最為關鍵的部件之一，除了閥體外，膜片是唯一與工作介質直接接觸的部件，隔膜閥依靠隔膜把工作介質、執行機構及外部空氣隔離開來。制藥用水系統中使用的隔膜閥膜片材質需滿足FDA的相關要求。隔膜屬于運動部件，隔膜閥靠隔膜的上下移動實現工作介質流量的控制與切斷，因此，膜片為隔膜閥的主要易損備件。依使用工況不同，隔膜閥的隔膜包含EPDM膜片、FKM膜片、EPDM/PTFE雙層膜片以及加強型EPDM/PTFE雙層膜片等。

　　EPDM為三元乙丙橡膠（Ethylene-Propylene-Diene Monomer）的簡寫，其主要特性為優越的彈性、耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力，該膜片不僅適用于極性物質和蒸汽，它也適用于熱水、冷水、堿性介質和非濃縮的酸類。EPDM的耐溫范圍不如PTFE，它適用于工作溫度不超過100℃的衛生級應用過程（圖1），例如，純化水系統。需要注意的是，因EPDM遇有機物會發生溶脹，因此，不推薦將EPDM膜片用于礦物油和植物油、植物和動物脂肪、脂肪族或芳香族碳氫化合物、爐代溶劑或濃酸等工況。

　　圖1 EPDM膜片

　　FKM是氟橡膠的縮寫，指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。氟橡膠除了具有橡膠所特有的高彈性外，氟原子的引入也賦予了氟橡膠優異的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐大氣老化性等特征。

　　聚四氟乙烯（Poly Tetra Fluoro Ethylene，PTFE）是由氟乙烯合成的含氟聚合物，屬于氟塑料的一種。PTFE的化學惰性可防止交叉鏈接，因此無“記憶”，即不能像彈性體那樣回復到其原始形狀，該材質在張力下回產生蠕變和變形，即所謂“冷流”現象。

　　PTFE有著寬廣的溫度適用范圍（－200～260 ℃），同時具備良好的抗積壓、耐腐蝕、無老化問題、抗水氣及紫外線、無毒性等特性。單純的PTFE膜片在受到130℃以上的溫度和交大的溫度變形時，會產生較大的變形，造成膜片變形、損壞。EPDM/PTFE復合膜片（圖2）有效解決了耐溫和韌性需求，它既具有EPDM的高彈性，又具有PTFE的高溫、耐腐蝕性，因此，在注射用水或純蒸汽等高溫的衛生型工況中得到了廣泛的應用。

　　圖2 EPDM/PTFE復合膜片

　　除了具備普通EPDM/PTFE膜片所具備的、經過時間檢驗的特性外，加強型EPDM/PTFE膜片具有很多其它優點。

　　即使在較大負載下，加強型EPDM/PTFE膜片的變形也小得多，與普通EPDM/PTFE膜片相比較，加強型EPDM/PTFE膜片受高溫和溫度變化的影響也要小得多，其緊湊的聚合物結構，降低了膜片的滲透性、提高了過程質量。同時，加強型EPDM/PTFE膜片在張力下變形度要比普通EPDM/PTFE膜片小得多，在重復負載和高溫情況下，此優勢更為顯著。

　　隔膜閥的密封系統直接影響者純化水與注射用水的產品品質。傳統的閥門密封系統通過膜片上的密封輪廓來達到密封效果，閥體本身通常沒有額外的密封輪廓，由于膜片與執行機構之間通過螺栓固定，于是密封面就形成一個環形的缺口（圖3b），介質會在每個關閉動作時滲透進去，并且在閥門打開時被排出，雖然隔膜閥的功能原理已經做到了最小的死角，但這么小的量也足以污染接觸的純化水或注射用水。

　　圖3a是新研發的無死角型密封設計，并經過了EHEDG（European Hygienic Engineering and Design Group）的全面測試與驗證，其閥體和膜片具有一個密封的輪廓，這種設計使得膜片在與閥體擠壓時，環形間隙大大的降低，防止了介質的進入。

　　（a）無菌性密封設計（b）常規密封設計

　　圖3 密封系統的比較

　　為了確保介質的純度，不僅要防止生物膜的形成和微生物污染，而且還要防止膜片析出物進入介質。FDA cGMP與USP都規定了要做非金屬物質的相應限制值提取實驗，只有符合CFR第21段177條或者USP第5段中的材料，才能給予認證證書。

　　相關材料證明及認證的證書都需要完整的資料說明。CFR 21第820條明確規定每一組批號或是組件必須確保其可追溯性及有相關標識。

　　如果在此過程中發生任何問題，通過相關文件可幫助人們采取適當的措施來預防危害人類和環境的事件發生（例如召回問題組件）。

　　對于膜片來說，可追溯性主要是確保膜片上提供了制造商的生產日期及膜片材料這些相關信息，此外，膜片的生產日期也有助于根據DIN7716計算膜片最長的存儲時間。如果膜片存儲得當（放置于陰涼，干燥，通風且無重物壓附的地方），三元乙丙橡膠（EPDM）的使用壽命為五年，聚四氟乙烯（PTFE）的使用壽命為十年。

　　當然膜片的最長存儲時間并不代表其使用壽命，膜片在進行過開關操作后屬于易損件，必須定期進行更換。膜片的使用壽命很大部分取決于應用的工況，因此其維修周期無法提前給出精確的說明，一般情況下，維修周期基于其相關的數據經驗。

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