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隔膜阀膜片怎么作用

作者：橡塑一哥来源：www.ycmfj.cn 更新时间：2020-05-21 9:58:23 点击次数：

　　隔膜阀膜片怎么作用

　　隔膜属于隔膜阀中最为关键的部件之一，除了阀体外，膜片是唯一与工作介质直接接触的部件，隔膜阀依靠隔膜把工作介质、执行机构及外部空气隔离开来。制药用水系统中使用的隔膜阀膜片材质需满足FDA的相关要求。隔膜属于运动部件，隔膜阀靠隔膜的上下移动实现工作介质流量的控制与切断，因此，膜片为隔膜阀的主要易损备件。依使用工况不同，隔膜阀的隔膜包含EPDM膜片、FKM膜片、EPDM/PTFE双层膜片以及加强型EPDM/PTFE双层膜片等。

　　EPDM为三元乙丙橡胶（Ethylene-Propylene-Diene Monomer）的简写，其主要特性为优越的弹性、耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力，该膜片不仅适用于极性物质和蒸汽，它也适用于热水、冷水、碱性介质和非浓缩的酸类。EPDM的耐温范围不如PTFE，它适用于工作温度不超过100℃的卫生级应用过程（图1），例如，纯化水系统。需要注意的是，因EPDM遇有机物会发生溶胀，因此，不推荐将EPDM膜片用于矿物油和植物油、植物和动物脂肪、脂肪族或芳香族碳氢化合物、炉代溶剂或浓酸等工况。

　　图1 EPDM膜片

　　FKM是氟橡胶的缩写，指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟橡胶除了具有橡胶所特有的高弹性外，氟原子的引入也赋予了氟橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性等特征。

　　聚四氟乙烯（Poly Tetra Fluoro Ethylene，PTFE）是由氟乙烯合成的含氟聚合物，属于氟塑料的一种。PTFE的化学惰性可防止交叉链接，因此无“记忆”，即不能像弹性体那样回复到其原始形状，该材质在张力下回产生蠕变和变形，即所谓“冷流”现象。

　　PTFE有着宽广的温度适用范围（－200～260 ℃），同时具备良好的抗积压、耐腐蚀、无老化问题、抗水气及紫外线、无毒性等特性。单纯的PTFE膜片在受到130℃以上的温度和交大的温度变形时，会产生较大的变形，造成膜片变形、损坏。EPDM/PTFE复合膜片（图2）有效解决了耐温和韧性需求，它既具有EPDM的高弹性，又具有PTFE的高温、耐腐蚀性，因此，在注射用水或纯蒸汽等高温的卫生型工况中得到了广泛的应用。

　　图2 EPDM/PTFE复合膜片

　　除了具备普通EPDM/PTFE膜片所具备的、经过时间检验的特性外，加强型EPDM/PTFE膜片具有很多其它优点。

　　即使在较大负载下，加强型EPDM/PTFE膜片的变形也小得多，与普通EPDM/PTFE膜片相比较，加强型EPDM/PTFE膜片受高温和温度变化的影响也要小得多，其紧凑的聚合物结构，降低了膜片的渗透性、提高了过程质量。同时，加强型EPDM/PTFE膜片在张力下变形度要比普通EPDM/PTFE膜片小得多，在重复负载和高温情况下，此优势更为显著。

　　隔膜阀的密封系统直接影响者纯化水与注射用水的产品品质。传统的阀门密封系统通过膜片上的密封轮廓来达到密封效果，阀体本身通常没有额外的密封轮廓，由于膜片与执行机构之间通过螺栓固定，于是密封面就形成一个环形的缺口（图3b），介质会在每个关闭动作时渗透进去，并且在阀门打开时被排出，虽然隔膜阀的功能原理已经做到了最小的死角，但这么小的量也足以污染接触的纯化水或注射用水。

　　图3a是新研发的无死角型密封设计，并经过了EHEDG（European Hygienic Engineering and Design Group）的全面测试与验证，其阀体和膜片具有一个密封的轮廓，这种设计使得膜片在与阀体挤压时，环形间隙大大的降低，防止了介质的进入。

　　（a）无菌性密封设计（b）常规密封设计

　　图3 密封系统的比较

　　为了确保介质的纯度，不仅要防止生物膜的形成和微生物污染，而且还要防止膜片析出物进入介质。FDA cGMP与USP都规定了要做非金属物质的相应限制值提取实验，只有符合CFR第21段177条或者USP第5段中的材料，才能给予认证证书。

　　相关材料证明及认证的证书都需要完整的资料说明。CFR 21第820条明确规定每一组批号或是组件必须确保其可追溯性及有相关标识。

　　如果在此过程中发生任何问题，通过相关文件可帮助人们采取适当的措施来预防危害人类和环境的事件发生（例如召回问题组件）。

　　对于膜片来说，可追溯性主要是确保膜片上提供了制造商的生产日期及膜片材料这些相关信息，此外，膜片的生产日期也有助于根据DIN7716计算膜片最长的存储时间。如果膜片存储得当（放置于阴凉，干燥，通风且无重物压附的地方），三元乙丙橡胶（EPDM）的使用寿命为五年，聚四氟乙烯（PTFE）的使用寿命为十年。

　　当然膜片的最长存储时间并不代表其使用寿命，膜片在进行过开关操作后属于易损件，必须定期进行更换。膜片的使用寿命很大部分取决于应用的工况，因此其维修周期无法提前给出精确的说明，一般情况下，维修周期基于其相关的数据经验。

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