一文了解：电解槽密封材料对寿命的影响

电解水制氢装备市场快速崛起，对实际运行的可靠性、稳定性、密封性、寿命等提出考验。密封垫片是电解槽关键材料之一，主要解决极片与极片之间的绝缘问题，关系到电流效率和安全问题。绝缘性能的好坏一方面影响气体产量和稳定性，另一方面也间接决定了极板和隔膜的使用寿命。

碱性电解槽的工作环境比较苛刻，面临高温高压、强腐蚀等诸多复杂环境的考验，尤其是在电解槽运行过程中反复启停的情况下，由于热胀冷缩容易造成电解槽槽体渗漏，因此对电解槽密封性能提出了极高要求。

碱性电解槽封装一般采用压滤式结构，密封系统为平垫片密封，通过拧紧螺栓，使极板框与垫片接触表面及垫片内部产生较大的压紧应力从而紧密结合，以填满极板表面的微孔隙和减小垫片本身的孔隙率来实现密封。

密封垫片性能的好坏在很大程度上影响电解槽的安全性及使用寿命，压缩回弹性、蠕变松弛性是衡量密封垫片性能的重要指标。碱性电解槽的密封垫片主要受压力作用，压缩回弹性体现了填补密封表面缺陷并进行弹性补偿维持密封能力；蠕变松弛性反映了垫片材料抵抗应力松弛和变形的能力，它直接影响密封件的密封性能和使用寿命。

随着电解槽工作时长的增加，如果密封垫片性能不佳，会容易出现槽体密封泄漏。如渗透泄露，密封垫片多为氟塑料制品，材料本身有着无数微小间隙，在电解槽高压力作用下，介质很容易经材料内部的孔隙渗透出来；界面泄漏，垫片密封一般由连接件（如法兰）、垫片和紧固件（如螺栓）等组成，在高温高压的作用下，螺栓变形伸长，垫片会蠕变得松弛、回弹能力下降，造成垫片与法兰密封面之间的泄漏。

“一台1000标方的碱性电解槽一般需要300多片密封垫片，在运行过程中就算只有几片垫片出现问题，要进行修复的话，也需要把全部的垫片都更换一遍。”一位业内人士表示，垫片密封时会有一个压紧的过程，必须要确保所有密封垫片的新旧程度、变形程度都是一样的，才能够保证不泄露。

所以，总结一下，电解槽密封的性能要求有以下几个方面：

1.不泄露耐强碱性腐蚀：该项是基本要求，因为工作环境处于一个强碱性（25%~30%的氢氧化钾溶液）的环节。

2.耐高温、耐高压性能：工作环境属于高温高压，上面有提到一般的工作温度和压力。

3.良好的压缩性和回弹性：压缩和回弹性主要用来弥补极板的一些缺陷和表面孔隙以及弹性补偿的能力。

4.较低的蠕变以及应力松弛率：是表征材料抗变形和维持螺栓参与载荷的能力。

5.良好的绝缘性：避免两极之间产生电弧引发重大安全事故。

6.符合环保的要求：这个一般是有一些政策和法规的要求。

7.长期使用后不与极板发生粘连，易容易更换：在电解槽长期使用大修解体后极板表面产生垫片粘结残留会很难清理。

国内碱槽密封材料经过石棉橡胶板-“布垫合一”隔膜垫片-聚四氟乙烯（PTFE）类填充垫片等多次技术迭代升级，现阶段国内常用的电解槽密封垫片上游原材料主要是PTFE， PTFE再经玻璃纤维、氧化铝、石墨等增强填料填充改性后模压烧结加工形成密封垫片。

此外，密封除了材料本身之外，密封安装工艺、良好的密封结构设计也格外重要，好的垫片材料结合优秀的密封结构设计以及高水平的密封安装工艺，能有效增强电解槽整体密封效果。

在提高密封垫片性能的探索上，永氟新材料也从材料配方和加工工艺两方面进行开发：配方方面主要表现在原材料配比及填充材料进行表面、化学复合改性，通过复合改性技术改善PTFE与填料组分的混合粘结性，从而改善其密封性能；加工工艺方面，通过热塑性塑料工艺，经注塑、拉伸处理后成型，进而得到较模压成型性能更好的产品。