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[技术规程] 橡胶衬里(衬胶)

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一、          

    橡胶衬里是选取一定厚度的片状耐蚀橡胶料,贴合在基体的给定表面,形成连续完整的保护覆盖层,藉以隔离腐蚀介质对基体的作用,达到防腐蚀的目的。它是一项经济实用的传统防腐施工技术。
    通常把具有橡胶弹性的高分子材料通称为橡胶或弹性体。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。由于橡胶具有一些特有的加工性质,如优良的可塑性、可粘结性、可配合性和硫化特性等,从而赋予橡胶衬里技术的可行性和实用性。橡胶衬里是最充分的利用了橡胶的优异特性。在橡胶加工及衬里工艺中主要是解决胶料塑性和弹性的矛盾过程。它是先将具有弹性的生橡胶通过素炼变成塑性的塑炼胶,添加适量的配合剂进行混炼、压延、出片、贴合和硫化等步骤,最后获得具有实用价值的高弹性或硬质胶的耐蚀橡胶覆盖层。
    橡胶衬里的主要优缺点如表5-1所示。由于橡胶制品不仅具有耐化学药品性能好,而且具有特殊大分子结构所赋予的高弹性,以致兼备优良的耐磨蚀、防空蚀、适应交替变形和温度变化等宝贵的特性。
    橡胶衬里的应用已有百余年的历史,近年由于橡胶品种增多,加工技术进步,施工装备及检测手段的完善,目前已形成了配套胶料生产和施工技术较先进的耐蚀橡胶衬里行业。在化工、冶金、电力、矿山、轻工和制药等行业中橡胶衬里仍得到广泛地采用。

5-1  橡胶衬里的优缺点
    
    
1、未硫化胶料具有可塑性、可进行复杂形       状设备的衬覆
2、重量轻,衬里设备易于搬运
3、衬里工艺简单易掌握
4、损坏的胶层易修复
5、常压大型设备的衬胶可在现场施工
6、衬胶层能保持设备中产品的纯净
7、  衬胶层可延长设备的使用期和简化设备结构
8、  衬胶层的整体性好、致密性高,可在复    合衬里中作为防渗层选用
9、橡胶衬里的价格较低
1、耐热性较差。硬质胶的使用范围为0~85℃,软质胶为-25~+75℃
2、    对强氧化性介质的化学稳定性差
3、    衬胶层易被硬物损伤
4、    溶剂能使胶层溶胀
5、    胶层遇高温分解,衬胶设备不能焊接
6、    橡胶的导热性差,不能用作传热
7、    硬质胶衬里的设备不宜在-5℃以下使用或保管
8、    硬质胶的膨胀系数比金属大3~5倍,在温度剧变时胶层会开裂、脱层
9、    衬胶时所用的物料易燃、有毒、必须注意安全操作


二、            
(一)     橡胶品种
橡胶的品种很多,衬里用的橡胶品种主要有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)等。
    这些橡胶的综合性能如表5-2所示。
(二)     配合剂
通常,在橡胶中必须添加适量的化学物质以改善橡胶的性能和满足加工工艺的需要,并且有利于降低成本,最终使胶料更有实用价值。橡胶中添加的化学物质通称为配合剂。

5-2  橡胶的综合性能
性能品种
天然橡胶
丁苯橡胶
氯丁橡胶
丁基橡胶
顺丁橡胶
比重
0.93
0.94
1.15—1.25
0.93
0.95
伸长率%
600—1200
300--800
400--1000
400--800
400--1000
抗张强度MPa
20--40
0.7--35
10--35
10--21
25--45
使用温度℃
-5--+80
-5--+80
-5--+80
-35--+150
-35--+120
压缩永久变形
抗撕裂性
耐磨性
耐燃性
耐热老化性
耐油性
耐溶剂性
耐酸性
耐碱性
耐水性
耐候性
与金属粘合性
加工特性
橡胶配合剂的种类很多。它们在橡胶中所起的作用可分为:硫化剂、硫化促进剂、促进助剂、增塑剂、补强剂、防老剂、填充剂、着色剂和特性助剂等。每种化学物质在不同的橡胶中可起着不同的作用,而在同种橡胶中也可同时起着多种作用。配合剂分类时一般以其在橡胶中所起的主要作用为代表,选用时应特别注意。
(三)     胶料配方
1、      配方设计
胶料是由橡胶和配合剂按一定比例、通过适当的工艺过程而制成。胶料的配方设计就是选择橡胶和配合剂的品种,确定最优化的组分,采用合理的工艺条件和质量控制手段,生产出最佳综合性能的胶料。由于胶料的性能决定了橡胶衬里层的主要性能和使用寿命,因此胶料的配方设计是一项最基本和特别重要的工作。
2、      典型配方
衬里用的胶料是根据使用要求而设计的。目前已有配套胶料的系列制品供选用,其最佳的典型配方可分如下几类。
(1)    加压蒸汽硫化用胶料的标准配方  此系列胶料均需放在硫化釜或衬胶设备本体中采用加压蒸汽进行硫化,典型配方如表5-3所示。

5-3  加压蒸汽硫化用胶料标准配方
  
硬质胶料
半硬质胶料
软质胶料
新号
509
S1001
24
9067
402
9071
407
9064
41410
403
旧号
509
509-1
509
1814
1814
1751
1976
1976-5
天然橡胶
硫磺
促进剂D
氧化镁
氧化锌
软质碳黑
喷雾碳黑
硬质碳黑
硬质胶粉
滑石粉
重晶石粉
陶土
松焦油
沥青
凡士林
白蜡
黑油膏
古马隆
防老剂D
硬脂酸
100
43
1
2
5
60
10
1
100
43
1
2
5
70
1
100
43
1
3
30
30
13
100
59.13
1.8
23.67
2.7
30.01
18.90
5.4
100
43
1
2
5
60
2
100
30
1.2
6
75
10
100
20
1
2
5
60
10
2
100
3.6
8
60
10
10
100
3
5
60
8
12
1.5
100
4
1
3
5
15
40
50
4
2.5
2
2.5
1
(2)    加压热硫化并用胶料标准配方  天然橡胶和丁苯橡胶混炼的胶料,其化学稳定性和主要物理机械性能等方面与天然橡胶制成的胶料没有明显的区别,它的衬里工艺也完全相同。此项并用胶料的年典型配方见表5-4所示。
5-4加压热硫化并用胶料标准配方
  
硬质胶料
半硬质胶料
软质胶料
27
25
28
26
天然橡胶
丁苯橡胶
硫磺
氧化镁
促进剂D
高耐磨碳黑
喷雾碳黑
硬质胶粉
滑石粉
重晶石粉
陶土
沥青
凡士林
黑油膏
亚麻仁油
60
90
64.5
3
4.5
88
15
4.5
40
60
65
25
2
3
3
19.9
10
3
5
60
90
45
9
3
112.5
10.5
3.3
40
60
3.6
8
6
10
10

(3)    常压热硫化胶料基本配方  常压热硫化制度可采用热水或蒸汽为传热介质,在常压下95℃左右的温度中约经20~72小时的硫化才能使胶料达到正硫化程度。典型配方见表5-5所示。
5-5常压热硫化胶料基本配方
  
硬质胶料
软质胶料
1
2
1
2
天然橡胶
丁苯橡胶
硫 磺
氧化镁
氧化锌
硬脂酸
炉法碳黑
沥青
机油
促进剂D
促进剂M
促进剂TMTD
防老剂D
50
50
35
7
7
2
90
2.5
2.5
3
7
2
100
35
7
7
2
80
1
2
1
3
2
100
0.5
5
1
90
0.5
2
3
100

2.2
5
1
25
5
0.65
1

(4)    热硫化用合成橡胶料参考配方  热硫化用胶料的典型配方如表5-6所示。表列的配方均为软质胶料的参考配方,需用热硫化。
(5)常温(自然)硫化用胶料参考配方  常温硫化用胶料有两种,一是未硫化胶料,选用常温硫化的胶浆粘合,在室温下同步达到正硫化程度;一是已硫化的软质胶料,经常温硫化的胶浆贴衬后,在室温下胶浆硫化而具有使用价值。此项典型配方如表5-7所示。
5-6热硫化用合成橡胶料参考配方
  
氯丁胶料
丁苯胶料
丁基胶料
6414
1
2
3
1
2
1
2
合成橡胶/份数
硫磺
氧化镁
氧化锌
硫酸钡
槽法碳黑
炉法碳黑
硅胶
高哈土
陶土
促进剂TMTD
促进剂MBT
促进剂TMT
尼奥棕D
防老剂BLE
防老剂A
2-巯基咪唑啉
防老剂TPPD
硬脂酸
石蜡
氯化石蜡
凡士林
邻苯二甲酸二丁酯
机油
松香
煤焦油
CR/
100
4
5
80
2
1
10
1
CR/
100
7
5
40
40
1
5
5
CR/
100
4
5
6
20
5
20
1
0.5
0.5
3
5
CR/
100
4
5
20
80
1
2
3
12
SBR/
100
3
5
50
3
1
5
5
SBR/
100
2
7
60
0.25
0.5
4
1.6
HR/
100
2
5
50
0.5
1
3
HR/
100
1.5
100
0.5
1.1
3


5-7 常温(自然)硫化用胶料参考配方
  
未硫化胶料
预硫化胶料
1
2
1
2
橡胶/份数
硫磺
硫油膏
促进剂P
促进剂576(胺类)
促进剂M
促进剂TMTD
硫化剂CA
抗氧剂
氧化锌
氧化钙
陶土
石墨片
炉法炭黑
槽法炭黑
红铅
硬脂酸
操作油
香豆树脂
芳香油
天然胶/100
2
0.6
0.6
5
2
40
40
1
7
氯丁胶/100
10
2
2
30
20
0.5
0.5
5
12
丁基胶/100
2
0.5
3
5
30
70
25
0.5
丁基胶/100
1.5
1.5
1.5
5
50
3
(6)    胶浆用胶料基本配方  胶浆用胶料的品种较多,选用时应注意所粘接的胶料种类不同、硫化方法不同而配套使用,这样才能保持胶料和胶浆在一定的工艺条件下达到同步硫化。常用胶浆用胶料配方见表5-8所示。表中加压热硫化胶浆料栏内1、S1002、9066和401等牌号胶浆可用于表5-3及表5-4中的硬质胶料和半硬质胶料等牌号胶料的粘接;而7038胶浆适用于表5-3及表5-4中的软质胶料的粘接。表中常温热硫化胶浆用胶料栏内的1、2、胶浆可用于表5-5中硬质胶料与金属基体表面的粘合;栏中3胶浆是按一定的比例将A和B两种胶浆相混合后使用,可供常压热硫化中胶料与胶料的粘结。表中常温硫化胶浆料可供表5-7常温硫化用胶料衬里时选用。
5-8胶浆用胶料基本配方
  
加压热硫化用胶浆料
常压热硫化胶浆料
常温硫化胶浆料
1
S1002
9066
401
7038
1
2
3
88-1
88-2
3
A
B
天然橡胶
氯丁橡胶
硫磺
氧化锌
氧化镁
氧化铅
氧化铁红
碳酸钙
松脂
重晶石粉
醋酸钠
防老剂D
促进剂D
促进剂DM
促进剂TMTD
炉法炭黑
陶土
异氰酸酯
叔丁基酚醛树脂
100
39
5
20
99
0.5
100
38.7
4.13
19.96
79.6
0.97
100
38.7
4.13
79.96
19.6
0.97
100
39
5
20
59
0.5
40
100
4
5
1
100
20
140
10
5
20
100
20
150
30
100
10
0.5
0.5
0.5
30
100
2
10
30
100
10
10
0.5
85
100
5
8
100
100
5
4
2
55

3、      胶料加工工艺
(1)工艺流程  将生橡胶和多种配合剂经过各种预处理、称量配合、混炼、轧片、硫化等工序而提供合格的橡胶制品的工艺过程统称为橡胶加工。在橡胶衬里中所需的胶料一般是由橡胶厂供应的未硫化胶料,在施工时经过下料、贴衬、硫化等工序才完成加工全过程;但是预硫化用胶料的加工则须在橡胶厂进行硫化,提供合格的软质橡胶制品图5-1表示了橡胶加工的工艺流程。
配合剂        预处理































未硫化胶料


预硫化胶料

    

图5-1  橡胶加工工艺流程示意图
(2)胶浆的配制  将胶浆料溶解在定量的汽油或其它的溶剂中可制成胶浆。配制胶浆用胶料牌号必须与衬里用的胶料牌号相配套。胶浆中的胶料应全部溶于溶剂中,不得出现结块、沉淀或翻花现象。配制好的胶浆应贮放在密闭的容器内,置放在阴凉通风的场所。保存期一般为三个月。
     配制胶浆时胶料和汽油的配比选择,应与金属的材质、表面粗糙程度、施工环境的温、湿度、刷胶遍次及涂刷方法等有关,一般可按下列配比范围内酌情选配。例如用于粘贴硬质胶料或半硬质胶料的胶浆配比为1︰6~20;用于粘贴软质胶料的胶浆配比为:胶浆料与汽油的质量比为1︰12~15。
(四)胶料的规格与性能
1、      胶料的规格
厚度:2.0±0.3mm; 3.0±0.5mm
宽度:不小于500mm
长度:不小于5000mm
胶料的宽度增加可以减少衬层的搭接缝,提高衬胶层的整体性和省料,但胶料过宽却难于粘贴,常有皱褶缺陷,影响衬胶质量,一般胶料的宽度从900~1000mm为宜。衬里用胶料的外观为黑色,表面应平整 光滑、无皱褶、无裂纹、厚度均匀;胶料不应有大于0.5mm的夹杂物存在;胶料允许有2mm2以下的气泡发生,在1m2面积胶料上不大于5mm2的气泡不得多于三处;使用前,胶料应仔细检查,如发现超标的气泡应刺破补好修平,用电火花检测仪进行检查不得有针孔缺陷。胶料存放期一般为六个月。
2、胶料的性能
衬里用的胶料物理机械性能应符合表5-9、表5-10及表5-11所列的各项质量指标要求。
5-9  加压蒸汽硫化胶的机械物理性能质量指标
    
硬质胶
半硬质胶
软质胶
胶浆胶
可塑度(未硫化)                  
抗折断,Mpa               不小于
冲击韧性值,kgf·cm/cm2    不小于
马丁耐热度,℃             不低于
扯断力,Mpa               不小于
扯断伸长率,%             不小于
扯断后永久变形,%         不大于
粘结力(硬质胶、半硬质胶与碳钢),Mpa
不小于
耐酸系数(室温×240h)     不小于
60%H2SO4
50% H2SO4
30%HCL
0.35~0.45
65
2
55
0.90
0.90
0.35~0.45
60
2
50
0.90
0.90
0.35~0.45
9
500
50
0.85
0.90
0.35~0.45


6
注:1 kgf·cm/cm2≈0.1J/cm2

5-10 常压热硫化胶机械物理性能质量指标
    
常压热水硫化胶
常压蒸汽硫化胶
硬质胶
软质胶
硬质胶
软质胶
扯断强度,Mpa              不小于
扯断伸长率,%              不小于
结合力(硬质胶与碳钢)Mpa  不小于
硬度(邵氏A),0Sh
6
90±5
12
350
70±5
6
98
10
350
55~70

5-11 常温硫化软质胶机械物理性能质量指标
    
预硫化丁基胶
自然硫化胶
扯断强度,Mpa              不小于
扯断伸长率,%              不小于
软胶与金属剥离强度,        不小于
N/cm
N/2.5cm
硬度(邵氏A),0Sh
5
400
70
47~57
10
350
70
55~70

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三、        橡胶衬里施工
(一)          天然橡胶的衬里施工
1、工艺流程
天然橡胶或天然橡胶与丁苯橡胶并用胶,首先需经橡胶加工制得未硫化胶料及配套用胶浆,然后在除锈的金属表面进行贴胶,最后硫化而完成橡胶衬里的全过程。其衬胶工艺的基本流程如图5-2所示。

橡胶加工
胶料检查
胶浆胶切块
设备表面处理
  刷底涂料





  
下料裁剪
胶浆配制
修整缺陷




                      
刷 胶 浆
刷 胶 浆
胶料贴合
成   品
中间检查
硫   化
检查、修整












图5-2  天然橡胶衬里工艺基本流程示意图
2、      施工准备
(1)        施工场所  衬胶场所应设立在专门的车间内或密封性能较好的临时工作房中,保持室内干燥、无尘、和具有良好的通风环境;由于衬胶所用的物料多为易燃易爆物品,厂房应符合一级防爆要求,不得使用明火加热。在设备内衬胶操作时,应保持良好的通风和安全照明。
施工环境温度以20℃为宜。当温度低于15℃时,胶料开始发硬,影响衬胶操作和贴合质量,另外,胶浆涂刷后溶剂不易挥发,长时间不干,也影响粘结力。倘若室温高于35℃时,胶浆涂刷后,表面的溶剂蒸发过快,将会形成干膜,内部的溶剂不易挥发,留在胶膜中而易出现起泡等质量问题。
施工环境的湿度以不大于85%为宜。相对湿度过高,金属表面易生锈,胶浆干燥时间太长,有时候会出现结露,直接影响其粘结力。
在衬胶场所内靠近操作台的附近,应装置测量温度及湿度的仪器,以便及时检测,尤其是在黄梅季节中施工,更应及时采取措施有效控制环境的露点,保证衬胶时表面不能出现水珠集结的现象,以提高衬胶的质量。一般要求在高于露点以上3℃的环境施工,就可得到正常操作和满意的衬里质量。湿空气的露点可按表5-12中查得(举例:气温21℃,相对湿度85%时,则露点为18℃)。
表5-12  湿空气的露点
相对湿度,% 环境空气的湿度,℃
4 10 16 21 27 32 38
90
85
80
75
70
65 3
2
1
1
-1
-2 8
7
7
6
4
3 14
13
12
11
10
8 19
18
17
17
16
14 25
24
23
22
20
19 31
29
28
27
26
24 36
35
34
33
31
29


(2)  设备表面处理  衬胶设备的质量除了与橡胶的性能有关外,也与衬里设备的材质、结构、加工和表面状态有直接的关系。为保证衬胶的质量,必须在施工前按照HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》中第2、3章有关规定,进行严格的检验,合格后方可施工。
    设备表面处理是保证施工质量的重要环节,也是防腐蚀施工的头道工序,它对衬胶层的质量和使用寿命起着决定性作用。通常,设备表面的处理是采用加压式干法喷砂除锈,最后可得到显露出金属本色的并具有一定粗糙度的设备表面。处理后的表面应符合GB8923-88中的Sa21/2级质量要求。在冬季,喷砂除锈的设备运进室内应放置一段时间,使设备表面温度与室温平衡后,才进行表面清静和刷底涂料或胶浆,这样可避免设备表面由于温差过低发生水分凝聚而影响衬胶的质量。
(3)    胶料及胶浆  根据设计图纸的要求选用相应的胶料和胶浆。胶料或胶浆胶在常温下有自硫化倾向。如果存放不当或胶料、胶浆胶超过了制造厂规定的使用期,有可能产生自硫化现象,从而使胶料的塑性明显降低,胶浆胶则在汽油中溶解困难,粘结力会降低。因此,对于超过使用期限或对粘结性能有怀疑时,应对该批胶料、胶浆胶进行复检,质量合格才能使用。
胶浆配好后应密封贮存在通风阴凉的地方,这会延长胶浆的使用期限,但存放时温差不应太大,以防胶浆中析出硫磺,影响衬胶质量。胶浆配制完毕应静置一天以上,将沉积在底部的残渣杂物弃掉,但胶浆中原有的组分,如填料等,不能以杂质被除去。
胶料通常在压延出片时采用干净的白布或清洁的聚乙烯薄膜衬垫卷包,以保持胶料表面的洁净和平整,提高衬胶层的粘合性能,因此,胶料的包装应保持完好并存放在专用台架上,避免受压变形。
(4)    专用工具及设备  施工前应准备好下料裁剪的工具、贴衬用的烙铁、压辊和加热设备。同时还要检查吊装设备和硫化装置是否完好,蒸汽供应是否充足稳定等等。
3、      胶料裁剪
   胶料首先要进行质量检查,如有气泡、针孔、较深的压痕等缺陷,严重时应剪去不用。超标的气泡可用针刺破、放气并用胶料补好,热烙压平。胶料表面出现硫磺、滑石粉、线头杂物时须要刷除干净;如有油污、水珠时应用干布蘸汽油擦净。
      根据图纸或实物尺寸按一般钣金工展开下料。如为搭接时必须把胶料留出足够的搭接边量;选用对接时胶料的坡口处要做到密合平整。
   下料应准确尽量减少接缝,充分利用胶料。形状复杂的工件需要制作样板,按实样下料。如果下料的余留量不够,在贴衬时禁止采用拉伸胶料的方法强行搭接,这时可另行下料补全,避免由于拉长胶料造成衬胶层变薄或收缩脱胶等缺陷。
    胶料裁剪时应按划线均匀裁片。胶料的削边应平直、宽窄应一致,其削边一般为30~45°的坡口,这样的胶料在粘贴后不会截留空气。
   多层胶料衬里时,相邻胶层的接缝应错开,净距不小于100mm,这是为了方便操作,同时也为了防止接缝泄漏时形成贯穿缝之故。
4、      涂刷胶浆
胶浆涂刷遍数直接影响到胶料与金属的粘接力。根据试验,在金属的表面涂刷胶浆三遍,胶料的粘合面上涂刷胶浆二遍,衬贴经硫化后其粘结强度已达7.4Mpa以上,满足了衬胶的要求。
涂刷胶浆前,应除去金属表面的粉尘或毛刺,然后用汽油擦抹去脂。胶浆在使用前应搅匀,粘度应符合要求。涂刷胶浆应薄而均匀,不得漏涂,防止表面堆积、流淌或起泡;前后两遍的涂刷方向应纵横交错、顺次操作。胶膜的干燥时间应掌握好,一般涂刷第一遍胶浆后,晾干至不粘手时便好涂刷下一遍,最后一次涂刷胶浆时,应在贴胶前1.5~6小时内进行。胶浆涂刷完毕、应防止灰尘、油、水或机械杂物的落入,以保证贴合面清洁,提高粘合力。
胶浆的粘度必须调制适度,胶浆过于粘稠时,容易出现胶膜干燥的假象,实际上,胶膜的表面层已干燥而内层尚未干透,这样在硫化后会造成衬胶层的起泡缺陷。
设备表面微小的凹陷、砂眼或无法进行修磨的焊缝,以及需要胶条的转角处,应在涂刷最后一遍胶浆前,用刷过胶浆并经干燥的胶条填塞,然后烙成圆滑过渡,保证衬里表面光滑平整。
在常压或正压条件下使用的衬胶设备、管道和管件,可选用挂线排气法施工。这是利用干燥的棉纱线的毛细管作用,导出衬胶层与设备表面之间的残留气体,使之排到设备外部的一种措施,这可避免残留气体因膨胀而导致衬胶层起泡的发生,根据被衬胶的工件形状和表面缺陷分布情况,挂线排气法中的棉纱线的排列可采取单线、双线或线网。排线是在设备表面涂刷三遍胶浆后,胶膜接近干燥时用4~5根棉纱线合股(直径1~2mm)沿着设备的缺陷部位排列贴附,并由附近的法兰处引导至设备外面。对于不同的缺陷可选用如下的排线方法。
(1)  凹凸不平处  如是个别部位的凹凸时,可用一般纱线引出设备外面,若是大面积的不平处时,可用方格形排列线网导致设备外部。
(2)  焊缝突起处  选取两股棉纱线分别排放在焊缝的两边,并引至设备外部。
(3)  铆钉的凸出处  用棉纱线沿铆钉周围逐个缠绕,然后导出设备外面。
(4)  单面焊缝部位  设备内表面的焊缝缺陷处,可用一般棉纱线引出设备外。
(5)  设备的底与壁交界处无圆弧过渡时,可用一般棉纱线沿界面排列一圈,并由附近的法兰处引至设备外部。
    挂线排气法不适于真空条件下使用的衬胶设备。
5、      胶料贴合
   胶浆涂刷后,当胶膜干至不粘手时就可进行贴合操作。胶料贴合的结果直接关系到衬胶层的最终质量。胶料贴合不规范时,通常便会出现衬胶层的起泡、脱层、搭边不匀、针孔和皱褶等缺陷。引起这些缺陷的主要原因是涂刷胶浆的干燥程度不够、环境温度低、湿度高、刷胶不匀、除泡不净、制件缺陷处理不当、贴合不平、烙胶不实等所致。
    贴合操作应首先将涂好胶浆的胶料用洁净的垫布卷起来,顺次送入设备或管道内选取合适的部位进行胶料的铺放贴平,注意防止胶料起褶或受拉变薄。胶料的铺贴顺序应根据工件的具体情况而定,如一般立式设备衬胶时,常是先衬器底后贴器壁,大型立式设备则是由上而下进行铺贴;卧式设备一般采取转动设备本体逐次铺衬的方法,如无转动条件时可先衬设备的两端封头,然后先贴上面再铺下面的顺序进行;管道的贴胶操作有的是采取转动管子顺次铺贴,有的是选用预制的胶料管直接送入贴合的。胶料铺贴后随即进行排气压实的操作。常用的胶料贴合有热烙法、热贴法和压轮滚压法等方法。
(1)    热烙法  它是衬胶中传统的烙胶方法。首先把胶料铺放在正确的位置上,从胶料的一端开始用热烙铁一边压贴、一边将垫布抽出,依次烙合,务必排净胶料与设备表面之间的气体,不得漏压。胶料的接合缝必须烙压严实,边缘应呈圆滑过渡,保证胶料不翘起或剥离。烙胶过程中需注意烙铁的温度,一般控制烙铁在100~180℃为宜。在烙胶时,如有气泡出现,可用扎针刺破,排净气体,随即烙压封平。烙铁在胶料上运行应保持用力均匀和方向一致,避免往返或划圈的操作。烙铁的宽度每次应重合烙印的1/3,通常应进行两遍的烙胶操作。
(2)    热贴法  它是将涂刷过胶浆的胶料置于铁台上,采取间接加热,使胶料预热到50~60℃,用垫布把胶料卷好,随即送入设备中,对好位置,边铺放胶料边把垫布抽出,然后用特制的布卷或棉纱球依次擦抹胶料,排除其间的气体,在边缘和转角处可先用压滚压实,然后使用布卷擦抹。这种贴合方法的特点是胶料受热后会变软,这时极易与金属表面贴合,衬贴的速度较快、操作简单、环境安全。但当设备的焊缝不规则时,不易把胶料压实贴严;贴胶操作时劳动强度比热烙法大;衬里设备的形状复杂、面积较小时,不宜选用此法施工。
(3)    压轮滚压法  也称冷滚法。它是采用金属制的带棱纹压轮在铺放好的胶料上进行定向的滚动,达到排气压合的一种贴合方法。当胶料在设备的表面铺附并将垫布全部抽出后,即可从胶料的中部开始滚压,务使气体依次往两边赶出,压滚移动的幅度为100~200mm,每条压合部位应互相重压1/3左右,压滚应保持用力均匀的往返运动。在贴衬转角或搭边部位时,应先滚压转角与搭边部位,然后滚合其它的部位,待全部衬贴完毕,再用80~100℃的烙铁把胶料的接缝加以烙平。冷滚法具有操作环境良好、衬胶质量高、使用工具简单,但施工速度较慢等特点。在真空较高的条件使用的衬胶设备,通常选用压轮滚压法进行贴合,以增加胶料与设备表面的粘结强度,保证衬胶的质量和满足使用的工况要求。
    在管道衬胶的胶料贴合方面,公称直径大于200mm的管道,一般多选用热烙法施工;而直径小于200mm的管道,一般采用压缩空气或蒸汽顶管的贴合方法操作。汽(气)顶管的贴合是基于施加一定的压力,推使特制的砂袋或梨形胶团在衬胶钢管内移动,从而把预先送入的胶料衬贴在钢管内壁的一种特殊方式。顶管所需的压力是由蒸汽或压缩空气供给的。特制的砂袋是按不同的衬胶管规格缝成布袋,在其中先装入大部分的细砂,再充以木屑,注意袋子不要装得过满,应留有一定余量,以便受压时砂袋与管壁紧密接触不至漏气,砂袋的一端应设有钢套环,以挂接钢丝绳之用,砂袋的长度一般选取管内径的1.5~2倍为宜。梨形胶团是由软质橡胶制成的各种规格的梨形胶球或实心胶团,在其小头端部镶有钢丝套环,便于与钢丝绳挂接。汽(气)顶管贴胶的程序是在胶料送入钢管后,先将钢管一端法兰和管内100~150mm一段部位的胶料分别用热烙铁压合衬好,然后把管子放在固定架上,用装有细砂的布袋或梨形胶团从已烙胶的管端送入管内,并使钢丝绳与布袋或胶团上的套环挂接,随即安装好进汽(气)的装置,这时可缓慢地通以0.1Mpa的蒸汽或压缩空气,搬动手轮可牵引钢丝绳,从而控制砂袋或胶团以每分钟约一米的速度徐徐前进,管内压力能使砂袋或胶团移动,排除胶料与管子之间的气体并压合胶料,当砂袋或胶团临近被顶出管外时,注意立即停汽(气),卸压后取下砂袋或胶团,最后,将另一端法兰的胶料用热烙铁烙平压实。顶管操作要求胶料裁剪准确,搭接部位的尺寸不可过宽,以免引起胶料出现皱褶缺陷,但接边过窄时易使胶料发生开翘。汽(气)顶管操作的全过程是在压力下进行的,必须注意安全和避免汽烫受伤。
6、      中间检查
设备表面贴胶完毕必须进行中间检查,其目的是把贴合操作中出现的缺陷应在硫化前予以有效消除,以减少硫化胶层发生起泡、开裂、漏电或胶料搭接不良等现象。衬胶层的缺陷一般在硫化前进行处理是很容易的,若待硫化后再作修复就较困难了。中间检查有外观检查和电火花检验等方法。外观检查主要是按照图纸设计要求详细检测衬胶层各节点的部位是否正确,进出管口的搭接位置是否合适,胶层的表面有无漏烙、漏压或烙焦现象,胶料的搭接缝是否贴压密实。对于互相配合的衬胶件必须检测尺寸要求,否则在硫化后如发现部件的公差配合尺寸不适当时,衬里修补就更困难。在检查中发现胶层起泡超标时,可用扎针刺破,排净气体,然后用刷过胶浆并经干燥的胶料填堵针孔,烙平压实。对于绝缘性较好的胶料,每衬一层胶料宜用电火花检测仪检查衬层有无漏电现象。通过全面的质量检测,确认检查无误,所有发现的缺陷应及时完全消除后,方可进行下一道硫化工序的操作。
7、      胶料硫化

表5-13  橡胶性能在硫化过程中的变化
性    能 硫     化     过     程
未硫化或欠硫 正硫化 过硫化
抗张强度
伸长率
永久变形
定伸强度
硬度
弹性
耐热老化性
耐溶剂性
化学稳定性
电绝缘性 小————— →大————— →小
大—————————————→小                      
大—————————————→小                    
小————— →大————— →小
小—————————————→大                      
低————— →高————— →低
差————— →好————— →差
差—————————————→好                      
差—————————————→好                      
差—————————————→好                        

硫化是橡胶分子与硫化助剂发生物理化学反应的过程。硫化可使胶料从塑性变成高弹性的有机高聚物。硫化过程赋予弹性高聚物性质以决定性的影响,特别是胶料的定伸强度、弹性、硬度、抗溶胀性和化学稳定性等有着明显的变化,其它的物理化学性能也得到一定的改善,使橡胶制品具有实用价值。这种硫化物性变化的大小主要与加入胶料中产生硫化作用的硫化助剂选择和硫化条件有关。表5-13示出了橡胶的主要性能在硫化过程中的变化。
橡胶在整个硫化过程可按其性能变化特征分为四个阶段,如:烧焦或硫化起步、欠硫化、正硫化和过硫化。橡胶的硫化程度对衬里质量有很大的影响,如硬质胶衬里在欠硫化时其抗冲击强度、抗撕裂性、耐磨耗性能等都达到了较好的水平,但其抗拉强度,硬度和化学稳定性等较差;当处于正硫化阶段时,胶料的大部分物理机械性能达到最佳值,取得最好的综合平衡;如若继续硫化而进入过硫化阶段,对衬层往往发生“复原”现象,机械强度明显地下降。对于任何橡胶来说,橡胶分子链的交联和断链贯穿于整个硫化过程的始终。到了过硫化阶段,如果交联仍占优势,则橡胶便发硬;反之,如果断链超过交联,则橡胶变软。因此,衬胶设备要求严格控制正硫化条件,获得最佳的衬胶层质量。实际生产中一般通过胶料硫化过程中物性的检测,如胶料的硬度参数,用来判定和控制衬胶层的正硫化点。
橡胶硫化操作应严格控制硫化条件。硫化条件的最终确定应考虑到胶料种类、胶层厚度、工件壁厚、衬贴方法、硫化方式及现场条件等因素。硫化时汽源应充足,汽压应稳定,必须注意硫化全过程中设备本体不得产生负压。
天然橡胶衬里均采用热硫化,它包括加压蒸汽硫化法、常压蒸汽硫化法和热水硫化法等。根据衬胶设备的结构特点和外形尺寸,可选择适宜的硫化方式。外形尺寸较小的设备、管道、管件等可放入硫化罐中进行直接蒸汽硫化、被称为硫化罐硫化法或称间接硫化法;外形尺寸较大而无法放进硫化罐内,但能承载硫化蒸汽压力,并可进行封闭的衬胶设备时,可采取直接向贴胶设备内通入加压蒸汽进行硫化,被称为本体硫化法或称直接硫化法;对于大型常压衬胶设备,它既不能放进硫化罐内而设备又不能承受压力,这可选用特种配套胶料进行衬贴,然后采取热水硫化法也称敞口硫化法或者选取常压蒸汽硫化法进行硫化。对几种硫化方法简述如下。
(1)  压蒸汽硫化法  此法为衬胶制件在硫化罐内用直接蒸汽进行硫化的一种传统硫化方法。加压蒸汽硫化法的热载体是蒸汽。饱和蒸汽的压力与温度存在着一定的依存关系,实际操作中根据胶料的品种等选定硫化制度,严格控制罐内的蒸汽压力和硫化时间,而不测定温度和正硫化点,就能得到质量合格的硫化制品。加压蒸汽硫化法按照硫化全过程的压力变化又可分为分段硫化法和恒压硫化法。厚度较大的衬胶层和硬胶制件,一般采用分段硫化的方法。厚度较大的衬胶层和硬胶制件,一般采用分段硫化的方法。蒸汽压力逐段升高并逐段保压、降压。硫化压力的升降和保压时间取决于衬胶层的厚度、胶种和承载材料的量。分段硫化的目的是使硫化这一热反应所放出的热量及时均衡的导出,不致发生胶料的内部受热焦化,影响衬里的质量。厚度在8mm以下的各种加压蒸汽硫化衬胶的分段硫化制度见表5-14所示。恒压硫化法是采用压缩空气和蒸汽的恒压混气硫化操作,在蒸汽升压前和降压时通入0.3Mpa(3kgf/cm2)的压缩空气,使硫化罐内的压力在硫化全过程中始终保持恒定压力。操作时先向罐内送入压缩空气0.3Mpa,然后逐渐通入空气,置换冷空气,保持压力不变(约40分钟),当冷空气置换完后,保持蒸汽压力在0.3Mpa约3小时,随后逐渐送入压缩空气,相应降低蒸汽压力,最终将蒸汽全部置换,这时罐内的温度已降至约40℃,硫化便告结束。混气恒压硫化法具有工艺简便、效率高、粘接强度大、合格率高等优点。混气恒压硫化制度见表5-15所示。
表5-14  加压蒸汽分段硫化制度
工序 硬 质 胶 半 硬 胶 软硬复合胶
压力,MPa 时间,min 压力,MPa 时间,min 压力,MPa 时间,min
升压
保压
升压
保压
升压
保压
降压
保持
降压
保持
降压
合计 0~0.15
0.15
0.15~0.3
0.3
0.                                                                                  15
0.3~0.15



0.15~0
  20
5
30
180


30



20
285 0~0.15
0.            15
0.15~0.24
0.24
0.24~0.3
0.3
0.3~0.24
0.24
0.24~0.15
0.15
0.15~0 30
30
20
20
20
180~240
30
40
30
20
30
450~480 0~0.1
0.1
0.2
0.2
0.2~0.28
0.28
0.28~0.15
0.15


0.15~0 20
10
10
10
20
180
20
10


30
320

表5-14  加压蒸汽混气恒压硫化制度

工 序 硬  质  胶 软  质  胶
压力,MPa 时间
min 压力,MPa 时间
min
空气 蒸汽 空气 蒸汽
升压
置换
保持
置换
降压
降温
合计 0~0.3
0.            3~0
0
0~0.3
0.            3~0
0 0
0~0.3
0.            3
0.            3~0
0
0 20
40
180
40
10
60
350 0~0.25
0.            25~0
0
0~0.25
0.            25~0
0 0
0~0.25
0.            25
0.            25~0
0
0
  20
30
150
40
10
60
310

   大型密闭容器、反应器、高压釜等受压设备,不能在硫化罐内进行硫化时,可采取直接通蒸汽的本体硫化方式进行。本体硫化的设备,在硫化前应进行必要的准备,如装配蒸汽管、冷凝水排出管、压力表、盲板等。设备的壳体,特别是人孔、接管等突出部位,其外部应采取必要的保温措施,以防局部温差过大,使硫化不完全。法兰处的螺孔位置应加设特制的厚胶垫,将胶层与盲板保持一定距离,防止法兰翻边胶料出现欠硫化和衬层硫化后与法兰面相粘结的缺陷。硫化过程中,蒸汽冷凝液应随时排放,防止设备内积液。蒸汽冷凝液排出管应设置在设备最低处。为防止接管处积液,可在盲板上设置一阀门进行排放凝液。对于没有接管的设备底部,硫化时蒸汽冷凝液会积存下来,可造成设备底部胶层硫化不完全,例如槽车等设备的衬胶硫化时,冷凝液排出管应插入至底部,保持最小的距离,也可采取其它的方法如把槽车放在滚轮上,使其人孔处于设备的最低位置,硫化时蒸汽冷凝液即可从此处及时导出,保证设备衬胶层硫化均匀完全。胶料的硫化条件应由胶料制造厂提供。在硫化前应将衬胶设备的受压强度进行鉴定,并根据当时的汽源提供稳定的气压参数,综合考虑并确定硫化时的操作压力,依照操作压力决定硫化时间,最后提出本体硫化制度。衬胶层厚度不大于6mm时的本体硫化制度见表5-16所示。
表5-16  加压蒸汽本体硫化制度
操作压力(蒸汽)MPa 升  压 保  压 降  压
压力
MPa 时间
min 压力
MPa 时间
min 压力MPa 时间
min
1
2
3
4 0.      3
0.      2
0.12~0.15
0.03(胶层3mm) 0~0.3
0~0.2
0~0.12
0~0.03 60
60
60
60 0.3
0.2
0.12~0.15
0.03 4~5
14~18
30~35
140~150 0.3~0
0.2~0
0.15~0
0.03~0 30~60
30~60
30~60
40
        

橡胶硫化与所有的化学反应一样,随温度升高而加快,并且大体上也适用范特霍夫(Van′t  Hoff)定律,根据这一定律,温度每上升8~10℃(约相当于0.1Mpa的蒸汽压力),其反应速度约增加一倍,或者说反应时间约减少一半;同样,温度的降低,也相应增加反应时间。如果选定低压蒸汽进行硫化时,硫化时间应延长,因此要求施工现场必须连续地监视和严格控制设备内蒸汽压力,硫化过程中冷凝液排出阀不得全部关闭,以免衬胶设备内产生负压造成吸瘪事故。
基于衬里的质量和经济观点来看,橡胶衬里应首先考虑采用加压蒸汽硫化罐硫化方法,其中又以混气恒压硫化操作为佳。因为在蒸汽硫化过程中,采取缓慢升温和降温的原因是由于金属与胶料二者的线膨胀系数不一样,其次在金属器壁和胶料之间也许残存一些气体,如若操作时采取骤然升温或降温,将会使原来存在的气泡迅速鼓胀,增大起泡面积,影响了粘结强度,有时导致衬胶层的脱开。当采用混气恒压硫化时,升温和降温过程始终保持着一定的压力,这使胶料一直处于受压状态下硫化,纵然残存于胶料与器壁之间局部空隙中的少量气体也不至于明显膨胀,从而减少起泡现象。总之,硫化过程采取热法恒压操作可以提高蒸汽升降温的速度,缩短硫化的总时间,同时衬胶层的质量也会得到显著的提高。
(2)  常压蒸汽硫化法  常压大型有盖设备衬胶时,由于不能放进硫化罐内,而且设备壳体又不能承受汽压,这时可选用常压蒸汽的硫化操作。当设备贴胶完毕,盖好密封,然后通入饱和蒸汽;还有采取先向设备罐入一米深的水,再向水中通入蒸汽,使之发生二次蒸汽。硫化时通入的蒸汽应迅速,务使衬里设备内的温度在3小时内达到95℃,并控制保持此温度,在设备常压工况下硫化时间约为20~36h。
(3)  热水硫化法  热水硫化衬胶是以特殊橡胶料的低温活化特性为基础。在胶料的配方中选用了能在低的温度下发生活化的促进剂,这样将会降低硫化温度,加快硫化起步,经一段硫化时间后使得胶料表面迅速变硬而避免胶层受热变形和渗透。热水硫化的主要优点是:水中传热比在蒸汽中更为均匀;水的密度比蒸汽高,硫化速度比较快,所以胶料的变形倾向较小;适用于大型常压设备衬胶和现场施工。热水硫化操作应符合下列规定:设备外壳应保温;有盖设备的顶部应设置放空管与大气相通,无盖设备宜设置临时顶盖或临时过渡段,由于这种硫化至少需要一米水柱的压力,为此可安装一个高出容器顶部1.5m的临时环或管子,以保证设备充水至水面比衬胶的顶点高出1m左右;蒸汽加热器的设计应确保热水温度的均匀,胶层不得受局部过热。热水硫化具体操作,首先向设备内放入工业水,当液面达到设备高度的1/2~2/3时,便通入蒸汽,把水加热至90℃时不应超过4小时,蒸汽连续通入而冷凝水会使液面逐渐升高,直至由设备顶部溢流排出,罐内热水应保温在95℃左右,经过约20~35小时的硫化,设备衬胶层得到充分硫化而硬度达到规定要求。硫化时间的控制是根据事先在设备内挂入相同胶料的试样,通过检测胶样的硬度,待达到规定硬度指标所需的时间来确定硫化终止时间。硫化时间一般取决于硫化温度和胶料的厚度。当衬胶设备硫化完毕,先要停止通蒸汽,待罐内水温自然降到40℃或加入冷水降温后才可大量排水。热水硫化的胶料实际上也可用常压蒸汽或在硫化罐内加压蒸汽进行硫化,总之,这样胶料在蒸汽或水等传热介质中只要温度达到95℃左右的条件下是完全可以达到正硫化的技术要求的。
(二)氯丁橡胶的衬里施工
氯丁橡胶衬里适用于常温进行自然硫化的大型设备衬胶现场施工。常温自然硫化的氯丁胶料在配方组成、混炼出片以及贮运使用等方面均与传统的衬里胶料有很大的区别。衬里用的底涂料、粘结剂和氯丁胶料是配套供应,贮存在0~5℃的冷藏库内备用。
1、        工艺流程
   大型槽罐类设备采用自然硫化的氯丁胶料衬里施工可分三个阶段进行:先衬罐顶;再衬罐壁2m以上部位;最后衬罐壁2m以下部位及罐底。主要工艺流程如下:
搭设脚手架→罐体打磨→喷砂去锈→刷底涂料→
涂粘结剂→下料及涂粘结剂→贴合→中间检查及修整→
拆除脚手架→罐底喷砂除锈→刷底涂料→涂粘结剂→
下料及涂粘结剂→贴合→检查、修理→自然硫化→
最终检查
2、        施工准备
(1)  作业条件  施工现场的环境温度要求在15~35℃,相对湿度不宜超过85%,否则应采取措施防止金属表面结露;施工环境应干洁无尘、无油污,通风良好;进入设备内的操作人员应穿软底鞋袜。
(2)  搭设脚手架  设备内搭设脚手架时,每层按1.7m高度搭设,要求脚手杆与罐壁、顶盖保持150~300mm间距,便于衬里操作,安全可靠。
(3)  材料复检  氯丁胶料及粘结剂是有期限性贮用的特殊材料,施工前应按规范规定进行外观检查和剥离强度的检测,必须符合材料质量要求才可使用。
(4)  罐体打磨  用砂轮机打磨设备表面突出的焊缝和焊瘤,务使设备表面平整,转角处呈圆弧形。
(5)  胶料预热  从冷藏集装箱取出的氯丁胶料,需经解冻和预热后方可下料。预热平台的温度宜为50~60℃,预热时间不宜超过30min。
3、        喷砂去锈
设备表面必须按照传统的喷砂法进行去锈,表面预处理质量等级应达到Sa21/2级。
4、        刷底涂料
金属表面喷砂除锈后应及时刷底涂料,一般情况不得超过8小时。底涂料开罐后应摇匀;涂刷时应均匀、不得漏涂、流淌;涂刷后应充分干燥,干燥时间为1~2小时,用手触及不粘手为好;待涂底涂料干燥后再涂下道底涂料。
5、        涂粘结剂
涂刷前应逐桶进行检查。发现有凝胶等异常现象,不得使用。检查合格后的产品,应搅拌均匀并作粘度测定。当粘度过高时,可用甲苯进行稀释。涂刷应薄而均匀,防止堆积、流淌或漏涂。前后两遍的涂刷方向应纵横交错。底涂料和粘结剂的使用应符合表5-17的规定。涂刷遍数不少于三次,每遍必须干透。粘结剂的涂刷应在底涂料涂刷后的有效期内进行。如超过规定期限时,应在涂刷粘结剂前,重新涂刷底涂料一遍,可使用经溶剂稀释后的底涂料重涂。施工时应注意粘结剂和底涂料不得混桶、错涂,每次用完后应密封;涂刷工具应分类存放,不得混用。
表5-17  底涂料和粘结剂的使用规定
材    料 涂刷部位 涂刷次数 标准用量,kg/㎡
底涂料 金属侧 2 0.2~0.3
粘结剂 3 0.5~1.7
经稀释的粘结剂 胶料侧(包括坡口) 1 0.1

注:稀释比例为粘结剂与甲苯的容积比为1︰1~1.5。
6、        下料裁剪
胶料经解冻和预热后,用聚乙烯薄膜朝下盖好,使胶料恢复常温柔软的状态。下料前应检查胶料保持无尘污、无气泡及漏电等现象,并用甲苯擦净,才按图纸尺寸或实测尺寸放样下料。下料应准确,尽量减少接缝。接缝宜采用搭接,双层衬胶的底层或设备转动部件可采取对接。搭接宽度:设备转角处接缝的搭接宽度应为30~50mm,其余接缝的搭接宽度为15~25mm。胶料的切割或削边可采用冷切法或电热切割法。电热切割法。电热切割温度为170~210℃ 。削边应平直,宽窄一致,边角不应大于30°或削边斜面宽度为10~20mm。胶料的削边或搭接方向应顺向介质流动的方向。
裁剪好的胶料应按要求涂刷粘结剂,涂刷粘结剂最好放在电热板上进行,用热风机将电热板表面加热到40~50℃,干燥时间以5~15分钟为宜。胶膜不得受潮、受阳光直射或灰尘、油污类污染。涂刷过粘结剂的胶料表面应用尼龙布覆盖,卷成圆筒形,卷筒前不要揭下聚乙烯薄膜,卷筒要妥善保护,不得折曲或扔在地上。
7、        胶料贴合
胶料的贴衬作业应在末遍粘结剂胶膜干至微粘手但不起丝时进行。在胶料贴衬时先用甲苯轻轻擦抹被衬的设备表面胶膜以及胶料的搭接处,待干燥后,按作业设计要求进行划线,将编号成卷的胶料沿着划线摊铺就位,自上而下地把边缘压紧到使胶料不脱开时,取下尼龙垫布,用电烙铁压紧边缘胶料,随即使用压滚依次压合,滚压顺序应从中心向外推移,排净粘结面间的残存气体,不得漏压。边角、转角处应从两边向外伸展滚压。胶料的接缝应压合严密,边缘呈圆滑过渡。压滚用力程度应以胶料压合表面见到压痕为限,滚压速度以80~100min/s为宜,前后两次滚压间距应重印1/3~1/2。滚压后经检查确认胶料与设备粘结紧密,无残留气泡时,于接缝处涂刷粘结剂,待干燥后,划30mm宽作为搭接重合线,接缝处应用力滚压,使之平整紧密。
当选用两层胶料衬里时,应采取错缝贴衬,错缝宽度为50~200mm。第一层胶料检查合格后方可贴衬第二层,在作业中应注意保护胶层不受损伤。
接管及人孔衬胶时,先作好胶料成圆筒形,外径与接管及人孔的内径相同,将其送入接管及人孔内,胶料应向法兰边缘翻贴20~30mm,向罐体边缘翻贴30mm,滚压贴合。经检查内径衬层符合设计要求时,应沿法兰面将多余的胶料割除切平。罐体底部转角处在粘贴时,要使胴体部分的胶料翻延至底部30mm的位置进行搭接粘贴压合。
8、        检查修整
衬胶作业过程中每个阶段结束后,应对胶层作下列项目的中间检查。
(1)          外观检查  用目测或借助5~10倍放大镜全面检查胶板表面,不得有深度超过0.5mm的损伤、褶皱、夹杂物等缺陷。胶板的接缝应严实,不得有翘起、剥离;胶层表面应无起鼓、脱层、漏压等现象。
(2)          电火花针孔检查  按规定对衬胶层作全面的电火花针孔检查,以保证衬里的连续性。
(3)          厚度测定  用磁性测厚仪测量胶层的厚度。长度超过3m的胶板,每张两端和中间应各测三点;长度不足3m的胶板至少应测量6点。每点所测得的厚度均不小于胶板的允许最小厚度。
经中间检查发现有起故、脱胶、针孔等缺陷时,应及时进行修整。
①              针孔处理:将针孔缺陷处的胶料切成上口直径为20mm的V形槽,深度直达基层,用甲苯清洗暴露的金属表面,随即涂刷三遍粘结剂,待干燥后在其上覆盖胶料压平,覆盖面积边长不应小于30mm。
②              脱胶处理:脱胶一般发生在接头及端部位置,处理时应将脱胶料及其表面结合处用甲苯清洗干净,涂上粘结剂,稍干并滚压贴牢。
③              故泡处理:对于小的气泡处理可用电烙铁刺穿气泡,迅速滚压使气泡中的空气挤出,然后在上面涂刷三遍粘结剂,覆盖φ20~30mm或30×30mm已涂粘结剂的新胶料并滚压密合。对于大的气泡处理可用电热切割刀切除缺陷部分的胶板,并充分剥离岛没有空起的部位。在金属暴露处先刷底涂料二遍并干燥,在刷三遍粘结剂,另在胶料上刷粘结剂一遍。切取胶料一块,至少能盖住坡口,在粘结面涂刷粘结剂一遍,待触指干时便可压合。随后用电热切割刀削平。最后在修补部位的胶料表面上再粘结一块胶料,滚压贴实。
9、        自然硫化
     当设备的顶盖、胴体及底部先后按上述方法施工后,便可按胶料制造厂说明书的有关硫化条件规定进行硫化操作。衬里层在硫化期间,设备应封闭,防止雨雪风沙的侵袭。
10、    成品保管
在衬胶过程中应防止阳光直射,避免促进老化;当拆除脚手架时注意不碰坏衬胶层,罐内的杂物应扫除干净;衬胶设备如长期停放不用,可灌满清洁工业用水作保护。
(三)预硫化丁基橡胶的衬里施工
预硫化橡胶衬里技术的实质是用自然硫化的粘结剂,把已硫化过的胶板粘结在设备表面,起到防腐蚀的作用。所以,预硫化橡胶衬里对胶板有其特殊要求,主要是胶板的硬度不能太大,必须有能满足防腐要求的化学稳定性。配套用的胶粘剂应具有良好的粘结强度,因此,预硫化橡胶衬里在施工技术上有其特性,不能完全按一般热硫化橡胶衬里的方法施工,必须严格按预硫化橡胶衬里的技术要求施工,才能保证工程质量。
1、预硫化橡胶橡胶衬里的施工特点
(1)  施工下料要求尺寸准确  已硫化过的胶板硬度较高,弹性较大,失去了未硫化胶料的可塑性。胶板的任何变形都是由于弹性延伸的结果,较大的变形会影响粘结性和腐蚀性。因而施工下料时要求尺寸准确。
(2)  不用高温硫化,不能套用热硫化衬胶方法  由于胶板已硫化好,衬胶后不需再行硫化,所以应选用自然硫化的胶粘剂,施工较简便。衬胶时不能套用热硫化的衬胶方法,如用针刺破气泡放气法等。
(3)  粘结强度能满足要求  预硫化胶板与钢板采用常温自然硫化的粘结剂粘合时,其粘结强度一般低于热硫化的粘结力,但它已完全满足使用要求。由于预硫化胶衬里后不经热硫化,衬胶时不能暴露常见的起泡、脱层等现象,因此对影响衬胶粘结性的温度和湿度条件更要注意。最佳的施工温度为20~25℃,相对湿度不大于70%。
(4)  严格控制胶粘剂的配合比  常温硫化的胶粘剂,一般为多组分的,使用时要注意控制各组分的配比比例,严防漏加硬化剂。
2、      施工操作
   施工操作方法随工件不同而异,灵活性较大,差异主要表现在下料和粘结方法方面。总的施工要求是无气泡、粘结力好、接缝尽量少和无针孔。下面按施工程序进行介绍。
(1)  涂底涂料  在设备表面经喷砂处理后应立即涂一遍底涂料。常用底涂料是以氯化橡胶为主剂,氧化铬为填料,醋酸丁酯-丙酮为混合溶剂配制而成。使用前应摇匀薄涂,不能漏涂或花面。
(2)  刮金属腻子和二次打磨  对金属表面的凹坑处和焊缝的凹处或孔眼,为减少打磨可刮金属腻子填平。有的部位仍需二次打磨。刮完金属腻子后,可沾少量溶剂弄光表面,待固化后,用砂轮打磨表面,使露出金属光泽,再涂一遍底涂料,才可进行衬胶。
(3)  顺丁胶料为辅助层  在异形构件的边缘或拐角处,使用顺丁胶料作辅助层,藉以提高粘合性或补足弧度,保证衬胶质量。操作与常用的贴胶相同,注意刷胶粘剂的宽度要适当,比胶料的宽度稍宽即可,随贴随涂,不能一次涂得过多。
(4)  胶板下料  下料操作要保持操作台台面干净、无灰、无油。开卷的胶板经针孔探伤和外观检查后方许下料,胶板保持干净,粘合面有不干净部位时应用清洗剂洗净。胶板排料应合理,尽量减小贴衬应力;下料要求尺寸准确,对于形状复杂的工件,应制作样板,按实样下料。接缝应采用搭接,过搭宽度不宜超过2mm;不得出现欠搭。坡口宽度不应小于胶板厚度的3~3.5倍,削边应平直,宽窄一致,上下坡口应严密合缝。切削坡口是保证衬胶质量的重要环节,如坡口不直,坡口的宽度不均等都能引起接缝的漏电现象。切胶板时,刀上可以沾水以利操作。但下料后一定要擦干晾好,才可把胶板卷起来,防止灰尘和潮湿影响质量。有时在下料前需用手提式砂轮机打毛,打毛要均匀,不能漏打,也不得刺伤胶板。单面打磨的胶板,切边后沿坡口周围应打毛50~80mm宽,除去胶粉,脱脂备用。
(5)  涂刷胶粘剂  设备表面涂过底涂料,干燥约4~24小时后便可刷胶粘剂A一遍,胶粘剂B一遍;胶板的贴合面应先用甲苯清洗一遍,然后将其刷毛,再涂刷胶粘剂B二遍。涂刷胶膜应薄而均匀,防止堆积、流淌或漏涂。前后两遍的涂刷方向应纵横交错。第二遍胶粘剂的涂刷应在第一遍胶粘剂干至不粘手时进行,注意防止把下层胶膜咬起。晾胶时间应控制在不发生咬底时间之内,它与温度有关,温度低时可延长到10小时以上,当高温时甚至不超过2小时。胶粘剂由1#、2#胶粘剂及硬化剂配制成胶粘剂A、B。其配比见表5-18所示。每次配制胶粘剂用量以1kg为宜。各组分应经充分搅拌后方可使用,并在2小时内用完。如发现结块现象,不得使用。新开桶的1号胶粘剂的粘度稍大时可用甲苯稀释,并作粘结试验合格后方可涂刷;2号胶粘剂与硬化剂的混溶性不佳,除配制时应注意搅拌外,在涂胶粘剂时也要注意随时搅动,保证三种组分混合均匀。
表5-18  胶粘剂配比与使用时间
项  目 胶粘剂A 胶粘剂B
体积比(1) 质量比 体积比(1) 质量比
1#胶粘剂
2#胶粘剂
硬化剂 1.00
0.40
0.05~0.06 0.641
0.321
0.04~0.05 1.00
1.00
0.08~0.1 0.476
0.476
0.05~0.06
使用时间(20℃),h
干燥时间(20℃),min 2
60 2
30


(6)  贴胶压合  贴胶作业是在第二遍胶粘剂干至微粘手(晾胶时间约15~20min)时进行。晾胶完毕的胶板表面,以聚乙烯薄膜作衬布,把胶板卷起来,按线的位置将胶板平铺在基层上,铺胶板要平直整齐,随铺随将薄膜衬布抽出,此时应注意坡口处的合缝。胶板的接缝应吻合或过搭宽度为1~2mm.当用两层胶板衬里时,上下层胶板应错缝,错缝宽度不小于50mm。
    当贴衬的胶板就位后,开始滚压粘合。滚压之前应先划线分区,防止漏压。滚压操作是从胶板的中间依次向四边滚压,注意不能先滚压四边,以免把空气包存而形成气泡。因此,滚压平面是由中间向四周移动,拐角部位从小拐角处开始滚压粘合,再向两边依次滚动,对于凹凸不平的部位,滚子要从一边向另一边依次仔细滚压。大滚子用来滚压平面,小滚用于拐角操作,棱角部位的滚压应选用更小的滚子。滚压时用力要均匀,第一遍滚压时要轻些,以免把胶板拉长造成皱褶或气泡缺陷,第二遍则用力滚压,可提高粘结力,滚子移动速度要适当,滚印要互相重叠,以防漏压。滚压要按画线分区依次压合,每完一部分应打上记号,防止漏滚。胶板接缝处应选用小滚滚压。
(7)  胶缝处理  最后一层胶板衬贴后,经针孔检查合格,一般须加贴盖缝条。贴好盖缝条后,在其表面及二边的接缝上满涂丁基橡胶涂料。目前有的选用改性胶粘剂衬里时,由于胶粘剂的粘结力提高而耐腐蚀性改善,胶缝压合处理质量有保证,就不用贴盖缝条及涂丁基橡胶涂料的处理。
(8)  硫化、检查与修补  预硫化衬胶在贴合胶板及作好盖缝条处理后,在常温下可自然硫化,一般约需7天以上的时间才硫化完全,交付使用。衬里的检查与修补可按常规方法进行及处理。


四、        橡胶衬里质量检测

为确保衬胶层的质量必须重视施工全过程的质量控制。主要控制项目如下列几方面:
(一)          橡胶质量控制项目
胶料控制项目有如下几方面:
1、可塑度用可塑度计测定。
2、                  门尼焦烧用门尼粘度计测定。
3、胶料组分混炼状况用显微镜目测判断。
4、物理机械性能包括硬度、定伸强度、扯断强度、扯断伸长率、撕裂强度等可在专用橡胶仪器检测;关于胶料的化学稳定性等方面性能,由于试验周期长,在确定配方工艺后,一般胶料加工过程中不予控制,由工艺作保证。
5、厚度可用磁性测厚仪测量,一般胶料厚度控制在公称尺寸的±15%。
6、平整度以外观目视检查。
7、贮存时间由胶料的工艺性能决定。
(二)衬胶层质量控制项目
     衬胶层质量控制项目有如下几个方面:
1、外观。用目视法检测起泡、脱开、翘边等缺陷。
2、尺寸规格。用直尺、卡板、样板等量具检查。
3、衬胶层厚度。用磁性测厚仪测定,重点检测衬层贴合时易拉伸变薄及硫化后经加工的关键部位。
4、衬胶层针孔。用电火花针孔检测仪检查。电火花探头的形状:直径为φ1.5~2mm金属丝。电火花探头的火花长度:硬质胶或半硬质胶的厚度为3mm时,探头火花长度为30mm,胶板厚度为2mm时,探头火花长度为20mm;软质胶的探头火花长度为胶板厚度的3倍。电火花探头行走速度为3~6m/min。
5、衬胶层硬度。用邵氏A硬度计测检软质胶板;用邵氏D硬度计测量硬质或半硬质胶板,以判定胶板的硫化程度。
6、衬胶层粘接的连续性。用金属棒轻轻敲击衬胶层,检查橡胶与金属面的粘接状况。对于软质胶衬里也可用手指按压法来判断。
(三)衬胶层质量控制指标
橡胶衬里层的质量指标应符合下列规定:
1、用目测法和锤击法检查胶层外观质量情况。胶层表面允许有凹陷和深度不超过0.5mm的外伤以及在粘结滚压时产生的印痕,但不得出现裂纹或海绵状气孔。
2、胶层与金属表面不得有胶层现象的衬胶制品如下:
(1)    真空或受压设备、管道;
(2)    设计温度高于60℃的设备、管道;
(3)    需切削加工的衬胶制品;
(4)    转动设备的转动部件;
(5)    法兰的边缘。
3、      常压设备允许橡胶与金属脱开面积在20cm2以下,突起高度2mm以下,其数量:衬里面积大于4m2的不多于三处;衬里面积2~4m2的不多于两处;衬里面积小于2m2的不多于一处。常压管道衬胶层允许有不破的气泡,每处面积不大于1 cm2,突起高度不大于2mm;脱开总面积不大于管件总面积的1%。
4、用电火花检测仪检查衬胶层,不得有漏电现象。
5、硫化胶的硬度应符合胶板企标的规定。允许误差:其上限不得大于规定值的上陷值;其下陷不得小于规定的下限值低5度。


五、        衬胶层缺陷修补

   硫化后发现的缺陷或使用后出现局部腐蚀渗漏都应进行修补。对于新的尚未使用的衬胶层损坏可按常规进行修复,这不会引起或只是轻微的引起使用寿命降低;对于已使用的衬胶设备,修补的可能性取决于介质、操作温度和浸蚀持续时间等因素。经修补的衬胶层应确保使用要求。
   衬胶设备修补的方法较多,无论采用哪种方法都应先将胶层缺陷处的周围剔除,并加工成30°坡口,双层胶板应做成梯形。在削除缺陷的部位应露出金属光泽,其周围50~100mm内应处理干净。若是外层胶板起泡时应注意勿损坏底层胶板,在铲除外层胶板的气泡后,可用砂纸将其部位的底层胶板表面打毛,并用溶剂擦洗干净。根据设备、管道的结构和使用条件可选用下列方法之一进行修补:
1、            用原胶按传统贴衬方法进行修补,然后作局部或整体硫化处理。但原胶胶层不得过硫化;
2、            用预硫化胶板或未硫化胶板(常温硫化用)采取自然硫化工艺进行修补;
3、            用自硬化修补膏修补,如高分子合金修补剂、合成树脂胶泥等;
4、            采用玻璃钢进行修补。


六、        衬胶安全技术

橡胶处理施工时所用的原材料大都是易燃易爆物,施工中应特别注意安全,加强防范。
1、      现场施工不允许任意堆放易燃易爆物。所有使用、贮存有机溶剂应远离施工现场,并设专人管理;溶剂及胶浆应密封保存,避免阳光直照,并隔离热源、火种。
2、      施工现场严禁烟火,烙铁加热时应远离现场。
3、      所有电气设备必须接地,设备及管道内用的照明装置必须采用保护罩保护,防止灯泡打破引起明火。在易燃易爆环境中使用的电气设备、动力线、照明及开关应选用防爆型。
4、      在密封容器中施工时,设备表面处理前应安装好扶梯和临时支架。进入设备的梯子应用软梯,不可用铁梯,以防钢铁互碰引起火花。
5、      进入设备内操作人员,必须戴好劳动保护用品,穿软底鞋,禁止使用合成纤维或毛织制品做工作服或擦布,以免摩擦产生静电、产生火花。
6、      刷胶浆时要有专人在人孔处负责内外联系和安全工作,进入设备刷胶浆人员不宜超过两人,各从设备端部开始向中部进行,刷完后继续排风一段时间,以降罐内混剂浓度。
7、      参加橡胶衬里的操作人员,应经过专门的安全教育,必须掌握橡胶衬里施工过程中的注意事项和有关安全技术细则。
防腐专线:13921335015 殷QQ:845749851

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只看该作者 板凳  发表于: 2013-08-09
怎么没人顶
防腐专线:13921335015 殷QQ:845749851
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只看该作者 地板  发表于: 2017-06-02
我是湖北华宁的,也是专门做衬胶的
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只看该作者 5楼 发表于: 2018-12-09
写的比较专业和详细。第二段表格坏了,看的辛苦。