潘 一,徐榮其,劉守輝,張金輝,楊雙春
(遼寧石油化工大學(xué),遼寧 撫順 113001)
在過(guò)去的幾十年里,人們一直在尋找一些有效的方法去減小因腐蝕而帶來(lái)的損失。他們先后從不同的角度找到了一些比較有效的措施,例如涂層法、陰極保護(hù)法、還有就是在金屬設(shè)備表面粘合耐腐蝕材料的襯里技術(shù)等[1]。
橡膠是一種耐腐蝕的材料,只有濃硫酸、硝酸、鉻酸等強(qiáng)氧化性酸才對(duì)橡膠有膨潤(rùn)作用,而且橡膠對(duì)產(chǎn)品不污染或少污染。橡膠襯里技術(shù)是指在金屬或其他基體上貼襯橡膠材料,形成連續(xù)、封閉性隔離層以防止介質(zhì)對(duì)基體的侵蝕、磨蝕等物化損傷。橡膠襯里技術(shù)從不同的角度有多種分類方法?,F(xiàn)行最普遍的一種分類方法是按照橡膠的種類不同,把橡膠襯里技術(shù)分為天然橡膠襯里、氯丁橡膠襯里、丁基橡膠襯里、丁苯橡膠襯里和氯謊花聚乙烯橡膠襯里。
橡膠襯里技術(shù)相對(duì)于其他的防腐方法而言具有非常多的優(yōu)良特點(diǎn),例如橡膠襯里技術(shù)具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、較高的可靠性、可對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施襯等[2]。橡膠襯里技術(shù)在石油、化工、化肥、冶金、機(jī)械、農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品、飼料、印染、電力等行業(yè)上的應(yīng)用已有悠久歷史,并且它的重要性還在不斷上升[3]。
需要施襯的設(shè)備必須具有一定的剛度和強(qiáng)度,以方便施襯。另外還要對(duì)設(shè)備的表面進(jìn)行處理,一是處理掉設(shè)備表面的油污和鐵銹,二是把金屬表面打毛,使基體表面有一定的粗糙度易于粘貼橡膠。根據(jù)設(shè)備的尺寸裁剪出合適尺寸的橡膠下料,配制適宜濃度的膠水備用[4]。
在刷膠漿之前應(yīng)在金屬表面進(jìn)行清洗脫脂,然后再均勻的刷一層涂料用來(lái)防止氧化生銹。涂料噴刷后應(yīng)盡快在金屬表面、膠版表面涂刷膠漿,涂刷次數(shù)以2~3 遍為宜,且前后涂刷方向應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行。晾膠一段時(shí)間后,用手指接觸膠漿并略有粘感時(shí),方可襯貼第一層膠板。襯貼膠板時(shí)先在膠板上蓋一層墊布,然后卷起,對(duì)好部位后抽出墊布,然后用5 cm 寬的帶槽的壓滾或4 cm 寬的塑料刮板從里向外滾壓和刮壓,排除膠片和金屬基體之間的氣體[5,6]。
襯貼每一層膠板后都要進(jìn)行中間檢查,因?yàn)樵诹蚧鞍l(fā)現(xiàn)缺陷更容易修復(fù)。檢查無(wú)誤后再進(jìn)行下一層膠版的襯貼。
最后一層膠板襯貼完成后要進(jìn)行全面質(zhì)量檢查。其中主要包括外觀檢驗(yàn)、針孔檢驗(yàn)和硬度檢驗(yàn)等。外觀檢查主要是通過(guò)目測(cè)或放大鏡用來(lái)檢查時(shí)否存在裂紋或鼓泡等缺陷;針孔檢查是指用電火花檢測(cè)器 100%檢查有無(wú)針孔和裂紋等,檢測(cè)電壓為5 000 V/mm;硬度檢測(cè)主要是用邵氏A 硬度計(jì)檢查襯膠硬度,天然硬質(zhì)、半硬質(zhì)硬度合格范圍:95~98,軟質(zhì)膠硬度范圍:50~60[7]。
國(guó)外的橡膠襯里技術(shù)已經(jīng)有一百多年的發(fā)展歷史,在這一百多年里,以德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和日本為代表的幾個(gè)國(guó)家在這項(xiàng)技術(shù)上得到較快發(fā)展,他們幾個(gè)國(guó)家的發(fā)展情況基本上代表了當(dāng)今世界的發(fā)展水平[8]。他們的發(fā)展情況基本上可以歸納為以下幾點(diǎn):
(1)研發(fā)出的產(chǎn)品種類多:為了滿足用戶對(duì)橡膠襯里產(chǎn)品的不同需求,必須研發(fā)出相對(duì)較多的產(chǎn)品。而且只有達(dá)到一定的數(shù)量才能滿足對(duì)不同的需求有針對(duì)性的使用,這樣才能使橡膠襯里產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命得到保證。例如德國(guó)的 KCH 公司生產(chǎn)的橡膠襯里產(chǎn)品種類就有幾十種。
(2)優(yōu)良的生產(chǎn)工藝和先進(jìn)的設(shè)備:通過(guò)近幾十年來(lái)橡膠防腐襯里的不斷發(fā)展,其生產(chǎn)工藝越來(lái)越靈活簡(jiǎn)單,在不同的施工環(huán)境下可采取不同的生產(chǎn)施工工藝;生產(chǎn)設(shè)備也日趨自動(dòng)化,而且施工效率高,生產(chǎn)的膠板尺寸精確,施工安全性好,操作方便。壓延機(jī)和擠出機(jī)是國(guó)外橡膠襯里成型工藝常采用的設(shè)備。通過(guò)壓延機(jī)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品氣泡較多,為解決這一問(wèn)題,國(guó)外又采用了復(fù)合壓延工藝。復(fù)合壓延工藝設(shè)備較為先進(jìn),在生產(chǎn)中可以有效改善產(chǎn)品外觀質(zhì)量,而且可生產(chǎn)不同材質(zhì)和不同配方的復(fù)合橡膠襯里。采用擠出機(jī)生產(chǎn)的成型橡膠襯里產(chǎn)品幅寬較大、致密性好、氣泡少。生產(chǎn)設(shè)備中的自動(dòng)配料器和密煉機(jī)與壓延機(jī)或擠出機(jī)等設(shè)備組成了自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)連續(xù)性好和工藝質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)線。
相對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō),我國(guó)的橡膠襯里技術(shù)相對(duì)落后。我國(guó)的橡膠襯里技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢,只有在近十年才有了較快發(fā)展。橡膠襯里技術(shù)在國(guó)內(nèi)仍屬于新興產(chǎn)業(yè),因此具有一定生產(chǎn)橡膠襯里規(guī)模的企業(yè)少,且大部分屬于中小型企業(yè)。譬如,在橡膠襯里生產(chǎn)車間、施工隊(duì)伍、企業(yè)測(cè)試設(shè)備、職工人數(shù)以及產(chǎn)值等方面仍具有很大的發(fā)展空間。
在國(guó)內(nèi),橡膠防腐襯里品種相對(duì)較少,其中較常見(jiàn)的主要包括:自然硫化型橡膠防腐襯里、加熱硫化型橡膠防腐襯里和預(yù)硫化橡膠防腐襯里等[9]。應(yīng)用最為普遍的是加熱硫化型防腐橡膠襯里,另外兩種較常見(jiàn)的橡膠防腐襯里產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)加一塊不超過(guò)十幾家。我國(guó)生產(chǎn)橡膠襯里技術(shù)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備還比較落后。其中生產(chǎn)工藝多采用傳統(tǒng)的方法,生產(chǎn)流程還有許多需要完善的地方,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有時(shí)也不穩(wěn)定,給企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,而且在實(shí)際應(yīng)用中還會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題。隨著橡膠襯里防腐技術(shù)在石油、化工等領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用,因此在近幾十年,許多生產(chǎn)橡膠襯里企業(yè)越來(lái)越重視新產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)。同時(shí)引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)出的橡膠襯里種類多、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)約了生產(chǎn)的成本,并生產(chǎn)了系列化橡膠防腐襯里。其中,復(fù)合型橡膠襯里等方面取得了重大突破,并在實(shí)際中得到了應(yīng)用。
江蘇省開(kāi)源環(huán)保技術(shù)工程有限公司發(fā)明了一種“新型防腐襯膠管道”。該技術(shù)包括橡膠襯里層、殼體以及粘結(jié)劑層。其中,橡膠襯里層為圓形一體式結(jié)構(gòu),殼體與橡膠襯里層之間是粘結(jié)劑層,在橡膠襯里層與粘結(jié)劑層之間還有一層有機(jī)溶劑層。這種襯膠管道的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)搭接縫,外觀整齊,不會(huì)產(chǎn)生積液,管道內(nèi)輸送的介質(zhì)不會(huì)滲入防腐層,并且耐高溫,管道的使用壽命增長(zhǎng),工藝簡(jiǎn)單,節(jié)約了成本[10]。
橡膠襯里技術(shù)雖然會(huì)在一定程度上緩解了設(shè)備被腐蝕問(wèn)題,但是由于環(huán)境或者施工水平的原因總會(huì)存在一些質(zhì)量問(wèn)題。常見(jiàn)的問(wèn)題主要有起泡、龜裂、脫層、針孔等對(duì)襯里質(zhì)量影響較大[11]。具體原因大體可歸結(jié)于以下幾點(diǎn):
(1)襯膠設(shè)備制造時(shí)存在質(zhì)量問(wèn)題,刷膠太厚或有部分堆積,刷膠后間隙余氣沒(méi)有排盡,膠片和基體間的氣體未排盡或不正確操作等因素都會(huì)造成橡膠襯里產(chǎn)品里存在氣泡。
(2)膠板過(guò)期變質(zhì),儲(chǔ)存方法不正確,硫化過(guò)程中時(shí)間控制不當(dāng),含硫量過(guò)高或者含有一些雜質(zhì)都會(huì)造成橡膠襯里產(chǎn)品出現(xiàn)龜裂。
(3)基體和膠板之間存在水、油、粉塵等雜質(zhì),硫化過(guò)程中操作不當(dāng),膠板和基體刷膠后涼放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者膠板和膠漿過(guò)期變質(zhì)等因素會(huì)造成基體和膠板脫層。
(4)膠板生產(chǎn)時(shí)可能本身存在針孔,襯膠過(guò)程中有尖銳物體刺穿膠板,為排放氣體而針刺后未修補(bǔ)或修補(bǔ)不嚴(yán)或者在中間檢查時(shí)電火花電壓過(guò)高而擊穿膠板等原因會(huì)造成產(chǎn)品上存在針孔。
從上面橡膠襯里設(shè)備存在的問(wèn)題可以看出,影響設(shè)備質(zhì)量的因素很多,主要有操作不正確,環(huán)境問(wèn)題,硫化過(guò)程不當(dāng),材料質(zhì)量不合格等。這些問(wèn)題一般都會(huì)造成比較嚴(yán)重的后果,輕則管道腐蝕造成油品泄漏,造成經(jīng)濟(jì)損失;嚴(yán)重的可能引起一些化工設(shè)備的爆炸,造成經(jīng)濟(jì)損失外還會(huì)對(duì)工作人員的人身安全造成不可彌補(bǔ)的傷害。為了減少和避免這些不必要的損失和危險(xiǎn),我們必須了解它們發(fā)生的根本原因,近而采取一些有效地措施防患于未然。
通過(guò)對(duì)多年的經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),我們可以從多種措施來(lái)控制這樣的事情發(fā)生。首先我們必須保證使用合格的原料來(lái)施工,就是說(shuō)只有原料的質(zhì)量得到保障才能保證襯里的合格率;其次,操作人員必須有熟練地技術(shù)和強(qiáng)烈的責(zé)任心,這對(duì)該項(xiàng)工作能否成功至關(guān)重要;最后,我們?cè)谠O(shè)計(jì)工藝流程時(shí)要做到在保證設(shè)備結(jié)構(gòu)合理的前提下使結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單,這樣更有利于設(shè)備的合格。
橡膠襯里作為一種現(xiàn)代防腐技術(shù),其優(yōu)越性與可靠性越來(lái)越明顯,因此在石油化工等領(lǐng)域受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。橡膠防腐襯里的銷售已經(jīng)打破了國(guó)界,成為了世界關(guān)注的產(chǎn)品。因此,我國(guó)橡膠防腐襯里生產(chǎn)企業(yè)要不斷發(fā)展、開(kāi)發(fā)研究出更多的新產(chǎn)品,以打破國(guó)外橡膠防腐襯里的生產(chǎn)形成的相對(duì)集中的狀況。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的到來(lái),許多國(guó)外橡膠襯里產(chǎn)品紛紛進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。相對(duì)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品而言,國(guó)外橡膠襯里產(chǎn)品多采用現(xiàn)代加工工藝與先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,生產(chǎn)出的橡膠襯里產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、種類繁多,其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此為了使國(guó)內(nèi)橡膠防腐襯里與國(guó)際市場(chǎng)接軌并與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng),在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝與先進(jìn)設(shè)備的同時(shí),必須開(kāi)發(fā)創(chuàng)新出更加具有優(yōu)勢(shì)的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備,研制出更加經(jīng)濟(jì)合理,安全穩(wěn)定的橡膠防腐襯里產(chǎn)品。
為推動(dòng)我國(guó)橡膠防腐襯里產(chǎn)品的發(fā)展,在以后的生產(chǎn)中我們要做到:
(1)提高產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性
橡膠防腐襯里種類多樣,不同的橡膠襯里適用于化工設(shè)備、油罐、管道中等設(shè)備中。因此在再增加產(chǎn)品總類的同時(shí),要研究防腐橡膠襯里產(chǎn)品的適用性,并采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝提高防腐橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定性,使產(chǎn)品在市場(chǎng)中更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)采用現(xiàn)代生產(chǎn)工藝與先進(jìn)設(shè)備
國(guó)內(nèi)橡膠防腐襯里生產(chǎn)工藝中普遍存在的問(wèn)題是生產(chǎn)工藝落后、設(shè)備陳舊。因此,各生產(chǎn)企業(yè)要重要解決這一問(wèn)題,自主創(chuàng)新或引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備。解決這一問(wèn)題后生產(chǎn)出的橡膠襯里產(chǎn)品才會(huì)迎合市場(chǎng)的需求。
(3)完善測(cè)試條件與做好標(biāo)準(zhǔn)的制定工作
生產(chǎn)出的橡膠襯里產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)一系列的檢測(cè),這樣橡膠襯里產(chǎn)品的質(zhì)量才能真正得到保證。但是現(xiàn)有的檢測(cè)手段比較落后和檢測(cè)設(shè)施和條件不完善,因此這一問(wèn)題也需亟待解決。其次,橡膠襯里的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)缺乏科學(xué)性、先進(jìn)合理性以及執(zhí)行力度不夠等。因此各企業(yè)要完善法律法規(guī),制定嚴(yán)格的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)并加強(qiáng)執(zhí)行力度,保證橡膠防腐襯里的整體質(zhì)量。
(4)生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)與合理競(jìng)爭(zhēng)
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下,外資企業(yè)與合資企業(yè)依靠先進(jìn)的生產(chǎn)工藝設(shè)備以及合理的經(jīng)營(yíng)管理機(jī)制,在銷售市場(chǎng)中占有很大優(yōu)勢(shì),因此國(guó)內(nèi)企業(yè)要制定合理的經(jīng)營(yíng)管理模式,抓住機(jī)遇,贏得市場(chǎng)份額。同時(shí)企業(yè)之間要公平合理競(jìng)爭(zhēng),并且促進(jìn)國(guó)際合作與交流。國(guó)內(nèi)橡膠襯里生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)合作與交往,國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外企業(yè)要加強(qiáng)技術(shù)合作與信息交流,推動(dòng)我國(guó)橡膠防腐襯里技術(shù)生產(chǎn)水平的全面提高。
在嚴(yán)峻的國(guó)際大環(huán)境下,設(shè)備防腐已經(jīng)成為一項(xiàng)必須去重視的問(wèn)題。在繁多的防腐技術(shù)中,橡膠襯里防腐技術(shù)是一項(xiàng)比較行之有效的措施。但是橡膠襯里技術(shù)還不夠成熟,對(duì)于緩解管道和其他設(shè)備的腐蝕還是存在一定的局限性,對(duì)于一些橡膠襯里的一些核心技術(shù)還處于攻堅(jiān)階段。特別是我們國(guó)內(nèi)的橡膠襯里技術(shù)還處在初期階段,對(duì)于一些技術(shù)和設(shè)備還不夠成熟和完善。所以,橡膠襯里技術(shù)的發(fā)展?jié)摿κ欠浅4蟮摹?/p>
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