橡胶衬里施工工艺中的难题处理

闫科委 苏景武

(1.国家知识产权局专利审查江苏中心机械部；2. 青海盐湖镁业有限公司)

橡胶衬里设备又称为衬胶设备，是将橡胶板粘贴在设备表面，将腐蚀介质与设备基体隔绝开，以达到耐腐蚀、耐磨蚀、耐油及绝缘等作用[1]。其在设备价格、加工难度、生产周期上相对于不锈钢衬里设备而言具有无可比拟的优势。目前，广泛应用于军工、化工、冶金、环保及电力等行业，但衬胶施工工序繁多，受环境因素的影响很大，而其施工质量对产品的质量有着至关重要的影响，通常一旦存在施工质量问题会直接导致设备无法使用。笔者主要对衬胶施工环节中常被忽视的问题加以分析，并提出相应的解决方案。

1 材料的选择及存储

就应用环境而言，目前工业实践中，衬胶设备较多应用在微酸性或中度酸性的环境中，可以用于磷酸、稀盐酸、HF酸、H2S、次氯酸环境下。在弱碱性介质中的使用，实验证明可行，在少量小设备中也有使用，但大规模的工业实践还较少[2]。而并非每种胶板都适用于上述环境中，每类胶板、每个厂家、每种型号的胶板都有其各自的适用范围，选用时不仅要根据胶板的类型来判断，还要根据试验数据和工程业绩慎重选择。

按胶板类型划分，大体上可以分为天然橡胶、氯丁橡胶和丁基橡胶。就硫化方式而言可分为自硫化、预硫化和加压硫化：预硫化胶板耐磨性能好，且能承受较高的压力，但粘接性能较差，主要用在需再次衬里(如衬砖)或磨损较严重的设备底部及邻近的壁部；自硫化胶板粘接强度略好，硬度偏低，一般用于常压设备的壁部；加压硫化胶板多为天然橡胶，硫化后硬度高，粘接强度好，但价格也相应较高，主要适用于负压设备。

对于出厂的成品胶板在温度较高时，比如炎热的夏季，都会有自硫化的倾向，存储时应低温储藏。对天然橡胶而言，尤其如此，在施工现场如果要存储较长时间，宜采用专门的冷藏设备存储。

2 基体的处理

设备基体喷丸后要及时查找焊接缺陷，对于焊接裂纹和气孔要及时补焊[3]。而对于焊接裂纹和气孔宜采用打磨机切成略呈V形开口后再进行补焊，否则，由于补焊后还要进行打磨和喷丸，很容易导致直接补焊的焊层被打磨掉或喷掉，使原有的焊接缺陷再次暴露。

对于阴角位置要圆滑过渡，否则，衬胶时容易增加焊脚处胶板的应力，造成胶板的回弹，使胶板与设备基体之间产生真空，从而影响胶板的粘接力，容易造成胶板的脱落或破损[4]。但在施工过程中常容易遇到这样的问题：由于阴角不易打磨，往往会因追求圆滑过渡而出现过度打磨的现象，导致焊接强度不足，这就使设备的安全系数降低，容易产生生产事故，尤其对于来料位置的受冲击挡板更应注意防止此类情况的发生。因为，来料位置的挡板会承受较大的冲击力，焊接强度的不足很容易导致挡板从焊接处断裂。因此，在圆滑过渡的同时，还要保证焊肉的充足，在实际操作中，施工时宜先补焊再打磨，先补焊使阴角的焊肉多于正常的焊肉，这样再打磨就容易一次成形，而不会出现焊接强度不足的问题。

3 空气湿度过大时的处理措施

空气湿度对衬胶施工的质量有着重要影响，一般要求施工时空气湿度低于85%[5]，但从长期的施工经验来看，施工时湿度控制在80%以下对产品质量更有保障。但很多情况下，施工环境的空气湿度并不能达到要求，这时可以通过在设备内部或施工厂房内设置加热器或除湿器来处理。需要注意的是：仅采用加热器时，即使设备内的空气湿度达到了80%以下，也须再过一段时间再施工。因为，加热器的放置并不能降低空气中的水分，只是升高了设备内空气的温度，从而降低了空气的相对湿度。但是，设备内空气温度升高得快，而设备基体的温度变化慢，因此，在设备内空气的湿度刚达到相应要求，基体的温度还在相应的露点温度以下，在设备的内表面有可能出现结露现象，而且在放入加热器前可能设备基体上已有少量结露。如若此时即进行施工，很容易造成将这两部分水分夹在了胶板与基体之间，使粘接强度难以保证。在实际施工中，宜在设备内湿度达到相应要求后再过1～2h再进行施工。

还应注意的一个问题是，在夏天对设备顶部施工时，如果是多人施工，在设备顶部还应增设通风设备，因为在较热的天气下，多人在设备中施工，呼气、出汗都很容易造成设备的顶部的空气湿度过大而结露。

4 检查与修复

4.1 预硫化胶板的施工检查

预硫化胶板在出厂时通常具有较高的硬度，其施工时搭接边或圆弧过渡处容易出现反弹的情况，因此，对衬预硫化衬里设备不宜施工完即进行检查，而应放置1～2天再进行检查，以便发现反弹情况进行修复。

4.2 加压硫化设备的修复

对于加压硫化的设备，其硫化后修复较为困难，修复不好常常会带来明显的短板效应，使整台设备的寿命大打折扣，在此综合多个设计、施工单位多年的经验积累，给出几种情况下的不同处理措施。对于小面积的气泡，可以将气泡磨去，然后表面修补生胶板，而后采用灯烤硫化或水煮硫化的方式。灯烤时，须有专人看管，宜采用发光为120℃左右的灯源，灯与胶板之间的距离宜为20～30cm，灯烤时间以胶板硫化后的硬度为准。水煮硫化主要是将胶板表面用水覆盖，再用加热器将水煮沸，水煮硫化适用于面积稍大的情况。

对于大面积(面积超过1m2)的气泡情况，宜整台重新进行衬胶施工，不宜再采用补胶板硫化的方式。一方面，采用灯烤硫化或水煮硫化的方法很难对大面积的胶板进行硫化，另一方面，大面积的生胶板与硫化后胶板的粘接强度也无法保证，尤其对于以后在负压或真空条件下运行的设备而言，大面积硫化后修复很难保证粘接强度。

对于成品的硫化后的衬胶设备的法兰面或非介质接触部位，表面的小面积损坏，也可以采用硬质胶泥来进行修复。

5 结束语

随着衬胶设备的应用更加广泛，尤其是在近年新兴的烟气脱硫和海水淡化产业中，有着很大的市场。但衬里施工过程对设备有着极为重要的影响，而且胶板的施工环境要求较为苛刻，如何解决环境湿度、修复等衬胶过程中较难解决的问题，有利于进一步提高设备寿命和其应用前景。目前，国内多注重胶板性能的研发，但较少关注施工工艺，希望以后国内同仁注重对施工工艺的研究而进一步增加衬里设备的寿命和质量可控性。

[1] 徐益松.衬胶防腐工艺流程的分析和研究[J].世界橡胶工业,2009,36(4):22～25.

[2] 苏德光,张晓东.预硫化橡胶衬里在离子膜法烧碱装置中的应用[J].氯碱工业,2008,44(6):39～40.

[3] 查直方.矿用设备冷硫化衬胶工艺[J].橡胶科技, 2013，(3):33～35.

[4] 王生清,王怀庆.橡胶内衬储罐制造质量控制要点[J].石油工业技术监督,2009,17(6):32～35.

[5] 查直方.TIPTOP冷硫化衬胶工艺分析和研究[J].中国橡胶, 2012，(8):21～22.