[原创] 《橡胶衬里防腐》连载～～全部结束

6.3 衬胶施工前的准备工作

衬里施工前的准备工作应包括下列内容：

（1）文件资料；

（2）施工机具；

（3）施工辅助材料；

（4）施工临时设施的搭建；

（5）硫化设备的检验和报批；

（6）水、电、汽连接到场。

6.4 衬胶硫化工艺的选择

（1）橡胶衬里硫化工艺包括加热硫化、自然硫化和预硫化，衬里硫化工艺应由胶板生产商提供。

（2）加热硫化包括硫化罐硫化、带压本体硫化、常压热水硫化、常压蒸汽硫化。加热硫化应按硫化工艺进行，不得欠硫也不得过硫，硫化终止时需对产品试板进行测试，如硬度不满足要求，发生欠硫状况，应进行二次硫化。二次硫化应控制硫化温度，任何部位不得产生过硫化。

（3）设备和管道任何部位，包括修补部位，总硫化次数不得超过三次。

（4）硫化罐硫化要求：①严格按照胶板生产厂家提供的硫化工艺进行。设备和管道未进硫化罐前，应对硫化罐的仪表、阀门、密封件做仔细检查，失灵失效的要立即更换，并经试验，认定无误、方可使用；②设备和管道进入硫化罐后，先关闭排气阀，用冷空气加压到（2.5～3）kg/cm2之后，按胶板生产商提供的硫化工艺逐步打开压力蒸汽阀门，逐步升温，逐步加压至恒温。同时注意及时排水排汽。直至硫化全过程完成；③ 硫化罐内的温度压力降至常温常压后，方可打开罐门、检查衬里硬度是否合格；④认定衬里已达到硫化要求后，方可小心出罐。不得损坏法兰面或任何一处衬里。

（5）带压本体硫化要求：①设备和管道外部应保温，保温厚度根据现场气候条件确定；②硫化过程需安装温度计、压力表及安全阀，如设备和管道无工艺管口可利用，则需在硫化盲板或设备本体上增开管口；③应开设两个或两个以上公称直径大于65mm硫化用的蒸汽进口，可用工艺管口代替，但蒸汽进口的设置应满足设备内部蒸汽分布均匀的要求，且蒸汽不得冲击衬里层；④工艺管口不能排出硫化冷凝液时，应在设备最低处设置冷凝液排放口；⑤硫化操作过程需转动的设备，冷凝水排放口位置及数量由设计方确定；⑥所有工艺管口需设置硫化盲板。硫化盲板的强度应按硫化设备的设计条件进行计算和校核；⑦硫化盲板与设备接管法兰连接的密封结构设计应使法兰密封面的橡胶衬里硫化完全。宜采用设置金属压环、采用加厚（双层）垫片的方法，也可采用在法兰面贴衬同种硫化后胶板（硬质法兰面）；⑧应根据设备容积大小、硫化时的环境温度，对硫化工艺进行调整；⑨应采取防止蒸汽断供措施。

（6）常压热水硫化要求：①应有足够的冷水和高压蒸汽供给系统，进排水和供汽阀门要事先经过检查，认定合格；②硫化时至少应有两个温度计；③硫化结束，温度降至40℃以下时，应关闭进水阀，打开排水阀，使水位逐步下降。降至一定高度，便于检测衬里硬度时，应停止放水，进行硬度检测；④如果检查认定衬里硬度不够，应立即注水升温，并计算出尚需恒温硫化时间。到时应再降温、排水、复查，直至认定合格为止；⑤常压热水硫化的橡胶板削边应平直，坡口宽度一致，坡口宽度为胶板厚度的3～3.5倍，接缝搭接宽度10mm～50mm，双层衬里时第一层胶板采用对接，面层采用搭接，相邻胶层的接缝应错开，一般不小于100mm；⑥贴衬橡胶用热烙法，烙铁操作温度以100℃～180℃为宜，但热烙铁不得在胶板上停留。

（7）常压蒸汽硫化要求：①事宜温度15℃～25℃为宜，相对湿度不宜大于70%；贴衬橡胶用冷滚轮压合，严禁用热烙铁压合；②硫化前应进行检查，确认有足够的蒸汽供应气源，且阀门调控性能可靠；蒸汽供给方法和供汽管件结构应合理；监测用传感温度表数量及安放位置应合理；设备外保温层性能应可靠；与设备同步硫化的产品试板数量及放置部位合理、安全，方可通汽硫化；③预定硫化时间到达后，应先取出同时放进设备内的试板，并经冷却，检测认定合格后，方可停止硫化；④拆除硫化管道管件时，应拿稳轻放，不得损坏衬里。

（8）自然硫化衬胶要求：①底漆和胶粘剂应在使用前逐一开通检查，不得有凝胶现象，经充分搅拌后方可涂刷，黏度过高时可用相应溶剂稀释；②底漆、胶粘剂的涂刷要求如下：金属侧底漆一般涂刷1～2道（用量0.2kg/m2~0.3kg/m2），底漆干燥之后，涂刷胶粘剂，金属侧的胶粘剂一般涂刷2~3道（用量0.6kg/m2~0.9kg/m2），胶板侧的胶粘剂一般只涂刷1道（用量0.2kg/m2~0.3kg/m2）；③自然硫化的胶板需要解冻和预热方可下料，预热温度50℃~60℃为宜，时间不超过30min；④自然硫化的胶板切割或削边可采用冷却法或电热切割法，削边应平直宽窄一致，边角应小于30o；⑤接缝采用搭接，搭接宽度15mm~25mm，设备转角处30mm~50mm；⑥胶板衬贴时，使用专用压辊依次压合，排净粘结面间的空气，胶板的接缝应压合严密，不得漏压；滚压胶板出现气泡时，应随即切口放气，仔细压合，并在切口处贴一块胶板压实补平，而后在其表面上加贴一层盖胶。

（9）预硫化衬胶要求：①胶板下料尺寸准确合理，尽量减少贴衬应力，做到严密合缝；对接重叠部分不超过2mm，对形状复杂的工件，应制成样板，参考样板下料；②布纹不清晰胶板的胶粘面要拉毛，不能漏拉，拉毛要均匀，不得刺伤胶板，打磨好的胶板表面要保持干净；③橡胶板削边应平直，坡口宽度一致，坡口宽度为胶板厚度的3～3.5倍；④预硫化的橡胶衬里可采用对接，也可采用搭接，搭接宽度为20mm~30mm，搭接后无需再加盖缝胶条；⑤胶板衬贴完毕后，经外观检查和电火花检查合格，方可贴衬盖缝胶条，盖缝胶条的宽度以30mm~50mm为宜，厚度以1mm为宜。

6.5 基材处理

6.5.1 金属基材设备、管道、槽体表面处理

针对钢制设备、管道、槽体等而言，其基材要求及表面处理要求如下：

①仔细检查需要进行橡胶衬里的设备基体，待衬胶设备必须符合5.2节的要求，也可参考《衬里钢壳设计技术规定》HG/T 20678的要求执行。例如：设备必须要有足够的强度和刚度，保证在起吊或运输过程中不变形；待衬表面平整光滑，表面凹凸度不应大于3mm，凡有棱角的部位应呈圆弧过渡，其圆弧半径不小于3mm；焊接必须采用连续的对接双面焊，焊缝均匀平整，焊缝高度不超过母材表面2mm，并呈圆弧过渡，焊缝不得有气孔、夹渣、焊瘤、咬边等缺陷存在；所有焊接必须在衬胶前完成，衬胶后严禁再动焊；设备上接管最小不能小于DN20，且长度不超过150mm。

②对需要衬胶的设备表面进行喷砂除锈处理，除锈等级必须达到Sa2.5级（金属表面呈银灰色和一定的粗糙度）。对金属铸件、原衬胶旧件，含有油污杂质较严重的，须先进行热处理后才能进行喷砂处理，以保证喷砂除锈的质量。

③喷砂处理完后，用高压空气吹净浮尘，保持喷砂表面干燥，及时涂刷胶浆以防止返锈。

6.5.2 混凝土基材设备、管道、槽体表面处理

针对混凝土设备、管道、槽体而言，水泥基材要求及表面处理应符合本书《第十七章 地坪及地面工程防腐》中介绍的“混凝土广义基材处理”，通用要求如下：

①基体必须坚固、密实、平整；基层的坡度和强度应符合设计要求，不应有起砂、起壳、裂缝、蜂窝、麻面等现象。平整度用2m直尺检查，允许空隙不应大于5mm。棱角必须抹（磨）成圆弧，阴面R≥30mm，阳角≥10mm。

②基层必须干燥。在深为20mm厚度内，含水率不应大于6%。

③凡穿过防腐层的管道、套管、预留孔、预埋件均应预先埋置或留设。

④室外施工时应搭设遮阳挡雨棚。

⑤待衬里表面必须洁净，待衬面应进行喷砂处理或用小型磨光机打磨处理，以除净表面薄膜、水泥浆和模板遗留下来的油脂，并使水泥表面有一定的粗糙度。

⑥在喷砂或打磨处理的表面上清除灰尘后立即涂刷一层环氧导电稀涂料，干燥固化后刮抹环氧导电层1mm～2mm，固化后用砂纸打出粗糙度，清除灰尘后刷胶浆并开始衬胶。

6.6 涂刷底涂料和底胶

喷砂后用毛刷刷去金属表面的灰尘（或用溶剂清洗），为避免生锈，应尽快涂刷底漆或第一层胶浆，同时注意以下细节。

①涂刷底涂料及胶粘剂（即胶浆）用的毛刷或滚筒，应选用不易掉毛的质量较好的毛刷或滚筒，如掉毛太多会影响衬胶质量。涂刷底涂料时，应佩戴好防毒面具或穿好防护服。

②喷砂完成并清理完毕后，应在4小时内涂上底漆或第一层胶浆，底漆或第一层胶浆使用前必须搅拌均匀，涂刷时不能出现流淌痕迹，不能漏刷，厚溥均匀。

③底涂料涂刷后应让其干燥，以便使溶剂充分挥发底漆干燥，但停放时间不能过长（一般不小于1h，不大于7天，以钢设备不重新生锈为原则），如果出现返锈，应重新进行表面处理再涂刷底漆。

④金属侧底漆或第一层胶浆，一般涂刷1~2道（用量0.2kg/m2~0.3kg/m2），底漆干燥之后，涂刷胶粘剂。前后两遍涂刷方向应纵横交错。

⑤粘接剂在使用前应搅拌均匀，涂刷应薄而均匀，防止堆积、流淌或起泡。前后两遍的涂刷方向应顺次交错操作。

⑥金属侧的胶粘剂一般涂刷2~3道（用量0.6kg/m2~0.9kg/m2），前道晾干1～2h再刷下一道胶粘剂。胶板侧的胶粘剂一般只涂刷1道（0.2kg/m2~0.3kg/m2），且胶板侧的粘接剂应在临近贴衬前涂刷，涂刷后不宜久放。一般设备内胶粘剂（即胶浆）干燥慢于胶板，所以先刷设备后刷胶板，以使之干燥同步，贴衬胶时以胶粘剂（即胶浆）不粘手（溶剂充分挥发）为准。

⑦预硫化胶板胶粘面涂刷粘接剂前，应用手工或动力工具打磨成均匀毛面，打磨不得损伤胶板，用清洗剂清洗粘贴面，保持胶板表面清洁。

⑧涂刷粘接剂的胶板表面应风干，并应控制环境温湿度，空气中的水分不得在表面冷凝，如温湿度条件不满足风干时间要求，应启动加热、除湿设备。

⑨灰尘、油、水或其他杂物不得污染已涂刷粘接剂的胶板。

⑩底涂和粘接剂的涂刷层数、每层涂刷间风干或放置的最短和最长时间，应按衬里施工工艺或材料生产商的要求进行。

6.7 胶板下料

①胶板放样、裁剪下料前应仔细检查胶板质量情况，对局部有针孔、空洞的位置要进行修补。若同一块胶板附近有多处针孔，空洞和厚度达不到要求或有严重缺陷的应剔除

②裁胶或胶板削边应采用冷裁刀。

③胶板下料时，削边应平直、宽窄一致，边角应小于30°。

④冷藏胶板或冬季气温较低时，胶板应经解冻和预热后方可下料。

⑤胶板应根据图纸或实物尺寸按一般板金工展开法裁剪下料，对封头、风机机壳及叶轮、离心机机壳及转鼓、搅拌桨等结构复杂的衬胶件，应根据实物制作样板放样下料。下料要求准确、合理、排布均匀，尽量减少搭缝数量，减少贴衬应力和接头。对形状复杂的工件，应绘制排版图，并应制作样板，按样板下料。

⑥胶板放样时要考虑搭接宽度，一般橡胶衬里搭接宽度为15mm～30mm，转角处搭接宽度20mm～40mm；胶板搭接边缘削出坡口（坡口宽度达胶板厚度3～5倍），以便于两块胶板紧密贴合。胶板削边坡度宽以10mm～15mm、角度30o左右为宜，胶板要求削直、削匀，底部不得削破；每片胶板削完边后，应立即用抹布擦干坡口上的水迹并凉干。

⑦衬胶后的胶板需进行机械加工时，胶层厚度应留出加工裕量。

6.8 胶板贴衬

①衬胶场所应保持干燥、无尘、通风良好，施工温度以15℃～35℃度为宜。现场配备灭火器材，操作人员的手套、工作服及衬里用具应保持清洁，进入衬胶设备应先在设备内垫上干净棉布，并穿干净软底鞋或棉袜。

②衬贴前分别在设备及胶板上按要求涂刷胶粘剂（即胶浆）。一般设备内胶粘剂（即胶浆）干燥速度慢，故应先涂刷设备后涂刷胶板，以使之干燥同步，干燥时间以胶粘剂（即胶浆）不粘手（溶剂充分挥发）后开始衬贴。

③贴衬时用干净细布（以真丝绸、尼绒绸为好）或塑料溥膜作为垫层，将欲衬胶板包卷起来，对准需衬位置将胶板头上细布揭开，将胶板粘上，再一边粘贴，一边慢慢抽去垫布。

④衬胶采用搭接式，搭接宽度为15mm～25mm，转角处接缝的搭接宽度要求20mm～40mm。搭接要求划线操作，做到直而齐。衬胶不得采用十字形接缝，应采用T字形接缝；贴衬T字形接缝时，应先将下层搭接处的表面削成斜面，然后再贴衬上层橡胶板。

⑤管子衬里可采用预制胶筒贴衬。公称直径小于250mm时，宜采用气顶贴合法和气囊牵引法。

⑥接缝方向应根据设备结构而定：设备接管或内壁的接缝方向应顺介质流动方向；搅拌设备的接缝方向应顺介质的转动方向。

⑦贴衬胶板时，胶板铺放位置和秩序应正确，不得起皱或拉扯变薄。贴衬时胶膜应完整，发现脱落应及时补涂。衬至法兰密封面上的胶板应平整，不得有径向沟槽或超过1mm的凸起。

⑧胶板衬贴采用热烙法或滚轮滚压法。

采用热烙法时应注意：（a）热烙铁操作温度应控制在100℃～160℃之间；（b）烙铁规格型号应根据被衬设备规格、尺寸、形状等来选用；（c）烙胶时，烙铁应从胶板中间开始，从上至下依次将胶板烙平、烙实，彻底赶尽胶板下面空气；（d）烙胶时，烙铁不得在胶板上停留，以防止烙伤胶板。

采用轮压法时，应在胶板表面打上醒目方格，专用压滚或刮板依次滚压或刮压，不得漏压或漏刮，并标记施工者代码。压滚或刮板用力程度应以胶板压合面见到压（刮）痕为宜，前后两次滚压（刮压）应重叠1/3～1/2，压胶时压轮从胶板中部开始将空气依次向两边压赶，滚印要相互重叠，严防漏压，拐角处要用小压轮滚压。胶板要求压平压实，排净粘合面间的空气，保证无气泡，滚印要重叠，要严防漏压漏滚。搭接边缘可用烙铁烙平烙实。

⑨胶板粘结时，必须顺次将粘结面的空气排净，使胶板和设备表面紧密贴合，胶板的接缝必须烙实。个别气泡无法消除时，可用泡针从气泡中间斜插进去，抽出泡针再用烙铁赶出空气，并将刺孔压死，或补小块胶板，保证无孔隙。胶板接头和边角处应用小号辊子压合严实，边沿应圆滑过渡，不得有翘起、脱层，严禁因漏刮而产生气泡。

⑩衬完第一层胶后，应进行中间质量检查，确保无气泡、无漏烙（或漏压）等缺陷，用电火花检测仪查漏（按厚度3000V/mm电压），保证无针孔、无漏电现象，质量合格后，再贴衬第二层胶板。第一层胶板与第二层胶板接缝处位置匀应交叉错开（一般不得少于100mm）。

6.9 硫化

6.9.1 硫化四个阶段衬胶层性能及最佳正硫化工艺条件

胶料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。

随硫化过程的深入，分四阶段：硫化起步、欠硫化、正硫化和过硫化。硫化过程这四个阶段具体变化如下，抗张强度：小→大→小；伸长率：大→小；永久变形：大→小；定伸强度：小→大→小；硬度：小→大；弹性：低→高→低；耐热老化性：差→好→差；耐溶剂性：差→好；化学稳定性：差→好；电绝缘性：差→好。

橡胶的硫化程度对衬里质量有很大的影响：

（a）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。

（b）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。

（c）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。

（d）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以下硫化条件来达到最佳的正硫化条件，获得最佳的衬胶层质量：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（汽源充足，汽压稳定等）。

除按照本章“6.4 衬胶硫化工艺的选择”的要求，根据不同胶种，不同条件或不同要求选用相应硫化方法外，本节列举几种硫化的具体工艺。

6.9.2 硫化罐硫化工艺

表6.9.2为典型的硫化罐硫化工艺表。

表6.9.2 硫化罐硫化工艺一例

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6.9.3  本体硫化工艺

①密封。衬胶完毕之后，用盲板密封设备的人孔、接管、进出料口等。

②保温。硫化前最好将设备整体保温，尤其是人孔、接管等凸出部位。

③排水口。在设备最低处设排水口，防止硫化过程中积水引起欠硫。

④本体硫化的升、降压过程与硫化罐工艺一致，恒温时间比硫化罐工艺长，需要4h～5h。

6.9.4  自然硫化工艺

表6.9.4为典型的自然硫化工艺表。

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6.9.6  常压热水硫化工艺

①设备外部采取保温措施，尤其是人孔、接管等凸出部位。

②设备中的热水要没过衬胶层。

③水温均匀，防止局部过热现象。

④水温应达95℃～100℃，硫化时间24h～36h。

⑤硫化结束后，水温自然冷却到40℃以下再排水检查工程质量。

6.9.7  常压蒸汽硫化工艺

①设备外部采取保温措施，尤其是人孔、接管等凸出部位。

②蒸汽加热装置的设计应能保证设备内的温差小于5℃。

③设备人孔、接管等处用帆布包裹和线绳捆扎即可。

④设备内先放水，水位达设备高度1/3即可。

⑤通入蒸汽升温至95℃～100℃，硫化时间24h～36h（设备内水温也应达95℃～100℃）。

⑥硫化结束后，先停蒸汽，再自然冷却到40℃以下，再排水开罐检查质量。

6.10 橡胶衬里施工工艺简易流程图

橡胶衬里施工工艺流程见图6.10。

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6.10.1 热硫化橡胶衬里施工工艺流程图

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6.10.2 现场硫化橡胶衬里施工工艺流程图

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6.11 部分特殊设备衬胶施工的要求

6.11.1 混凝土衬胶施工的特殊要求

针对混凝土设备、管道、槽体的衬胶施工，有如下特殊需要注意点：

①混凝土强度要求达到设计要求，表面平整光滑，养护期一般要超过27d。

②表面20mm深度内的含水率小于7%时，方能衬胶。

③混凝土基体应密实，基层的坡度和强度应符合设计要求，不应有起砂、起壳、裂缝、蜂窝、麻面等现象。平整度用2m直尺检查，允许空隙不应大于5mm。棱角必须抹（磨）成圆弧，阴面R≥30mm，阳角≥10mm。

④喷砂：砂（1mm～2mm）、风压（0.35MPa～0.4MPa）、喷嘴与表面距离应保持在200mm～300mm的条件下进行喷砂去除混凝土基材的表面薄膜、水泥浆痕和模板留下的油脂，并使混凝土表面有一定的粗糙度。

⑤不具备喷砂条件时，应手动磨光机打磨，质量要求与喷砂一致。

⑥喷砂或打磨处理的表面上清除灰尘后立即涂刷一层环氧导电稀涂料，干燥固化后（一般24h后）刮抹环氧导电层1mm～2mm，固化后（一般24h后）用砂纸打出粗糙度，清除灰尘后刷胶浆并开始衬胶。

⑦衬胶的施工一级硫化工艺参考前文所述执行即可。