[原创] 《橡胶衬里防腐》连载～～全部结束

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图3.2  防腐衬里用胶粘剂生产工艺流程

塑炼混炼之后的胶料切成小块，在密封式打浆机中导入大部分溶剂，将小块混炼胶搅拌溶解均匀再加入余下的溶剂配制成规定浓度的胶液。橡胶衬里用胶粘剂的生产工艺流程如表图3.2。
天然橡胶的溶剂一般用120#溶剂汽油，氯丁橡胶用芳烃（甲苯、二甲苯）或酯类溶剂（如醋酸乙酯）、120号溶剂汽油、甲苯的混合剂溶剂。不同胶料适用的溶剂见表3.2。
一般用于粘贴硬质胶料或半硬质胶料的胶浆配比（橡胶/溶剂）为1/(6～20)；用于粘贴软质胶料的胶浆配比（橡胶/溶剂）为1/(12～15)。

橡胶衬里用胶粘剂一般检验粘度达到规定值，外观不应有凝胶、沉淀、翻花、结块、悬浮物和分层等不良现象，如果能做型式试验更好，则能更好验证对应橡胶板的粘结性能是否实用。配制粘结剂用胶片、胶粒应全部溶于溶剂中，不得出现结块、沉淀或翻花现象；配制好的粘结剂应呈黏稠状液体，存放时不应呈凝胶状态。

4 橡胶衬里选材

4.1 橡胶衬里选材考虑的主要因素

橡胶衬里的选择主要根据接触介质的特性、设备的工作条件、被衬物的大小、形状以及衬胶现场环境选定衬里的种类、厚度及层数。应考虑的主要因素如下。

（1）介质的性质

①是气体还是液体或者气液、气固共存？②是酸、碱、盐类的单一介质还是混合介质？③各类介质的浓度？④介质是否含含油或者有机溶剂？

（2）工作温度

①正常工作温度；②最高和最低工作温度；③温度是否经常变化，变化周期如何？

（3）工作压力

①正常工作压力；②最高和最低工作压力；③压力的变化和变化周期；④负压设备的话，真空度多少？

（4）操作周期

①间断还是连续工作？②检修周期为多长时间？

（5）衬胶设备的运行

①设备是静止还是转动？②设备中有无搅拌装置，搅拌速度是多少？

（6）磨损与划伤

①有固体悬浮或沉淀物时，要注意固体含量、颗粒大小、形状及物料流速，气体、液体流速较快时，要考虑磨损问题；②使用过程中是否遭锐器划伤。

（7）设备使用环境

①设备是露天还是在室内使用；②衬里是否暴露于日晒雨淋之中；③露天设备要考虑夏天阳光暴晒时的温度和冬天的最低温度。

（8）储运、安装

①储运温度；②储运安装过程中的颠簸和敲击。

（9）清洗操作要求

①橡胶衬里上是否会结垢，垢的厚度和成分；②清洗方法。

4.2 橡胶衬里材料选择原则

（1）根据介质的性质选材

①对于介质腐蚀性强、温度变化不大、无机械震动的衬里和管道宜贴衬1~2层硬质橡胶或耐蚀性能好的合成橡胶软胶；②介质腐蚀性较弱、温度又较低时,可单独选用半硬胶和软胶；③介质为腐蚀性严重的气体时（如干、湿氯气等），必须选用1~2层硬质衬里，厚度亦应达到4mm~6mm；④介质中含固体悬浮物需考虑耐磨损时，最好采用耐蚀性较好的合成橡胶软质胶板，也可选用硬质胶作底层，软质胶作面层的符合衬胶。

（2）根据设备使用环境选材

①暴露于室外的橡胶衬里要选用耐候性好（如乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等）的橡胶品种，而不宜采用硬质胶；②安装在室外的衬胶设备若硬质胶有被冻坏的可能，宜采用合成橡胶软胶或用硬胶、软胶各衬一层。

（3）真空设备选材

真空设备不宜用冷法衬胶，最好用高温硫化硬质、半硬质橡胶，也可选氯丁胶等与基体黏合强度高的橡胶。

（4）震动及温度波动设备选材

机械震动强烈、温度波动较大的设备不宜采用硬质胶。

（5）易遭划伤设备选材

使用过程中经常会遭锐器划伤时，不宜采用软橡胶。

（6）转动部件选材

转动部件可采用1~2层半硬胶衬里，当有磨损时，需选用黏合强度高的软或硬、软橡胶复合衬里。衬胶厚度、层数视磨损情况而定。

（7）工作温度较高的设备选材

工作温度较高（90℃以上）的设备橡胶衬里只适合用做砖板、瓷板、炭砖等砖板衬里的隔离防渗层。

（8）需切削构件选材

需要进行机械切削加工的橡胶构件应釆用硬橡胶。

（9）硫化方法的选择

①凡能进入硫化罐的衬胶设备（特别是管道），应首先选择硫化罐法衬胶；②无法进入硫化罐的设备且壳体设计压力大于0.3MPa时，可选择本体硫化法衬胶，设计压力小于0.3MPa时，可选用常压蒸汽和热水硫化衬胶；③大型设备衬里宜选自然硫化和预硫化法胶板。

（10）橡胶板大类的选择方法

①硬质、半硬质衬里可选用的橡胶板有天然橡胶板、丁苯橡胶板、丁腈胶板；②预硫化橡胶衬里可选用的橡胶板有丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基胶、聚异丁烯橡胶板、乙丙橡胶板、氯丁橡胶板、氯磺化聚乙烯橡胶板、氯化聚烯橡胶板、丁腈橡胶板；③自然硫化衬里可选用橡胶有氯丁橡胶板、溴化丁基橡胶板、氯磺化聚乙烯橡胶板；④防腐涂料可选的橡胶材料有氯磺化聚乙烯橡胶、氯丁橡胶、聚硫橡胶。

4.3 橡胶衬里综合原则及耐化学选材

从4.1、4.2节的因素和原则出发，橡胶板衬里防腐综合而言应考虑：

①橡胶衬里的胶板应具备抵抗相应工况和介质的化学腐蚀、磨蚀、热能、机械和其它应力的能力；

②硫化施工前务必检查胶板的质量（应符合表4.3-1要求），胶板厚度为2.0mm、3.0mm、 4.0mm、5.0mm，其厚度正负偏差小于-10%～+15%，胶板应致密、无气孔、均匀、表面清洁无污染、边缘整齐；不允许采用长期存放并已自硫老化的胶板；衬胶完成后衬里应无夹杂物、杂质和气泡等明显缺陷，其质量应符合《橡胶衬里 第1部分：设备防腐衬里》GB 18241.1-2014的规定；

表4.3-1 胶板允许缺陷

缺陷名称    允许范围

气泡    每平方米内，深度不超过胶板厚度的允许偏差，长端直径小于3mm的气泡不得超过5处

表面杂质    每平方米内，深度和长度不超过胶板厚度允许偏差的杂质不得超过5处

水纹（注）    允许有不超过胶板厚度偏差的轻微痕迹，弯曲90°检查应无裂纹

斑痕和凹凸不平    深度和高度不超过胶板厚度的允许偏差

③真空设备橡胶衬里时，硬橡胶板衬里的粘合强度在常温下不得小于8MPa；在使用温度下不得小于4MPa（按照GB/T 11211规定方法检测），而软橡胶板衬里的粘合强度在常温下不得小于6.0kN/m，在使用温度下不得小于4.3kN/m（按照GB/T 7760规定方法检测）；

④碳钢基材的衬胶防腐，中间检查以及衬胶结束后都应进行电火花检测并合格；

⑤粘接剂系统应与胶板配套；胶浆为粘稠液体，存放不得有凝胶现象，必要时做施工前做小样试验；

⑥橡胶溶剂品种和质量应符合现行国家标准B 1922《油漆及清洗用溶剂油》G的规定；石油甲苯品种和质量应符合现行国家标准GB 3406《石油甲苯》的规定；

⑦橡胶衬里适用介质参照表4.3-2选择；

注：1 只适用于加压加热硫化，不适用热水硫化；

2 “√”代表适用，“-”代表不适用或无数据；

3介质表包括各类腐蚀性介质的化学纯及其水溶液；

4介质表内最高适用温度为40℃；

5 表中硬质橡胶衬里是由天然橡胶（NR）、合成异戊二烯橡胶（IR）和丁苯橡胶（SBR）组合再添加炭黑等惰性填料制成（其中SBR含量不大于总含胶量50%，配方中总含胶量不低于总质量的40%），并且衬里采用加压加热硫化或热水硫化；

6 表中丁基橡胶、卤化丁基橡胶衬里是由丁基橡胶（IIR）或卤化丁基橡胶（CIIR或BIIR）制成的软质橡胶经蒸汽或热空气进行硫化制得的衬里（实际工程中也有制成自硫化或预硫化橡胶衬里的），且混入的其他橡胶低于总含胶量的10%，配方中总含胶量不低于总质量的40%（其他部分为添加剂和填充料）；

7 表中氯丁橡胶衬里是由氯丁橡胶（CR）制成的软质橡胶经蒸汽或热空气进行硫化制得的衬里（实际工程中也有制成自硫化或预硫化橡胶衬里的），且混入的其他橡胶低于总含胶量的10%或与任何比例的丁基或卤化丁基橡胶混合，配方中总含胶量不低于总质量的40%（其他部分为添加剂和填充料）。

5 橡胶衬里层结构设计

5.1 设计一般原则

（1）橡胶衬里适用于腐蚀、磨蚀介质下的设备、管道、管件及其它部件的内表面防护，也可用于砖板衬里的隔离层；

（2）橡胶衬里的设计压力应符合下列规定：设计压力小于或等于1.60MPa；真空度小于或等于0.10MPa；

（3）橡胶衬里的设计温度范围宜为-20℃～+120℃。橡胶衬里的最高使用温度宜比设计温度上限低5℃，最低使用温度宜比设计温度下限高5℃；

（4）橡胶衬里的不适用带夹套用蒸汽加热的设备、螺纹连接的管子和管件。

5.2 壳体及焊接要求

（1）足够的刚度

贴衬硬质橡胶时，角度大于或缩小应≤2o，平面或曲面绕曲的截面转角应≤2o。设备与管道金属壳体的选材、强度及结构设计，应符合国家现行标准《压力容器》GB/T 150.1~4、《卧式容器》NB/T 47042、《塔式容器》NB/T 47041、《钢制焊接常压容器》NB/T 47003.1、《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 50341、《固体料仓》NB/T 47003.2、《机械搅拌设备》HG/T 20569、《工业金属管道工程施工规范》GB 50235、《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184、《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726等的相关规定。

（2）焊接要求

设备壳体应采用连续对接焊结构，不得采用搭接焊结构；设备壳体或部件不得采用铆接结构。封头与壳体的焊接、壳体与接管的焊接、接管与法兰的焊接、凸缘与设备的焊接、焊缝允许缺陷和处理方法和表壳体表面允许缺陷和处理方法等都应符合《橡胶衬里 第1部分 设备防腐衬里》GB 19241.1-2014、《橡胶衬里化工设备设计规范》HG/T 20677-2013、《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726的相关规定。

（3）结构简单、内表面光滑

衬里钢壳的结构和形状应尽量简单，满足衬胶材料的特性及衬里施工的要求，便于操作、安装和检修。内表面应光滑平整，凡有棱角均应圆弧过渡，内拐角圆弧半径不小于5mm，外棱角圆弧半径不小于3mm。

（4）真空设备焊缝检测合格

真空设备使用橡胶衬里时，衬胶侧所有焊缝表面应进行100%渗透检测，并应符合国家现行标准《承压设备无损检测》NB/T 47013-2015中规定的Ⅰ级要求。

（5）壳体表面待衬胶表面处理质量合格，粗糙度符合要求

碳钢基材待衬里的壳体表面处理质量等级达Sa2.5，碳钢基材喷射或抛射除锈后的基体表面粗糙度等级应符合《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726的相关规定。

（6）壳体加强部位、零部件、长度、人孔、法兰连接、外部构件要求

加强部位设计在不衬胶的一侧；衬胶施工前与壳体焊接的所有内件、外部附件等零部件的焊接工作应全部完成；直径小于700mm的设备其高度（长度）不大于700mm，当高度（长度）大于700mm时，应采用法兰连接；人孔设置大小数量应利用通风保证施工安全的前提下根据设备壳体的大小尺寸而定；人孔、手孔、接管一般不得突出设备内表面，伸进部位太长应采用法兰连接可拆卸结构；壳体内部构件尽可能设计法兰连接可拆卸维修更换的耐腐蚀材质结构；所有壳体的相关外部、内部连接构件应符合《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726的相关规定。

5.3 管道与管件要求

（1）内壁要求：待衬胶的管道宜采用无缝钢管，如采用铸铁管时，其内壁应平整光滑，无砂眼、气孔、沟槽、重皮等缺陷。

（2）直径要求：橡胶衬里钢管公称直径不得小于25mm

（3）连接要求：管道与管道、管道与管件的连接宜采用法兰连接，不得采用螺纹连接。

（4）直管、三通、四通、弯头结构、法兰结构、异型管衬胶长度及衬胶要求：应符合《橡胶衬里 第1部分 设备防腐衬里》GB 19241.1-2014、《橡胶衬里化工设备设计规范》HG/T 20677-2013、《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726的相关规定。

（5）垫片要求：采用软橡胶。

5.4 硫化工艺对衬胶设备设计的要求

（1）硫化罐硫化时，硫化罐的尺寸需满足待硫化衬胶设备大小要求。

（2）本体硫化时，硫化压力为0.3MPa；当衬胶设备最大工作压力大于0.3MPa时，金属壳体设计压力不得小于最大工作压力；当衬胶设备最大工作压力小于等于0.3MPa时，金属壳体设计压力不得小于0.3MPa；当当衬胶设备为真空设备时，金属壳体设计压力按照GB 150确定的真空设计压力和0.3MPa中取不利的压力作为设计压力。

5.5 橡胶衬里胶板的设计

橡胶衬里胶板的设计条件除符合前文“4.1 橡胶衬里选材考虑的主要因素”、“4.2 橡胶衬里材料选择原则”、“4.3 橡胶衬里综合原则及耐化学选材”，还应考虑以下因素：

（1）腐蚀介质的组分和特性；

（2）工作温度应按正常工作温度、最高或最低温度、温度变化周期划分；

（3）工作压力应按正常工作压力、最高或最低压力、压力变化周期划分；

（4）操作周期应按间断或连续操作划分；

（5）磨损应按悬浮物数量、颗粒大小、物理特性和流速划分；

（6）设备清洗、操作要求；

（7）机械损伤应按设备运输、搬运及安装过程中出现的震动、撞击和其它机械损伤划分；

（8）设备搬运、储存期间的特殊气候条件；

（9）大规格设备、管道或部件应遵守道路运输受限规定；

（10）待衬设备、管道或部件规格尺寸应与硫化罐尺寸匹配；

（11）现场施工时，硫化所需蒸汽气量、水源应确保供应；

（12）能进入硫化罐的衬里设备和管道，衬里应优先选择硫化罐硫化的胶板；

（13）无法进入硫化罐或运输受限的体积较大的橡胶衬里设备和管道，衬里胶板优先选择的次序应为：带压本体硫化胶板→常压蒸汽硫化胶板→常压热水硫化胶板→自然硫化胶板→预硫化胶板；

（14）真空操作的衬里设备和管道，衬里应采用硫化罐硫化的胶板；

（15）无法进入硫化罐的体积较大的衬里真空设备，必须选用加压硫化胶板，并应采用带压本体硫化方法硫化；

（16）当介质含有固体悬浮物，且有耐磨损要求时，宜采用软胶板，也可采用一层硬胶板作底层，一层软胶板作面层，此两层胶板如需加热硫化，应具有相同的硫化条件；

（17）对介质含有较多固体颗粒或管内流速较大的管道和管件，应优先选用进罐硫化的预制无接头成型软胶筒或软胶板；

（18）需要进行机械切削加工的橡胶衬里构件，衬里应采用硬胶板。

5.6 橡胶衬里厚度的设计

（1）当采用一层衬里时，厚度宜为4mm～6mm；最小厚度不应小于3mm，最大厚度不应大于8mm；

（2）当有特殊要求时，可采用多层衬里，总层数应不超过3层，总厚度不宜大于8mm；

（3）衬里搭接接头厚度可不受本条第（1）、（2）款限制。

5.7 橡胶衬里接头的设计

（1）衬里接头可分为如图5.7示的搭接、对接两种形式。接头长度不宜小于胶板厚度的4倍，但不得超过32mm；

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1-衬里接头，总长度不大于32mm

（2）衬里接头应优先采用搭接，搭接边宽度宜为30mm，设备转角处搭接边宽度应为50mm；

（3）相邻衬里接头应错开，其最小距离不宜少于200mm；

（4）采多层衬里的底层衬里接头可采用对接，也应错开，其距离不宜少于200mm；

（5）衬里纵、环接头相交处，不得采用十字形接头，应采用T字形接头，T字逢错逢距离应大于200mm，贴衬T字形接头时，应先将下层搭接处的凸面削成斜面，然后贴衬上层胶板；

（6）衬里削边或接头方向应根据设备和管道结构确定，衬里接头方向应与介质流动方向一致；

（7）大型贮罐锥顶或拱顶的衬里，应按顶板拼接焊逢相同的方式布置衬里的接头，不宜采用平行接头。

6 橡胶衬里的施工

6.1 橡胶衬里施工一般规定

（1）橡胶衬里施工环境温度宜为15℃～30℃，相对湿度不宜大于70%；当环境温度低于15℃时，应设置安全热源提高环境温度，但不得使用明火进行加热升温；当温度超过35℃时，不宜进行施工。

（2）衬胶场所应干燥、无尘，并应通风良好。

（3）从事胶板下料、衬贴和胶粘剂涂刷的作业人员的服装、手套及衬胶用具应清洁，并应防静电。

（4）衬胶接缝宜采用搭接，多层衬里的内层以及转动部件可采用对接。多层橡胶衬里施工时应先将下层接缝处理平整后再贴衬上层胶板，相邻橡胶层的接缝应错开100mm以上。

（5）接缝方向要根据设备结构确定，设备接管或内壁的接缝方向应顺介质流动方向，转动设备的接缝方向应顺设备的转动方向。

（6）管道衬里可采用预制胶筒贴衬，公称直径大于等于DN250mm的管道宜采用热烙法，公称直径小于等于DN200mm的管道宜采用气顶贴合法和气囊牵引法，管道连接密封面的衬里应平整，不得有径向沟槽。

（7）衬胶后的胶板需要进行后续机械加工时，胶层厚度应留出加工余量。

6.2 衬胶施工前胶板、胶粘剂的复验检查

（1）施工前检查使用的胶板和粘接剂的储存：胶板应按种类、规格、出厂日期分类存放，在保质期内应按出厂日期的先后取用；加热硫化胶板和自然硫化胶板应悬置，不得挤压或粘连；产品说明书中规定需要低温冷藏的胶板、胶粘剂，在长途运输中应冷藏运输，施工现场应冷藏储存。冷藏温度符合产品说明书规定。

（2）施工前胶粘剂材料应目测复验检查达到以下要求：粘结剂应在质保使用期内，粘度测定应合格，且不得有凝胶、结块、沉淀或翻花现象；发生早期交联现象的粘结剂不得使用。

（3）施工前胶板材料应目测复验检查达到以下要求：胶板应有出厂合格证，并应在保质期内；自然硫化胶板和需低温储存的胶板，应检查胶板有无变硬、自硫现象出现；检查项目包括外观、厚度和尺寸偏差；当对胶板质量有疑问时，应进行电火花检查；胶板质量如有缺陷，应作标记，在下料时剔除，对个别气泡或针孔，允许进行修补。

（4）特殊情况下，施工前胶板材料及胶粘剂应做小试或型式试验复验检查：按照本章“7.1 橡胶衬里施工原料抽检”节第三段的“型式试验复验检查的具体执行方法”执行。