橡膠襯里技術的發展研究

潘 一，徐榮其，劉守輝，張金輝，楊雙春

（遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001）

在過去的幾十年里，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、陰極保護法、還有就是在金屬設備表面粘合耐腐蝕材料的襯里技術等[1]。

橡膠是一種耐腐蝕的材料，只有濃硫酸、硝酸、鉻酸等強氧化性酸才對橡膠有膨潤作用，而且橡膠對產品不污染或少污染。橡膠襯里技術是指在金屬或其他基體上貼襯橡膠材料，形成連續、封閉性隔離層以防止介質對基體的侵蝕、磨蝕等物化損傷。橡膠襯里技術從不同的角度有多種分類方法。現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。

橡膠襯里技術相對于其他的防腐方法而言具有非常多的優良特點，例如橡膠襯里技術具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、較高的可靠性、可對大型設備進行現場施襯等[2]。橡膠襯里技術在石油、化工、化肥、冶金、機械、農藥、醫藥、食品、飼料、印染、電力等行業上的應用已有悠久歷史，并且它的重要性還在不斷上升[3]。

1 橡膠襯里技術的施工工藝

1.1 準備階段

需要施襯的設備必須具有一定的剛度和強度，以方便施襯。另外還要對設備的表面進行處理，一是處理掉設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。根據設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]。

1.2 實施過程

在刷膠漿之前應在金屬表面進行清洗脫脂，然后再均勻的刷一層涂料用來防止氧化生銹。涂料噴刷后應盡快在金屬表面、膠版表面涂刷膠漿，涂刷次數以2～3 遍為宜，且前后涂刷方向應交錯進行。晾膠一段時間后，用手指接觸膠漿并略有粘感時，方可襯貼第一層膠板。襯貼膠板時先在膠板上蓋一層墊布，然后卷起，對好部位后抽出墊布，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行中間檢查，因為在硫化前發現缺陷更容易修復。檢查無誤后再進行下一層膠版的襯貼。

1.3 檢查修整

最后一層膠板襯貼完成后要進行全面質量檢查。其中主要包括外觀檢驗、針孔檢驗和硬度檢驗等。外觀檢查主要是通過目測或放大鏡用來檢查時否存在裂紋或鼓泡等缺陷；針孔檢查是指用電火花檢測器 100%檢查有無針孔和裂紋等，檢測電壓為5 000 V/mm；硬度檢測主要是用邵氏A 硬度計檢查襯膠硬度，天然硬質、半硬質硬度合格范圍：95～98，軟質膠硬度范圍：50～60[7]。

2 橡膠襯里技術的發展現狀

2.1 國外現狀

國外的橡膠襯里技術已經有一百多年的發展歷史,在這一百多年里,以德國、美國、法國和日本為代表的幾個國家在這項技術上得到較快發展,他們幾個國家的發展情況基本上代表了當今世界的發展水平[8]。他們的發展情況基本上可以歸納為以下幾點：

（1）研發出的產品種類多：為了滿足用戶對橡膠襯里產品的不同需求，必須研發出相對較多的產品。而且只有達到一定的數量才能滿足對不同的需求有針對性的使用，這樣才能使橡膠襯里產品的質量和使用壽命得到保證。例如德國的 KCH 公司生產的橡膠襯里產品種類就有幾十種。

（2）優良的生產工藝和先進的設備：通過近幾十年來橡膠防腐襯里的不斷發展，其生產工藝越來越靈活簡單，在不同的施工環境下可采取不同的生產施工工藝；生產設備也日趨自動化，而且施工效率高，生產的膠板尺寸精確，施工安全性好，操作方便。壓延機和擠出機是國外橡膠襯里成型工藝常采用的設備。通過壓延機設備生產的產品氣泡較多，為解決這一問題，國外又采用了復合壓延工藝。復合壓延工藝設備較為先進，在生產中可以有效改善產品外觀質量，而且可生產不同材質和不同配方的復合橡膠襯里。采用擠出機生產的成型橡膠襯里產品幅寬較大、致密性好、氣泡少。生產設備中的自動配料器和密煉機與壓延機或擠出機等設備組成了自動化程度高、生產連續性好和工藝質量穩定的生產線。

2.2 國內現狀

相對于國外來說,我國的橡膠襯里技術相對落后。我國的橡膠襯里技術發展相對緩慢，只有在近十年才有了較快發展。橡膠襯里技術在國內仍屬于新興產業，因此具有一定生產橡膠襯里規模的企業少，且大部分屬于中小型企業。譬如，在橡膠襯里生產車間、施工隊伍、企業測試設備、職工人數以及產值等方面仍具有很大的發展空間。

在國內，橡膠防腐襯里品種相對較少，其中較常見的主要包括：自然硫化型橡膠防腐襯里、加熱硫化型橡膠防腐襯里和預硫化橡膠防腐襯里等[9]。應用最為普遍的是加熱硫化型防腐橡膠襯里，另外兩種較常見的橡膠防腐襯里產品的生產企業加一塊不超過十幾家。我國生產橡膠襯里技術的生產工藝和生產設備還比較落后。其中生產工藝多采用傳統的方法，生產流程還有許多需要完善的地方，生產的產品質量有時也不穩定，給企業帶來了嚴重的經濟損失，而且在實際應用中還會帶來許多問題。隨著橡膠襯里防腐技術在石油、化工等領域起到越來越重要的作用，因此在近幾十年，許多生產橡膠襯里企業越來越重視新產品的研究與開發。同時引進了國外先進生產工藝技術和先進設備生產出的橡膠襯里種類多、質量穩定、節約了生產的成本，并生產了系列化橡膠防腐襯里。其中，復合型橡膠襯里等方面取得了重大突破，并在實際中得到了應用。

江蘇省開源環保技術工程有限公司發明了一種“新型防腐襯膠管道”。該技術包括橡膠襯里層、殼體以及粘結劑層。其中，橡膠襯里層為圓形一體式結構，殼體與橡膠襯里層之間是粘結劑層，在橡膠襯里層與粘結劑層之間還有一層有機溶劑層。這種襯膠管道的優點是無搭接縫，外觀整齊，不會產生積液，管道內輸送的介質不會滲入防腐層，并且耐高溫，管道的使用壽命增長，工藝簡單，節約了成本[10]。

3 常見問題及控制方法

3.1 常見問題

橡膠襯里技術雖然會在一定程度上緩解了設備被腐蝕問題，但是由于環境或者施工水平的原因總會存在一些質量問題。常見的問題主要有起泡、龜裂、脫層、針孔等對襯里質量影響較大[11]。具體原因大體可歸結于以下幾點:

（1）襯膠設備制造時存在質量問題，刷膠太厚或有部分堆積，刷膠后間隙余氣沒有排盡，膠片和基體間的氣體未排盡或不正確操作等因素都會造成橡膠襯里產品里存在氣泡。

（2）膠板過期變質，儲存方法不正確，硫化過程中時間控制不當，含硫量過高或者含有一些雜質都會造成橡膠襯里產品出現龜裂。

（3）基體和膠板之間存在水、油、粉塵等雜質，硫化過程中操作不當，膠板和基體刷膠后涼放時間過長或者膠板和膠漿過期變質等因素會造成基體和膠板脫層。

（4）膠板生產時可能本身存在針孔，襯膠過程中有尖銳物體刺穿膠板，為排放氣體而針刺后未修補或修補不嚴或者在中間檢查時電火花電壓過高而擊穿膠板等原因會造成產品上存在針孔。

3.2 控制方法

從上面橡膠襯里設備存在的問題可以看出，影響設備質量的因素很多，主要有操作不正確，環境問題，硫化過程不當，材料質量不合格等。這些問題一般都會造成比較嚴重的后果，輕則管道腐蝕造成油品泄漏，造成經濟損失；嚴重的可能引起一些化工設備的爆炸，造成經濟損失外還會對工作人員的人身安全造成不可彌補的傷害。為了減少和避免這些不必要的損失和危險，我們必須了解它們發生的根本原因，近而采取一些有效地措施防患于未然。

通過對多年的經驗的總結，我們可以從多種措施來控制這樣的事情發生。首先我們必須保證使用合格的原料來施工，就是說只有原料的質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和強烈的責任心，這對該項工作能否成功至關重要；最后，我們在設計工藝流程時要做到在保證設備結構合理的前提下使結構盡量簡單，這樣更有利于設備的合格。

4 橡膠襯里技術的發展前景

橡膠襯里作為一種現代防腐技術，其優越性與可靠性越來越明顯，因此在石油化工等領域受到了世界各國的廣泛關注。橡膠防腐襯里的銷售已經打破了國界，成為了世界關注的產品。因此，我國橡膠防腐襯里生產企業要不斷發展、開發研究出更多的新產品，以打破國外橡膠防腐襯里的生產形成的相對集中的狀況。

隨著經濟全球化的到來，許多國外橡膠襯里產品紛紛進入國內市場。相對于國內產品而言，國外橡膠襯里產品多采用現代加工工藝與先進生產設備，生產出的橡膠襯里產品質量穩定、種類繁多，其產品在國內市場具有很大的優勢。因此為了使國內橡膠防腐襯里與國際市場接軌并與國外產品競爭，在引進國外先進生產工藝與先進設備的同時，必須開發創新出更加具有優勢的生產工藝與生產設備，研制出更加經濟合理，安全穩定的橡膠防腐襯里產品。

為推動我國橡膠防腐襯里產品的發展，在以后的生產中我們要做到：

（1）提高產品質量與穩定性

橡膠防腐襯里種類多樣，不同的橡膠襯里適用于化工設備、油罐、管道中等設備中。因此在再增加產品總類的同時，要研究防腐橡膠襯里產品的適用性，并采用先進的生產工藝提高防腐橡膠產品的質量與穩定性，使產品在市場中更具有競爭力。

（2）采用現代生產工藝與先進設備

國內橡膠防腐襯里生產工藝中普遍存在的問題是生產工藝落后、設備陳舊。因此，各生產企業要重要解決這一問題，自主創新或引進國外先進的生產工藝和生產設備。解決這一問題后生產出的橡膠襯里產品才會迎合市場的需求。

（3）完善測試條件與做好標準的制定工作

生產出的橡膠襯里產品要經過一系列的檢測，這樣橡膠襯里產品的質量才能真正得到保證。但是現有的檢測手段比較落后和檢測設施和條件不完善，因此這一問題也需亟待解決。其次，橡膠襯里的檢測標準與生產標準缺乏科學性、先進合理性以及執行力度不夠等。因此各企業要完善法律法規，制定嚴格的執行標準并加強執行力度，保證橡膠防腐襯里的整體質量。

（4）生產企業適應市場與合理競爭

在市場經濟下，外資企業與合資企業依靠先進的生產工藝設備以及合理的經營管理機制，在銷售市場中占有很大優勢，因此國內企業要制定合理的經營管理模式，抓住機遇，贏得市場份額。同時企業之間要公平合理競爭，并且促進國際合作與交流。國內橡膠襯里生產企業要加強合作與交往，國內企業與國外企業要加強技術合作與信息交流，推動我國橡膠防腐襯里技術生產水平的全面提高。

5 結束語

在嚴峻的國際大環境下,設備防腐已經成為一項必須去重視的問題。在繁多的防腐技術中，橡膠襯里防腐技術是一項比較行之有效的措施。但是橡膠襯里技術還不夠成熟，對于緩解管道和其他設備的腐蝕還是存在一定的局限性，對于一些橡膠襯里的一些核心技術還處于攻堅階段。特別是我們國內的橡膠襯里技術還處在初期階段，對于一些技術和設備還不夠成熟和完善。所以，橡膠襯里技術的發展潛力是非常大的。

［1］鄭文龍. 鋼的磨損腐蝕失效及其分析方法[C]. 2009 年全國石油與化學工業腐蝕與防護論壇論文集.

［2］王學忠. 橡膠襯里技術的現狀與發展[J]. 石油化工設備技術，1992，13（1）：58-60.

［3］張慶虎. 高溫真空設備橡膠襯里的特性及應用[J]. 化學工業與工程技術, 1998, 19(3) : 41-43.

［4］謝國泉. QH-90 丁基橡膠襯里防腐蝕應用技術[J]. 磷肥與復肥, 20 00,15(1): 67-69.

［5］徐易松. 橡膠防腐襯里工藝流程的分析和研究[J]. 橡膠參考資料,2008, 38(1): 45-49.

［6］萬德立, 郭光偉, 于翠艷, 郝愛萍. 大型設備的橡膠襯里技術及應用[J]. 材料保護, 2002, 33(12): 7-8.

［7］陳文進. 橡膠襯里工藝及質量控制[J]. 廣西輕工業, 2011(6):25-26.

［8］武曉星. 橡膠防腐襯里的現狀與發展[J]. 橡膠工業, 2000, 47(3): 1 60-163.

［9］羅富田. 我國橡膠襯里技術發展概況[J]. 化工設備設計, 1991(1): 2 1-29.

［10］ZHANG Jiajia, LI Mingqin, NIU Huijun , ZHANG Zhiyi, LIU Ya qing. Finite Element Analysis of Temperature Field in Solid Tire[J]. 橡膠化工，2012, 59:110.

［11］尹玲. 設備內壁自然硫化橡膠耐蝕襯里[J]. 石油化工腐蝕與防護，2002, 19（1）：52-55.