化工機械設備管理中現代傳輸粘接技術的安全性評價方法

周金明 郝英才 張儷昽 許建 武文 徐興開

摘要：文章主要研究現代傳輸粘接技術在化工機械設備管理中應用效果，通過安全性評價方法對其應用效果進行分析。首先對粘接技術和安全性評價進行簡介，了解到粘接技術的作用較多，具有廣泛的應用;由于本文研究的內容決定著要選擇定量評價的方式對粘接技術進行分析。然后再通過實驗研究的方式，選擇環氧樹脂膠粘劑作為化工機械設備中管道修復的膠粘劑，對該膠粘劑進行影響因素分析，得出當填料為三氧化二鋁時剪切強度最好;當膠粘劑的厚度非常大時，剪切強度會降低。

關鍵詞：化工機械設備;粘接技術;安全性評價

中圖分類號：TQ050.1文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）11-0121-04

在化工機械設備中管道這種零件比較常見，且其負責傳輸作用，現代傳輸中通常會對液體或者氣體進行傳送，在化工行業中，這些液體或者氣體可能是強酸強堿性的腐蝕物質，對于管道會有很大的腐蝕作用，對管道進行維修是非常有必要的。粘接技術引起具有非常多的優勢，比傳統的焊接方式相比，施工方式簡單，不會產生應力集中，能夠具有很好的粘接強度，還具有抗腐蝕、防磨等作用，所以將其運用到化工機械設備的管道中可以起到很好的作用，但是是否能夠具有優異的作用還需要通過安全性評價方式對其進行檢驗，本文主要通過定量評價，利用實驗研究的方式，檢驗粘接技術的應用效果。

1粘接技術與安全性評價的簡介

1.1粘接技術的簡介

粘接就是通過使用特殊的、所需要的膠粘劑，然后使用合理、科學的連接結構，最后運用合適的粘接技術將不同的、多個的不穩定或者沒有連接的結構或者材料粘接為一個牢固的整體，使結構之間達到一種穩定的方式;通過利用不同的膠粘劑將不同的材料進行連接在一起的方式，可以將其稱為粘接技術”。在實際的工業生產過程中，由于粘接技術的優勢很多，比如不會產生應力集中現象、粘接牢固、操作簡單、節約成本等等，所以具有非常廣泛的應用，尤其在化工機械設備管理中的運用比較突出。因為化工機械設備的特殊工作環境和性質，決定了機械設備在生產中會存在各種的問題，需要及時的、采用合理方式對其進行修理，其中粘接技術就會是一個比較優異的維修方式。粘接技術的主要功能如下所示。

1.1.1結構粘接

在化工機械設備中會存在需要承受較大荷載的情況，如果化工機械設備出現斷裂的，需要對其進行修理使用粘接技術，此時對粘接強度的要求會非常高，才能保障機械設備在長時間的受力之后使用粘接的地方能夠依然正常使用，不會再次出現問題。所以對于化工機械設備出現大型的斷裂情況，比如機械殼體、立柱等結構，通過粘接技術會有很好的修復效果。

1.1.2表面粘涂

使用粘接技術時，由于會使用膠粘劑，而且不同的膠粘劑會有不同的作用，比如耐磨性、絕緣性、防腐蝕性、保溫性等，將其應用于化工機械設備上可以防止金屬出現更多的故障。如果在機械設備涂抹一層具有耐腐蝕強的膠粘劑，空氣中的腐蝕性物質對機械設備的侵害就會減少，可以延長金屬出現腐蝕現象，從而讓機械設備有更長久的使用壽命。如果在機械設備需要滑動的零部件上涂抹合適的膠粘劑，該零部件會有更加好的耐磨性。

1.1.3密封性

化工機械設備有些零部件需要有很好的密封性，密封性就會要求不能出現任何的泄漏現象，傳統的方式的就是使用牛皮等固體物質進行密封，該方式存在很多的漏洞，還是容易出現泄漏現象，通過使用粘接技術，使用密封膠對封口處進行密封處理并且結合傳統的方式，這種密封效果將會很好。

1.1.4鎖固

當化工機械設備運作時間長之后，零件與零件之間可能就會出現松動現象，通過使用粘接技術，可以將其進行固定，從而讓零件之間運行更加的穩定，保障機械設備更好的運用。

1.1.5帶壓堵漏

粘接技術具有一個很好的作用就是能夠帶壓堵漏，帶壓堵漏就是讓化工機械設備繼續生產，此時在發生泄漏的地方重新密封修復，該技術不會造成停止生產，就能夠對問題進行解決，也稱為一種不停車堵漏，因粘接技術的特殊作用，能夠在管道、閥門等設備中具有非常好的應用效果。

1.2安全性評價的簡介

粘接技術的功能較為強大，將其運用于化工機械設備管理中能夠具有很好的應用效果，但是其具體的效果并不知道，需要使用安全評價方式對其進行判斷。安全評價簡單來講就是保證系統或者工程安全的一種方式，其過程就是判斷系統或者是工程中可能存在的隱患危險，然后對這些危險進行深度分析，制定合理的管理方式以降低危險或者解除危險的目的。將其運用到化工機械設備管理中的現代傳輸粘接技術中的主要目的就是判斷通過使用粘接技術，化工機械設備管理能夠后很好的效果。

安全性評價的方式包含著定性和定量評價、概率法和指數法，其中使用較多的是定性和定量的評價，概率法就是將事故發生的后果的概率和實際情況運行事故發生的概率進行結合，然后判斷事故發生的概率。指數法就是對選擇出來的項目進行分值范圍，然后再對其進行評分，最后通過計算的方式獲得總分值的方式，這種方式也稱為評分法。本文將安全性評價運用到化工機械設備管理中，并且是使用粘接技術維修管道，所以使用定量評價方式最為合適。定量評價的方式相比于定性評價更加的直觀、科學，能夠情況明了的知道影響因素和結果，更加的具有科學性和可操作性。

通過對上述內容的了解，明白了在化工機械設備管理中現代傳輸粘接技術進行安全性評估中的定量評估方式，本文只能從實驗研究的角度出發，通過實驗來說明粘接技術運用在化工機械設備管理中能夠是否具有良好的運用效果，雖然上文中也分析了粘接技術具有很多的優勢，從定性評估想將其運用于機械設備中也會有很好的使用效果，為了更加的清楚的知道其實施情況，所以需要使用實驗研究的方式來判斷。

2實驗部分

2.1實驗材料和設備

實驗所需要的材料：環氧樹脂、聚醚胺、CTBN、三苯基膦、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、納米石墨;實驗所需要的設備：電熱鼓風干燥箱、萬能材料實驗機。

2.2試樣制備

本文制作的改性歡顏樹脂膠粘劑的步驟如圖1所示。

2.3實驗過程

實驗所使用的試樣如圖2所示，選擇的是4mmX20min×100mm的鋼板作為被粘接材料，選擇該鋼板為材料的原因是與管道的材料是一樣的，可以對管道的粘接起到模擬作用，所使用的膠粘劑為改性的環氧樹脂膠粘劑。其中粘接長度為2cm，對該試樣做剪切強度試樣。

鋼板在使用膠粘劑之前，需要對其粘接表面進行打磨處理，選擇100#砂紙將鋼板的表面進行打磨，然后使用丙酮將其表面的污物進行清理干凈，最后就是放人鼓風干燥箱中烘干，鋼板完全干燥之后才可進行涂抹膠粘劑。在粘接的地方涂抹完環氧樹脂膠粘劑之后，最后等其完全固化之后方可進行實驗。膠粘劑的厚度會對結果產生影響，改性環氧樹脂中填料的不同也會對結果造成影響，所以本實驗選擇了兩種不同粘接接頭方式，第1種為選擇傳統的膠粘劑，其粘接厚度不同，其厚度分別為表1中所示，第2種選擇改性的環氧樹脂膠粘劑，其中填料不同，表2中可以看到相應的填料。這2種不同的選擇方式，究竟會對使用粘接技術的效果起到何種影響，需要再進一步的研究。

為了保證膠粘劑的涂抹厚度正確，使用厚度墊塊進行控制，然后還會在鋼板的上面使用0.01兆帕的壓力。在膠粘劑固化之前，需要將外溢的膠去掉，以防其影響測量結果。試件固化時所處的溫度為120℃，時間為6h，為了保證固化完全，6h之后還要將其放入溫室環境下24h。最終所制得的實驗試樣如圖3所示。

將實驗試樣通過使用萬能試驗機進行剪切試驗，如圖4所示，將試樣的兩端都用夾片進行夾著，其作用就是可以使加載的荷載保持在中心軸處，以免發生偏移，從而不僅產生了剪切力，還有其他力的存在，這樣做就可以保證實驗所得的數據比較準確。夾好之后，將儀器的加載速度設置為2mm/min，然后開始實驗側量。試樣破壞之后的形貌如圖5所示，當膠粘劑的涂抹厚度不一樣時，其失效模式也不一樣，最主要的失效模式是粘接面失效，也存在膠粘劑的內聚力失效，或者是兩種失效模式的混合失效模式。主要影響失效的原因就是粘接層厚度，當厚度越厚時，粘接面就會比較容易發生失效，膠粘劑厚度越小，就越容易發生內聚力失效。

3實驗結果

上文中對兩種不同的粘接接頭形式進行了實驗，首先對第一種形式進行實驗結果分析。圖6為剪切力與位移的曲線結果，從圖中可以看出，試樣失效使是瞬間失效的。當膠粘接的涂抹厚度在0.2～1mm之間時，膠粘接的涂抹厚度對實驗結果沒什么影響，四條曲線基本上是重合的。當膠粘劑的涂抹厚度大于1毫米時，此時涂抹厚度對實驗的結果有著非常大的影響，厚度越大，粘接面的強度就會越小。出現這種現象的原因是厚度變大時，其粘接面的破壞形式就會發生變化，從上文說的混合破壞模式發展到了粘接破壞，所以其粘接面的粘接強度大大降低。膠粘接的剪切強度計算公式如下所示，最后計算結果如圖7所示。

再對第二中形式進行實驗結果分析。不同填料的改性環氧樹脂膠粘劑的應用，對其進行的實驗結果如圖8所示，其為剪切力與位移的關系曲線，圖9就是通過換算公式得出的剪切強度對比圖。同圖中可以看出，通過使用改性環氧樹脂膠粘劑的剪切力比傳統的膠粘劑的大。分析不同的填料可知，石墨對提升剪切強度的作用沒有很大，二氧化硅和三氧化二鋁的提升作用是非常明顯的，其中三氧化二鋁的提升效果是最好的。從圖9中可以看出剪切強度為30.59MPa，比傳統的膠粘劑相比，剪切強度提高了64%。

4結語

綜上所述，通過使用粘接技術能夠在化工機械設備管理中起到很好的修復作用，當然不同的膠粘劑有不同的使用效果，文章研究的改性環氧樹脂膠粘劑比傳統的膠粘劑剪切強度大;當膠粘劑厚度比較大時，剪切強度也會降低;當膠粘劑的填料為三氧化二鋁時剪切強度最好，比傳統的膠粘劑多了64%。安全性評價方法的運用可以更加科學的了解粘接技術的運用效果，從而可以給相關的工作人員給與科學性的指導。