橡胶衬里技术的发展研究

潘 一，徐荣其，刘守辉，张金辉，杨双春

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）

在过去的几十年里，人们一直在寻找一些有效的方法去减小因腐蚀而带来的损失。他们先后从不同的角度找到了一些比较有效的措施，例如涂层法、阴极保护法、还有就是在金属设备表面粘合耐腐蚀材料的衬里技术等[1]。

橡胶是一种耐腐蚀的材料，只有浓硫酸、硝酸、铬酸等强氧化性酸才对橡胶有膨润作用，而且橡胶对产品不污染或少污染。橡胶衬里技术是指在金属或其他基体上贴衬橡胶材料，形成连续、封闭性隔离层以防止介质对基体的侵蚀、磨蚀等物化损伤。橡胶衬里技术从不同的角度有多种分类方法。现行最普遍的一种分类方法是按照橡胶的种类不同，把橡胶衬里技术分为天然橡胶衬里、氯丁橡胶衬里、丁基橡胶衬里、丁苯橡胶衬里和氯谎花聚乙烯橡胶衬里。

橡胶衬里技术相对于其他的防腐方法而言具有非常多的优良特点，例如橡胶衬里技术具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、较高的可靠性、可对大型设备进行现场施衬等[2]。橡胶衬里技术在石油、化工、化肥、冶金、机械、农药、医药、食品、饲料、印染、电力等行业上的应用已有悠久历史，并且它的重要性还在不断上升[3]。

1 橡胶衬里技术的施工工艺

1.1 准备阶段

需要施衬的设备必须具有一定的刚度和强度，以方便施衬。另外还要对设备的表面进行处理，一是处理掉设备表面的油污和铁锈，二是把金属表面打毛，使基体表面有一定的粗糙度易于粘贴橡胶。根据设备的尺寸裁剪出合适尺寸的橡胶下料，配制适宜浓度的胶水备用[4]。

1.2 实施过程

在刷胶浆之前应在金属表面进行清洗脱脂，然后再均匀的刷一层涂料用来防止氧化生锈。涂料喷刷后应尽快在金属表面、胶版表面涂刷胶浆，涂刷次数以2～3 遍为宜，且前后涂刷方向应交错进行。晾胶一段时间后，用手指接触胶浆并略有粘感时，方可衬贴第一层胶板。衬贴胶板时先在胶板上盖一层垫布，然后卷起，对好部位后抽出垫布，然后用5 cm 宽的带槽的压滚或4 cm 宽的塑料刮板从里向外滚压和刮压，排除胶片和金属基体之间的气体[5,6]。

衬贴每一层胶板后都要进行中间检查，因为在硫化前发现缺陷更容易修复。检查无误后再进行下一层胶版的衬贴。

1.3 检查修整

最后一层胶板衬贴完成后要进行全面质量检查。其中主要包括外观检验、针孔检验和硬度检验等。外观检查主要是通过目测或放大镜用来检查时否存在裂纹或鼓泡等缺陷；针孔检查是指用电火花检测器 100%检查有无针孔和裂纹等，检测电压为5 000 V/mm；硬度检测主要是用邵氏A 硬度计检查衬胶硬度，天然硬质、半硬质硬度合格范围：95～98，软质胶硬度范围：50～60[7]。

2 橡胶衬里技术的发展现状

2.1 国外现状

国外的橡胶衬里技术已经有一百多年的发展历史,在这一百多年里,以德国、美国、法国和日本为代表的几个国家在这项技术上得到较快发展,他们几个国家的发展情况基本上代表了当今世界的发展水平[8]。他们的发展情况基本上可以归纳为以下几点：

（1）研发出的产品种类多：为了满足用户对橡胶衬里产品的不同需求，必须研发出相对较多的产品。而且只有达到一定的数量才能满足对不同的需求有针对性的使用，这样才能使橡胶衬里产品的质量和使用寿命得到保证。例如德国的 KCH 公司生产的橡胶衬里产品种类就有几十种。

（2）优良的生产工艺和先进的设备：通过近几十年来橡胶防腐衬里的不断发展，其生产工艺越来越灵活简单，在不同的施工环境下可采取不同的生产施工工艺；生产设备也日趋自动化，而且施工效率高，生产的胶板尺寸精确，施工安全性好，操作方便。压延机和挤出机是国外橡胶衬里成型工艺常采用的设备。通过压延机设备生产的产品气泡较多，为解决这一问题，国外又采用了复合压延工艺。复合压延工艺设备较为先进，在生产中可以有效改善产品外观质量，而且可生产不同材质和不同配方的复合橡胶衬里。采用挤出机生产的成型橡胶衬里产品幅宽较大、致密性好、气泡少。生产设备中的自动配料器和密炼机与压延机或挤出机等设备组成了自动化程度高、生产连续性好和工艺质量稳定的生产线。

2.2 国内现状

相对于国外来说,我国的橡胶衬里技术相对落后。我国的橡胶衬里技术发展相对缓慢，只有在近十年才有了较快发展。橡胶衬里技术在国内仍属于新兴产业，因此具有一定生产橡胶衬里规模的企业少，且大部分属于中小型企业。譬如，在橡胶衬里生产车间、施工队伍、企业测试设备、职工人数以及产值等方面仍具有很大的发展空间。

在国内，橡胶防腐衬里品种相对较少，其中较常见的主要包括：自然硫化型橡胶防腐衬里、加热硫化型橡胶防腐衬里和预硫化橡胶防腐衬里等[9]。应用最为普遍的是加热硫化型防腐橡胶衬里，另外两种较常见的橡胶防腐衬里产品的生产企业加一块不超过十几家。我国生产橡胶衬里技术的生产工艺和生产设备还比较落后。其中生产工艺多采用传统的方法，生产流程还有许多需要完善的地方，生产的产品质量有时也不稳定，给企业带来了严重的经济损失，而且在实际应用中还会带来许多问题。随着橡胶衬里防腐技术在石油、化工等领域起到越来越重要的作用，因此在近几十年，许多生产橡胶衬里企业越来越重视新产品的研究与开发。同时引进了国外先进生产工艺技术和先进设备生产出的橡胶衬里种类多、质量稳定、节约了生产的成本，并生产了系列化橡胶防腐衬里。其中，复合型橡胶衬里等方面取得了重大突破，并在实际中得到了应用。

江苏省开源环保技术工程有限公司发明了一种“新型防腐衬胶管道”。该技术包括橡胶衬里层、壳体以及粘结剂层。其中，橡胶衬里层为圆形一体式结构，壳体与橡胶衬里层之间是粘结剂层，在橡胶衬里层与粘结剂层之间还有一层有机溶剂层。这种衬胶管道的优点是无搭接缝，外观整齐，不会产生积液，管道内输送的介质不会渗入防腐层，并且耐高温，管道的使用寿命增长，工艺简单，节约了成本[10]。

3 常见问题及控制方法

3.1 常见问题

橡胶衬里技术虽然会在一定程度上缓解了设备被腐蚀问题，但是由于环境或者施工水平的原因总会存在一些质量问题。常见的问题主要有起泡、龟裂、脱层、针孔等对衬里质量影响较大[11]。具体原因大体可归结于以下几点:

（1）衬胶设备制造时存在质量问题，刷胶太厚或有部分堆积，刷胶后间隙余气没有排尽，胶片和基体间的气体未排尽或不正确操作等因素都会造成橡胶衬里产品里存在气泡。

（2）胶板过期变质，储存方法不正确，硫化过程中时间控制不当，含硫量过高或者含有一些杂质都会造成橡胶衬里产品出现龟裂。

（3）基体和胶板之间存在水、油、粉尘等杂质，硫化过程中操作不当，胶板和基体刷胶后凉放时间过长或者胶板和胶浆过期变质等因素会造成基体和胶板脱层。

（4）胶板生产时可能本身存在针孔，衬胶过程中有尖锐物体刺穿胶板，为排放气体而针刺后未修补或修补不严或者在中间检查时电火花电压过高而击穿胶板等原因会造成产品上存在针孔。

3.2 控制方法

从上面橡胶衬里设备存在的问题可以看出，影响设备质量的因素很多，主要有操作不正确，环境问题，硫化过程不当，材料质量不合格等。这些问题一般都会造成比较严重的后果，轻则管道腐蚀造成油品泄漏，造成经济损失；严重的可能引起一些化工设备的爆炸，造成经济损失外还会对工作人员的人身安全造成不可弥补的伤害。为了减少和避免这些不必要的损失和危险，我们必须了解它们发生的根本原因，近而采取一些有效地措施防患于未然。

通过对多年的经验的总结，我们可以从多种措施来控制这样的事情发生。首先我们必须保证使用合格的原料来施工，就是说只有原料的质量得到保障才能保证衬里的合格率；其次，操作人员必须有熟练地技术和强烈的责任心，这对该项工作能否成功至关重要；最后，我们在设计工艺流程时要做到在保证设备结构合理的前提下使结构尽量简单，这样更有利于设备的合格。

4 橡胶衬里技术的发展前景

橡胶衬里作为一种现代防腐技术，其优越性与可靠性越来越明显，因此在石油化工等领域受到了世界各国的广泛关注。橡胶防腐衬里的销售已经打破了国界，成为了世界关注的产品。因此，我国橡胶防腐衬里生产企业要不断发展、开发研究出更多的新产品，以打破国外橡胶防腐衬里的生产形成的相对集中的状况。

随着经济全球化的到来，许多国外橡胶衬里产品纷纷进入国内市场。相对于国内产品而言，国外橡胶衬里产品多采用现代加工工艺与先进生产设备，生产出的橡胶衬里产品质量稳定、种类繁多，其产品在国内市场具有很大的优势。因此为了使国内橡胶防腐衬里与国际市场接轨并与国外产品竞争，在引进国外先进生产工艺与先进设备的同时，必须开发创新出更加具有优势的生产工艺与生产设备，研制出更加经济合理，安全稳定的橡胶防腐衬里产品。

为推动我国橡胶防腐衬里产品的发展，在以后的生产中我们要做到：

（1）提高产品质量与稳定性

橡胶防腐衬里种类多样，不同的橡胶衬里适用于化工设备、油罐、管道中等设备中。因此在再增加产品总类的同时，要研究防腐橡胶衬里产品的适用性，并采用先进的生产工艺提高防腐橡胶产品的质量与稳定性，使产品在市场中更具有竞争力。

（2）采用现代生产工艺与先进设备

国内橡胶防腐衬里生产工艺中普遍存在的问题是生产工艺落后、设备陈旧。因此，各生产企业要重要解决这一问题，自主创新或引进国外先进的生产工艺和生产设备。解决这一问题后生产出的橡胶衬里产品才会迎合市场的需求。

（3）完善测试条件与做好标准的制定工作

生产出的橡胶衬里产品要经过一系列的检测，这样橡胶衬里产品的质量才能真正得到保证。但是现有的检测手段比较落后和检测设施和条件不完善，因此这一问题也需亟待解决。其次，橡胶衬里的检测标准与生产标准缺乏科学性、先进合理性以及执行力度不够等。因此各企业要完善法律法规，制定严格的执行标准并加强执行力度，保证橡胶防腐衬里的整体质量。

（4）生产企业适应市场与合理竞争

在市场经济下，外资企业与合资企业依靠先进的生产工艺设备以及合理的经营管理机制，在销售市场中占有很大优势，因此国内企业要制定合理的经营管理模式，抓住机遇，赢得市场份额。同时企业之间要公平合理竞争，并且促进国际合作与交流。国内橡胶衬里生产企业要加强合作与交往，国内企业与国外企业要加强技术合作与信息交流，推动我国橡胶防腐衬里技术生产水平的全面提高。

5 结束语

在严峻的国际大环境下,设备防腐已经成为一项必须去重视的问题。在繁多的防腐技术中，橡胶衬里防腐技术是一项比较行之有效的措施。但是橡胶衬里技术还不够成熟，对于缓解管道和其他设备的腐蚀还是存在一定的局限性，对于一些橡胶衬里的一些核心技术还处于攻坚阶段。特别是我们国内的橡胶衬里技术还处在初期阶段，对于一些技术和设备还不够成熟和完善。所以，橡胶衬里技术的发展潜力是非常大的。

［1］郑文龙. 钢的磨损腐蚀失效及其分析方法[C]. 2009 年全国石油与化学工业腐蚀与防护论坛论文集.

［2］王学忠. 橡胶衬里技术的现状与发展[J]. 石油化工设备技术，1992，13（1）：58-60.

［3］张庆虎. 高温真空设备橡胶衬里的特性及应用[J]. 化学工业与工程技术, 1998, 19(3) : 41-43.

［4］谢国泉. QH-90 丁基橡胶衬里防腐蚀应用技术[J]. 磷肥与复肥, 20 00,15(1): 67-69.

［5］徐易松. 橡胶防腐衬里工艺流程的分析和研究[J]. 橡胶参考资料,2008, 38(1): 45-49.

［6］万德立, 郭光伟, 于翠艳, 郝爱萍. 大型设备的橡胶衬里技术及应用[J]. 材料保护, 2002, 33(12): 7-8.

［7］陈文进. 橡胶衬里工艺及质量控制[J]. 广西轻工业, 2011(6):25-26.

［8］武晓星. 橡胶防腐衬里的现状与发展[J]. 橡胶工业, 2000, 47(3): 1 60-163.

［9］罗富田. 我国橡胶衬里技术发展概况[J]. 化工设备设计, 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]. 橡胶化工，2012, 59:110.

［11］尹玲. 设备内壁自然硫化橡胶耐蚀衬里[J]. 石油化工腐蚀与防护，2002, 19（1）：52-55.