粘接和密封材料在石油化工機(jī)械中的應(yīng)用

賈繼磊

摘 要：石油化工領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備往往需要和高溫、高壓、腐蝕性物質(zhì)相接觸，因此其設(shè)備的表面將受到不同程度的腐蝕，零件與零件相連接的位置也會出現(xiàn)不同程度的滲漏。因此采用軟性材料來進(jìn)行粘接和密封就成為普遍采用的做法，并以此帶動了材料技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：粘接材料;密封材料;化工機(jī)械;實際應(yīng)用

1 粘接和密封材料對石油化工的益處

化工機(jī)械中利用粘接劑和密封材料可以對機(jī)械的某些性能進(jìn)行很好的保留，同時也可以提高經(jīng)濟(jì)效益，因此在實際的生產(chǎn)中利用粘接和密封材料有以下益處：可以保證機(jī)械連接的質(zhì)量，因為粘合的手段會使得應(yīng)力分布均勻，而且外觀平整;從某些方面看，利用粘合技術(shù)和密封材料可以減少機(jī)械連接手段的采用，節(jié)約部分金屬材料;可以達(dá)到較高的密封性能，滿足石油化工機(jī)械的某些特殊要求，尤其是在作業(yè)中對漏油、漏水、漏氣等的控制;修復(fù)設(shè)備零件的硬性損傷，達(dá)到再利用的目的。當(dāng)零件磨損后可以將其拆除下來，并利用某些化學(xué)手段將其進(jìn)行粘合處理，改變其表面的磨損狀況，使之可以重新得到利用。在齒輪、閥門、主軸等出現(xiàn)裂縫或者磨損變形的時候就可以采用粘接技術(shù)將其表面修復(fù)完好，并達(dá)到重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)。所以，利用粘合與密封材料可以達(dá)到對石油化工機(jī)械設(shè)備的修復(fù)和密封效果。

2 化工領(lǐng)域常用的粘合與密封材料

在實際的應(yīng)用中，化工機(jī)械涉及到的密封和粘合材料主要有以下 5 個大類別：

①通用的粘合劑。該產(chǎn)品的特點是在常溫下就可完成固化和粘接，綜合性能突出，生產(chǎn)中使用方法簡單，主要應(yīng)用在粘合金屬和非金屬材料上，一般都是對小型而復(fù)雜的零件進(jìn)行粘合、定位、修復(fù)等。主要材料包括環(huán)氧樹脂類、酚醛樹脂類、聚乙烯醇類粘合劑等。

②結(jié)構(gòu)型粘合劑。此類粘合劑是應(yīng)用在承載應(yīng)力的構(gòu)件粘合上，其具有強(qiáng)度大可以承受較大的載荷等特點。結(jié)構(gòu)粘合劑中是以環(huán)氧樹脂、酚醛丁氰類為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)粘合材料，而聚氨酯材料的發(fā)展已經(jīng)代替了其地位，同時還有丙烯酸類粘合劑。

③非結(jié)構(gòu)粘合劑。其是與結(jié)構(gòu)粘合劑相對而言的材料，即粘接的強(qiáng)度不高，用于承受應(yīng)力不大而又需要牢固粘接的場合，或者粘接的零件彈性模量差。主要有合成橡膠、乳液膠、改性橡膠等。

④壓力敏感材料。此種材料是指在常溫下，利用壓力就可完成粘接的材料。此種材料在較長的時間內(nèi)可以保證不干燥并具有粘合力。此種材料主要用于設(shè)備的銘牌、文字說明、儀器面板和零件包裝當(dāng)中。

⑤密封材料。從某種意義上看，密封材料與粘合材料相似，都具有一定粘合力，而且其突出的特性是可以耐受高溫、腐蝕、氧化等，主要的作用就是保護(hù)設(shè)備的某些部位以防氣體、液體等外泄或者交換。常用的密封材料有硫化膠、厭氧膠等。

3 粘合材料在石油機(jī)械中的應(yīng)用

在機(jī)械的維修中采用的粘接材料主要是修復(fù)用粘合劑和厭氧膠。

3.1 粘合劑

生產(chǎn)中應(yīng)用的修復(fù)粘合劑的品種較多，包括金屬填補(bǔ)系列、耐腐系列、防腐蝕系列、緊急修復(fù)系列等。按照其化學(xué)成分劃分主要有環(huán)氧膠、丁氰類、酚醛類、聚硫類等，主要用于設(shè)備的粘合性修復(fù)。如機(jī)械的某個易損部位出現(xiàn)磨損時，就可以采用此種粘合劑對其表面進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)的過程較為簡單，就是對磨損的表面進(jìn)行必要的處理，達(dá)到清潔平整的標(biāo)準(zhǔn)，然后將修復(fù)劑涂抹在表面使之高于原有的平面，當(dāng)固化后再打磨至原有高度。此種粘合劑也可以對石油化工中常見的腐蝕性損傷進(jìn)行修復(fù)，這些腐蝕性損傷的面積較小，且具有一定的深度，因此常用的機(jī)械性修復(fù)方式不能滿足其需求，所以采用粘合材料進(jìn)行修復(fù)，既可以保證修復(fù)的質(zhì)量也不會影響修復(fù)后的使用效果，尤其是一些高分子材料的研制更可以幫助提高修復(fù)效果，延長使用壽命。

3.2 厭氧膠

此種粘接劑是機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用較早的高分子粘合劑。其應(yīng)用的歷史可以追溯到 20 世紀(jì) 50 年代，自其被發(fā)明后就不斷地被改進(jìn)和開發(fā)，目前已經(jīng)可以廣泛地應(yīng)用在石油化工和其他機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，起到粘接、固定、密封等作用。厭氧膠的單組分形式的制劑因為生產(chǎn)的黏度不同而形狀各異。此類粘接劑在空氣中不會發(fā)生任何反應(yīng)，因此可以儲存在室溫下。之所以稱之為厭氧膠就是因為其在無氧環(huán)境中就會發(fā)生反應(yīng)而迅速固化。厭氧膠的主要成分是雙丙烯酸、雙甲基丙烯酸。在過氧化物的促進(jìn)作用下，該制劑可以進(jìn)行自由基的化合反應(yīng)。但是與空氣接觸則不會產(chǎn)生此種效果而發(fā)生反應(yīng)，所以可以在開放和常溫下進(jìn)行保存。其用途有：對各種化工機(jī)械設(shè)備的螺栓進(jìn)行放松處理，將厭氧膠涂抹在螺栓上，在擰緊的過程中螺栓與螺母之間的空氣得到了排除，此時厭氧膠就會發(fā)生反應(yīng)而固化達(dá)到緊固的目的;另外，在密封管的螺紋接頭處也可采用此種厭氧膠，原理和螺栓相似，其緊固的效果較好，也得到了應(yīng)用證實;最后也可以將此厭氧膠用在粘固襯套上，或者工藝性定位等。

4 密封材料在石油機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)械中難免會出現(xiàn)一些剛性構(gòu)件相互連接的部位，這種位置需要進(jìn)行密封處理。此時液體墊圈就成了密封材料的首選。實際上液體墊圈就是一種粘合劑，也就是一種密封用的膠劑，其組成是樹脂、橡膠等。在常溫下此種材料是一種粘稠的液體，將其涂抹在金屬機(jī)械表面，經(jīng)過干燥就可以形成一個均勻而連續(xù)的彈性覆膜。但多數(shù)的液體墊圈不會形成完全的固化，涂抹在金屬表面后仍然具有一定的彈性和粘合性，因此可以有效地將金屬零件間的空隙填充，再依靠螺栓的緊固作用，實現(xiàn)密封效果，而且其彈性的性質(zhì)可以適應(yīng)一定壓力和溫度的變化，對金屬的腐蝕性幾乎為零，這樣就可以取代傳統(tǒng)的密封用材料。

5 結(jié)語

綜合來看，粘接和密封材料是一種工業(yè)用的聚合材料，其特點就是具有一定的流動性能，并且在固化后具備一定的強(qiáng)度。這種材料的液固態(tài)變化使其具有在機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢。尤其是在石油化工機(jī)械方面的應(yīng)用，更突出其明顯的材料特性。無論是修復(fù)、連接、密封都可以達(dá)到較好的實用性效果。

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