玻璃鋼貯罐破裂的粘接修復(fù)

牛芳芳

摘要：介紹了玻璃鋼貯罐的破裂粘接修復(fù)工藝。闡述了玻璃鋼貯罐的破裂原因和整個(gè)粘接修復(fù)過程，包括明確玻璃鋼貯罐粘接修復(fù)部位情況、粘接表面處理、修復(fù)材料準(zhǔn)備及涂膠修復(fù)工藝過程和粘接修復(fù)質(zhì)量檢驗(yàn)等。

關(guān)鍵詞：玻璃鋼；貯罐；改性環(huán)氧樹脂膠；粘接c

隨著纏繞技術(shù)的提高、工藝的改進(jìn)，大型貯罐廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)[1]。然而貯罐在使用過程的破裂問題也非常多見，其破裂修復(fù)就成為其使用過程中需要重視的問題。粘接修復(fù)是一種操作簡便、修復(fù)質(zhì)量可靠的工藝，在玻璃鋼貯罐的破裂修復(fù)中發(fā)揮了重要作用。

1 玻璃鋼貯罐簡介

玻璃鋼貯罐是指以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂為基體，通過纏繞成型工藝得到的一種復(fù)合材料產(chǎn)品。其防腐結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)襯層、過渡層、結(jié)構(gòu)層和外表層4層。內(nèi)襯層是用玻璃纖維表面氈、有機(jī)纖維表面氈或其他增強(qiáng)材料增強(qiáng)的富樹脂層，要求含膠量達(dá)到90%，其厚度為0.25～0.5 mm；過渡層含膠量比內(nèi)表層低，約70%～80%，采用短切纖維做成的短切氈鋪成；結(jié)構(gòu)層是貯罐的主要結(jié)構(gòu)，用來承受外載荷，由連續(xù)纖維纏繞成型，含膠量35%～55%；外表層是貯罐結(jié)構(gòu)層的外保護(hù)層，主要功能是保護(hù)結(jié)構(gòu)層免受外界機(jī)械損傷和外界環(huán)境引起的老化，同時(shí)也是對貯罐外表面的裝飾，其含膠量為60%～70%[1]。玻璃鋼貯罐輕質(zhì)高強(qiáng)，不導(dǎo)電，機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性能優(yōu)良，是綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料產(chǎn)品。常見的有玻璃鋼攪拌罐、玻璃鋼反應(yīng)罐、玻璃鋼發(fā)酵罐、玻璃鋼過濾罐、玻璃鋼酸洗罐、玻璃鋼運(yùn)輸儲(chǔ)罐等。

2 玻璃鋼貯罐的破裂原因分析

玻璃鋼貯罐使用時(shí)超壓及貯罐材料的老化均會(huì)引起破裂和泄漏，具體原因分析如下：

1）露天放置[2]。玻璃鋼貯罐一般均放置在露天環(huán)境，太陽光中的紫外線會(huì)使玻璃鋼貯罐的基體樹脂降解老化，另外風(fēng)雨天氣也會(huì)對貯罐造成侵蝕。

2）溫差變化。玻璃鋼貯罐在溫差的變化下，熱脹冷縮使玻璃鋼出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，玻璃鋼內(nèi)部的空隙及氣泡在溫差變化條件下容易擴(kuò)展，加速結(jié)構(gòu)的損壞，使強(qiáng)度降低[2]。

3）使用過程中超壓。超壓使玻璃鋼貯罐產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易造成破裂。

4）玻璃鋼貯罐各層材料的選擇不當(dāng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理及玻璃鋼貯罐成型工藝參數(shù)的選擇不當(dāng)，所以在玻璃鋼貯罐的纏繞制造過程中，嚴(yán)格控制選材和成型工藝條件，能有效控制玻璃鋼貯罐的破裂和滲漏。

5）貯存的液體具有腐蝕性，長期的侵蝕，也會(huì)造成貯罐的破裂。

綜上所述原因?qū)е铝瞬Ａт撡A罐的破裂。對于已發(fā)生破裂和滲漏的玻璃鋼貯罐可以通過粘接的方法來修復(fù)，經(jīng)修補(bǔ)過的部位，不僅恢復(fù)原樣，而且堅(jiān)固耐用。

3 玻璃鋼貯罐的粘接修復(fù)工藝

3.1 明確粘接部位

在實(shí)施粘接修復(fù)工藝前，需要對粘接修復(fù)部位的情況有比較清楚的了解，例如表面狀態(tài)、清潔程度、粘接位置及破壞情況等。本文采用顯色法[3]來判斷肉眼無法看見的貯罐裂紋，即在可能有裂紋的地方涂上著色的煤油，如有裂紋煤油就會(huì)立即滲入而著色，用干布擦去煤油，就會(huì)顯示出裂紋的位置。

3.2 粘接表面的處理

對于貯罐的破損部位首先要進(jìn)行清理，可用水、毛刷、干布及壓縮空氣等初步清除泥土、灰塵、厚油等污物[3]。然后破損部位內(nèi)外用丙酮和乙酸乙酯溶液反復(fù)清洗，進(jìn)一步除去油垢和灰塵，清洗過后用自來水反復(fù)沖洗多次，晾干后用砂布打磨破損部位，去除粉塵。

3.3 準(zhǔn)備修復(fù)材料

玻璃鋼材料粘接常用的膠粘劑有改性環(huán)氧樹脂膠、酚醛-縮醛膠、丙烯酸酯膠及氰酸酯膠等[3]。其中改性環(huán)氧樹脂膠粘劑綜合性能優(yōu)良，滿足粘接修復(fù)要求，且污染少，原料易得，同時(shí)也很經(jīng)濟(jì)。另外因?yàn)橘A罐的增強(qiáng)材料是玻璃纖維，所以本文選擇環(huán)氧樹脂底膠和改性環(huán)氧樹脂膠粘劑及玻璃纖維布作為修復(fù)材料。

3.3.1 膠粘劑的配制

按照以下配方，遵循使用定量的原則配制環(huán)氧樹脂底膠和改性環(huán)氧樹脂膠[3，4]，現(xiàn)配現(xiàn)用，以保證膠粘劑的粘接性能。

環(huán)氧樹脂底膠的配方（質(zhì)量份）為：

E-51環(huán)氧樹脂 100

120 固化劑 17

氧化鋁粉（270目） 30

丙酮 適量

改性環(huán)氧樹脂膠的配方（質(zhì)量份）為：

E-51環(huán)氧樹脂 100

呋喃樹脂 40

二乙烯三胺 10

KH-550 適量

石墨粉（250目） 30

丙酮 適量

3.3.2 玻璃纖維布的表面處理和剪裁

采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對玻璃纖維布進(jìn)行表面處理[5]，以提高玻璃纖維表面的活性，增強(qiáng)其與樹脂基體的粘接強(qiáng)度。按照修復(fù)部位的尺寸合理剪裁玻璃纖維布備用。

3.4 涂膠修復(fù)工藝過程

對于貯罐破裂部位進(jìn)行表面處理，然后涂刷環(huán)氧樹脂底膠，室溫固化24 h后，用砂布打磨，吹凈粉塵，于破裂處涂上改性的環(huán)氧樹脂膠，室溫固化24 h，再用刷子將環(huán)氧樹脂膠液在貯罐的內(nèi)表面刷一層。在涂膠的過程中，為了防止包裹空氣而形成氣泡或氣孔，涂刷應(yīng)朝一個(gè)方向移動(dòng)，速度不能太快，以利于氣體和水分的排除。然后將裁好的玻璃布壓貼在膠面上，用刷子輕壓使其緊貼及讓膠液滲透玻璃布；第1層玻璃布滲透后涂第2層改性環(huán)氧樹脂膠，貼第2層玻璃布，重復(fù)進(jìn)行直到所需要的厚度。

3.5 整修及后處理

對修復(fù)好的部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼藜庸?，刮掉多余的膠，將粘接表面打磨至光滑平整。

4 玻璃鋼貯罐的粘接修復(fù)質(zhì)量檢驗(yàn)

首先用肉眼或放大鏡觀察粘接部位邊緣有無翹曲、鼓起、疏松、缺膠及接縫不良等。而后檢查修復(fù)后的貯罐是否還存在裂紋和滲漏，可采用水壓法[3]，于貯罐內(nèi)腔注入0.3～0.4 MPa壓力的水，保持3～5 min。若修復(fù)處無水滲漏和明顯的壓力下降，則表明修復(fù)質(zhì)量過關(guān)，如若有水滲出，則說明還有待進(jìn)一步修復(fù)。

5 結(jié)語

玻璃鋼貯罐的粘接修復(fù)是其破裂修復(fù)的重要方法，而粘接表面處理工藝及膠粘劑配方的選擇是修復(fù)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。

參考文獻(xiàn)

[1]徐竹.玻璃鋼貯罐的成型工藝研究與制造[J].教育教學(xué)論壇，2013（26）：198.

[2]季杰.玻璃鋼鹽酸儲(chǔ)罐泄漏原因分析及防護(hù)對策[J].河北化工，2009，32（1）：65.

[3]李子?xùn)|，李廣宇，劉志軍.實(shí)用膠粘技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007：36-255.

[4]程時(shí)遠(yuǎn)，李盛彪，黃世強(qiáng).膠黏劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：52-73.

[5]王榮國，武衛(wèi)莉，谷萬里.復(fù)合材料概論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004：70-74.