焊縫密封膠在罐內(nèi)防腐施工中的作用及工藝探析

羅曉磊 王錳偉 馮占峰 于祥 朱進禮

河南森源重工有限公司 河南省長葛市 461500

1 應(yīng)用簡介

1.1 罐內(nèi)防腐簡介

普通碳鋼罐體，尤其是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、體積較大的罐體，內(nèi)部防腐一直是一項技術(shù)難題。一般通過直接焊接而成，經(jīng)過噴砂處理后涂裝防腐涂料；有條件的企業(yè)會分體電泳后組焊，然后涂裝防腐涂料，從而達到較好的防腐效果。焊縫處和結(jié)構(gòu)縫隙處是焊接和涂裝過程中質(zhì)量控制難點，加上內(nèi)部施工環(huán)境惡劣，很難保證沒有焊接和涂裝缺陷。所以這些位置是防腐最薄弱的地方，也在實際施工中發(fā)現(xiàn)銹蝕往往從焊縫位置和結(jié)構(gòu)縫隙處最先開始。

表1 驗證方案選用材料表

1.2 焊縫密封膠簡介

焊縫密封膠在汽車行業(yè)主要用在各鈑金件之間的焊縫、搭接及車身內(nèi)外直接相通的孔洞、縫隙處，具有密封、防腐和整形的作用，從而影響整車使用壽命、可靠性及NVH性能。目前國內(nèi)汽車行業(yè)常用的焊縫密封膠有PVC型焊縫密封膠、聚氨酯焊縫密封膠、聚硫橡膠型以及氯丁橡膠型焊縫密封膠。而聚氨酯焊縫密封膠在汽車涂裝工藝中的使用主要有兩類，吸潮固化聚氨酯密封膠和熱固化聚氨酯密封膠。各種焊縫密封膠各有各的優(yōu)缺點，也適合不同的使用條件，應(yīng)該根據(jù)各自的理化性能、施工性能及施工方法，因地制宜，合理地選擇使用。

1.3 應(yīng)用設(shè)想及驗證目的

在汽車行業(yè)尤其是乘用車上，焊縫密封膠早已被大量應(yīng)用，并且提高了整車密封、防腐、減震和舒適性。而在專用車細分行業(yè)，尤其是特種車輛上如罐體內(nèi)部使用，目前還鮮有應(yīng)用。根據(jù)罐體制造工藝以及罐內(nèi)防腐施工工藝特點，考慮到烘烤固化條件所限、節(jié)能降耗和涂膠作業(yè)方式等特點，單組份吸潮固化型焊縫密封膠表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用優(yōu)勢。目前市場上不僅有單組份吸潮固化型聚氨酯焊縫密封膠，還有單組份吸潮固化型硅烷改性聚醚焊縫密封膠。本文根據(jù)具體施工特點，從市場上選用兩種吸潮固化型焊縫密封膠，通過以下幾組嘗試性應(yīng)用試驗，對焊縫密封膠的密封、防腐效果進行驗證；對罐內(nèi)涂層與焊縫密封膠配套性進行驗證，對焊縫密封膠在罐內(nèi)防腐涂裝應(yīng)用中進行模擬驗證。

2 試驗材料

3 T型焊合件對比試驗

3.1 試驗方法：

先對兩件T型焊合件電泳處理，然后三種密封膠A、B、C分別涂于焊縫處。密封膠24小時固化后整個工件放入水中一段時間，觀察工件表面狀態(tài)。

3.2 結(jié)果與分析

經(jīng)對比觀察，涂膠部位均無明顯銹蝕，電泳底漆層破損或漏底處有不同程度銹蝕，說明涂膠具有良好的密封、防銹蝕作用。涂膠或電泳底漆防銹性能良好，但電泳破損或露底部位需要進一步做防銹處理。如圖1和圖2為五日后部位銹蝕狀態(tài)。

經(jīng)對比觀察，如圖2和圖3所示，同一銹蝕點五日后和三個月后狀態(tài)基本一樣，說明電泳底漆防銹能力和防擴蝕能力良好。

用指甲刮摳兩種密封膠檢驗附著力和抗撕裂強度檢驗其耐水性。觀察發(fā)現(xiàn)：A在放入水中前后和隨著時間增長，性能較好且基本無變化；而B放入水中前，刮摳時密封膠B有輕微掉塊和粉末現(xiàn)象；放入水中三個月后，B有發(fā)粘現(xiàn)象且掉塊和粉末隨著時間增加有加劇趨勢，如圖4和圖5所示。說明密封膠A的耐水性較好，而B的耐水性較差。

圖1 劃傷處銹蝕點

圖2 焊渣飛濺處銹蝕點（5）

圖3 焊渣飛濺處銹蝕點（90）

圖4 密封膠A狀態(tài)

圖5 密封膠B狀態(tài)

4 平板件對比試驗

4.1 試驗方法

4塊平板碳鋼板電泳處理后編號1#、2#、3#、4#，兩類密封膠分別為A和B。1#和2#先涂膠后涂底漆，3#和4#先涂底漆后涂膠，采用“濕碰濕”工藝，間隔15min。1#和3#樣板放置15min后80℃烘烤25min，2#和4#樣板室溫放置24h后觀察狀態(tài)。

4.2 結(jié)果與分析

1#和2#樣板密封膠A均未固化且以后仍難固化，成軟綿狀，如圖6和圖7所示。B未完全固化，但性能較好，表現(xiàn)不明顯。分析說明漆膜覆蓋影響密封膠固化速率，阻礙密封膠吸潮固化。

圖6 平板件1#烘烤后狀態(tài)

圖7 平板件2#24h后狀態(tài)

3#和4#樣板，因“濕碰濕”作業(yè)，在底漆上涂膠時，會破壞漆膜，不利用連續(xù)施工作業(yè)。如圖8、圖9所示。

圖8 平板件3#烘烤后狀態(tài)

圖9 平板件4#24h后狀態(tài)

1#和3#樣板烘烤后，3#密封膠A有明顯起泡現(xiàn)象，B無異常。1#密封膠A起泡不明顯，并且比2#密封膠A固化更慢，可能因為漆膜迅速固化覆蓋，阻礙密封膠吸潮固化。

5 箱型焊合件模擬試驗

5.1 試驗方法

7塊平板碳鋼工件電泳后焊合成箱型焊合件，然后兩類密封膠A和B按先涂膠后涂底漆分別涂于不同焊縫處。密封膠和底漆均24小時自然固化，箱式焊合件盛水放置，模擬罐內(nèi)焊縫涂密封膠后涂防腐漆盛水試驗，觀察工件表面狀態(tài)。

5.2 結(jié)果與分析

三個月后，如圖10所示，因工件為電泳板拼接組焊，防腐效果差異主要看拼接焊縫處。紅線以下部分為“漆層下涂膠”，焊縫部分因有密封膠和防腐漆保護，防腐效果良好；紅線以上部分為“防腐漆”，焊縫部分僅有防腐漆保護，出現(xiàn)斑駁銹蝕點，防腐效果較差。（右下角銹跡現(xiàn)象為其它工件銹蝕染色，內(nèi)部無銹蝕現(xiàn)象）

圖10 罐內(nèi)防腐施工模擬試驗

6 結(jié)語

6.1 焊縫密封膠和電泳底漆具有較好的耐腐蝕性且電泳底漆防擴蝕能力良好；對比而言，密封膠A具有良好的耐水性。

6.2 兩類密封膠均不適合“濕碰濕”工藝施工作業(yè)，且因為固化需要吸潮，需要保證足夠固化時間后才能進行其它作業(yè)，尤其避免烘烤。

6.3 在防腐最薄弱位置焊縫處涂焊縫密封膠表現(xiàn)出良好的防腐能力。

以上驗證結(jié)論為罐內(nèi)防腐施工及焊縫密封膠實際應(yīng)用積累了相關(guān)經(jīng)驗，或許可以為實際應(yīng)用提供幫助。