化工機(jī)械設(shè)備管理中現(xiàn)代傳輸粘接技術(shù)的安全性評價(jià)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(xiàn)代傳輸粘接技術(shù)在化工機(jī)械設(shè)備管理中應(yīng)用效果，通過安全性評價(jià)方法對其應(yīng)用效果進(jìn)行分析。首先對粘接技術(shù)和安全性評價(jià)進(jìn)行簡介，了解到粘接技術(shù)的作用較多，具有廣泛的應(yīng)用;由于本文研究的內(nèi)容決定著要選擇定量評價(jià)的方式對粘接技術(shù)進(jìn)行分析。然后再通過實(shí)驗(yàn)研究的方式，選擇環(huán)氧樹脂膠粘劑作為化工機(jī)械設(shè)備中管道修復(fù)的膠粘劑，對該膠粘劑進(jìn)行影響因素分析，得出當(dāng)填料為三氧化二鋁時(shí)剪切強(qiáng)度最好;當(dāng)膠粘劑的厚度非常大時(shí)，剪切強(qiáng)度會降低。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械設(shè)備;粘接技術(shù);安全性評價(jià)

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

在化工機(jī)械設(shè)備中管道這種零件比較常見，且其負(fù)責(zé)傳輸作用，現(xiàn)代傳輸中通常會對液體或者氣體進(jìn)行傳送，在化工行業(yè)中，這些液體或者氣體可能是強(qiáng)酸強(qiáng)堿性的腐蝕物質(zhì)，對于管道會有很大的腐蝕作用，對管道進(jìn)行維修是非常有必要的。粘接技術(shù)引起具有非常多的優(yōu)勢，比傳統(tǒng)的焊接方式相比，施工方式簡單，不會產(chǎn)生應(yīng)力集中，能夠具有很好的粘接強(qiáng)度，還具有抗腐蝕、防磨等作用，所以將其運(yùn)用到化工機(jī)械設(shè)備的管道中可以起到很好的作用，但是是否能夠具有優(yōu)異的作用還需要通過安全性評價(jià)方式對其進(jìn)行檢驗(yàn)，本文主要通過定量評價(jià)，利用實(shí)驗(yàn)研究的方式，檢驗(yàn)粘接技術(shù)的應(yīng)用效果。

1粘接技術(shù)與安全性評價(jià)的簡介

1.1粘接技術(shù)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(xué)的連接結(jié)構(gòu)，最后運(yùn)用合適的粘接技術(shù)將不同的、多個的不穩(wěn)定或者沒有連接的結(jié)構(gòu)或者材料粘接為一個牢固的整體，使結(jié)構(gòu)之間達(dá)到一種穩(wěn)定的方式;通過利用不同的膠粘劑將不同的材料進(jìn)行連接在一起的方式，可以將其稱為粘接技術(shù)”。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于粘接技術(shù)的優(yōu)勢很多，比如不會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象、粘接牢固、操作簡單、節(jié)約成本等等，所以具有非常廣泛的應(yīng)用，尤其在化工機(jī)械設(shè)備管理中的運(yùn)用比較突出。因?yàn)榛C(jī)械設(shè)備的特殊工作環(huán)境和性質(zhì)，決定了機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)中會存在各種的問題，需要及時(shí)的、采用合理方式對其進(jìn)行修理，其中粘接技術(shù)就會是一個比較優(yōu)異的維修方式。粘接技術(shù)的主要功能如下所示。

1.1.1結(jié)構(gòu)粘接

在化工機(jī)械設(shè)備中會存在需要承受較大荷載的情況，如果化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)斷裂的，需要對其進(jìn)行修理使用粘接技術(shù)，此時(shí)對粘接強(qiáng)度的要求會非常高，才能保障機(jī)械設(shè)備在長時(shí)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(xiàn)問題。所以對于化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)大型的斷裂情況，比如機(jī)械殼體、立柱等結(jié)構(gòu)，通過粘接技術(shù)會有很好的修復(fù)效果。

1.1.2表面粘涂

使用粘接技術(shù)時(shí)，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(yīng)用于化工機(jī)械設(shè)備上可以防止金屬出現(xiàn)更多的故障。如果在機(jī)械設(shè)備涂抹一層具有耐腐蝕強(qiáng)的膠粘劑，空氣中的腐蝕性物質(zhì)對機(jī)械設(shè)備的侵害就會減少，可以延長金屬出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，從而讓機(jī)械設(shè)備有更長久的使用壽命。如果在機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)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(xiàn)任何的泄漏現(xiàn)象，傳統(tǒng)的方式的就是使用牛皮等固體物質(zhì)進(jìn)行密封，該方式存在很多的漏洞，還是容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，通過使用粘接技術(shù)，使用密封膠對封口處進(jìn)行密封處理并且結(jié)合傳統(tǒng)的方式，這種密封效果將會很好。

1.1.4鎖固

當(dāng)化工機(jī)械設(shè)備運(yùn)作時(shí)間長之后，零件與零件之間可能就會出現(xiàn)松動現(xiàn)象，通過使用粘接技術(shù)，可以將其進(jìn)行固定，從而讓零件之間運(yùn)行更加的穩(wěn)定，保障機(jī)械設(shè)備更好的運(yùn)用。

1.1.5帶壓堵漏

粘接技術(shù)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(jī)械設(shè)備繼續(xù)生產(chǎn)，此時(shí)在發(fā)生泄漏的地方重新密封修復(fù)，該技術(shù)不會造成停止生產(chǎn)，就能夠?qū)栴}進(jìn)行解決，也稱為一種不停車堵漏，因粘接技術(shù)的特殊作用，能夠在管道、閥門等設(shè)備中具有非常好的應(yīng)用效果。

1.2安全性評價(jià)的簡介

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

安全性評價(jià)的方式包含著定性和定量評價(jià)、概率法和指數(shù)法，其中使用較多的是定性和定量的評價(jià)，概率法就是將事故發(fā)生的后果的概率和實(shí)際情況運(yùn)行事故發(fā)生的概率進(jìn)行結(jié)合，然后判斷事故發(fā)生的概率。指數(shù)法就是對選擇出來的項(xiàng)目進(jìn)行分值范圍，然后再對其進(jìn)行評分，最后通過計(jì)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(jià)運(yùn)用到化工機(jī)械設(shè)備管理中，并且是使用粘接技術(shù)維修管道，所以使用定量評價(jià)方式最為合適。定量評價(jià)的方式相比于定性評價(jià)更加的直觀、科學(xué)，能夠情況明了的知道影響因素和結(jié)果，更加的具有科學(xué)性和可操作性。

通過對上述內(nèi)容的了解，明白了在化工機(jī)械設(shè)備管理中現(xiàn)代傳輸粘接技術(shù)進(jìn)行安全性評估中的定量評估方式，本文只能從實(shí)驗(yàn)研究的角度出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)來說明粘接技術(shù)運(yùn)用在化工機(jī)械設(shè)備管理中能夠是否具有良好的運(yùn)用效果，雖然上文中也分析了粘接技術(shù)具有很多的優(yōu)勢，從定性評估想將其運(yùn)用于機(jī)械設(shè)備中也會有很好的使用效果，為了更加的清楚的知道其實(shí)施情況，所以需要使用實(shí)驗(yàn)研究的方式來判斷。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所需要的材料：環(huán)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(shí)驗(yàn)所需要的設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱、萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)。

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(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)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(huán)氧樹脂膠粘劑。其中粘接長度為2cm，對該試樣做剪切強(qiáng)度試樣。

鋼板在使用膠粘劑之前，需要對其粘接表面進(jìn)行打磨處理，選擇100#砂紙將鋼板的表面進(jìn)行打磨，然后使用丙酮將其表面的污物進(jìn)行清理干凈，最后就是放人鼓風(fēng)干燥箱中烘干，鋼板完全干燥之后才可進(jìn)行涂抹膠粘劑。在粘接的地方涂抹完環(huán)氧樹脂膠粘劑之后，最后等其完全固化之后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。膠粘劑的厚度會對結(jié)果產(chǎn)生影響，改性環(huán)氧樹脂中填料的不同也會對結(jié)果造成影響，所以本實(shí)驗(yàn)選擇了兩種不同粘接接頭方式，第1種為選擇傳統(tǒng)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(huán)氧樹脂膠粘劑，其中填料不同，表2中可以看到相應(yīng)的填料。這2種不同的選擇方式，究竟會對使用粘接技術(shù)的效果起到何種影響，需要再進(jìn)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(jìn)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(jié)果。試件固化時(shí)所處的溫度為120℃，時(shí)間為6h，為了保證固化完全，6h之后還要將其放入溫室環(huán)境下24h。最終所制得的實(shí)驗(yàn)試樣如圖3所示。

將實(shí)驗(yàn)試樣通過使用萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行剪切試驗(yàn)，如圖4所示，將試樣的兩端都用夾片進(jìn)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(fā)生偏移，從而不僅產(chǎn)生了剪切力，還有其他力的存在，這樣做就可以保證實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。夾好之后，將儀器的加載速度設(shè)置為2mm/min，然后開始實(shí)驗(yàn)側(cè)量。試樣破壞之后的形貌如圖5所示，當(dāng)膠粘劑的涂抹厚度不一樣時(shí)，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(nèi)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(dāng)厚度越厚時(shí)，粘接面就會比較容易發(fā)生失效，膠粘劑厚度越小，就越容易發(fā)生內(nèi)聚力失效。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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

再對第二中形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。不同填料的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑的應(yīng)用，對其進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示，其為剪切力與位移的關(guān)系曲線，圖9就是通過換算公式得出的剪切強(qiáng)度對比圖。同圖中可以看出，通過使用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑的剪切力比傳統(tǒng)的膠粘劑的大。分析不同的填料可知，石墨對提升剪切強(qiáng)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(qiáng)度為30.59MPa，比傳統(tǒng)的膠粘劑相比，剪切強(qiáng)度提高了64%。

4結(jié)語

綜上所述，通過使用粘接技術(shù)能夠在化工機(jī)械設(shè)備管理中起到很好的修復(fù)作用，當(dāng)然不同的膠粘劑有不同的使用效果，文章研究的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑比傳統(tǒng)的膠粘劑剪切強(qiáng)度大;當(dāng)膠粘劑厚度比較大時(shí)，剪切強(qiáng)度也會降低;當(dāng)膠粘劑的填料為三氧化二鋁時(shí)剪切強(qiáng)度最好，比傳統(tǒng)的膠粘劑多了64%。安全性評價(jià)方法的運(yùn)用可以更加科學(xué)的了解粘接技術(shù)的運(yùn)用效果，從而可以給相關(guān)的工作人員給與科學(xué)性的指導(dǎo)。