設備襯膠過程中膠料的硫化
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橡膠在整個硫化過程可按其性能變化特征分為四個階段,即:焦燒或硫化起步、欠硫化、正硫化和過硫化。 橡膠的硫化程度對襯里質量有很大的影響,如硬質膠襯 在欠硫化時其抗沖擊強度、抗撕裂性、耐磨耗性能等都達到了較好的水平,但其抗拉強度、硬度和化學穩定性等較差;當處于正硫化階段時膠料的大部分物理機械性能達到最佳,取得最好的綜合平衡;如若繼續硫化而進入過硫化階段,襯膠層往往發生“復原現象”,機械強度明顯下降。對于任何橡膠來說,橡膠分子鏈的交聯和斷鏈貫穿干整個硫化過程的始終。到了過硫化的階段,如果交聯仍占優勢,則橡膠便發硬;反之,如果斷鏈超過交聯,則橡膠變軟。因此,襯膠設備要求嚴格控制正硫化條件,獲得最佳的襯膠層質量。實際生產中一 般通過膠料硫化過程物性的檢測,如膠料的硬度參數, 用來判定和控制襯膠層的正硫化點。
硫化條件的最終確定應考慮到膠料種類、工作壁厚、襯 貼方法、硫化方式及現場條件等因素。硫化時汽源應充足,汽 壓應穩定,并須注意硫化全過程中設備本體不得產生負壓。
加壓蒸汽硫化法:此法為襯膠制件在硫化罐內用直 接蒸汽進行硫化的一種傳統硫化方法。加壓蒸汽硫化法 的熱載體是蒸汽。飽和蒸汽的壓力與溫度存在著一定的依存關系,實際操作中根據膠料的品種等選定硫化溫度,
嚴格控制罐內的蒸汽壓力和硫化時間,而不測定溫度和正硫化點,應能得到質量合格的硫化制品。加壓蒸汽硫 化法按照硫化全過程的壓力變化又可分為分段硫化法和恒壓硫化法。恒壓硫化法是采用壓縮空氣和蒸汽的恒壓混氣硫化操作,在蒸汽升壓前和降壓時通入0.3MPa的壓 縮空氣,使硫化罐內的壓力在硫化全過程中始終保持恒定壓力。操作時先向罐內送入壓縮空氣0.3MPa,再送入0.3MPa蒸汽約3小時,隨后逐漸送入壓縮空氣,相應降低蒸汽壓力,最終將蒸汽全部置換,這時罐內的溫度已降至40℃,硫化便告結束?;鞖夂銐毫蚧ň哂泄に嚭喴?、效率高、粘接強度大、合格率高等優點。橡膠硫化與所有的化學反應一樣,隨溫度升高而加快,并且大體上也適用范特霍夫定律,根據這一定律, 溫度每上升8~10℃,其反應速度約增加一倍,或者說反應時間減少一半,同樣,溫度的降低,也相應增加反應時間。如果選定低壓蒸汽進行硫化時,硫化時間應延長,因此,要求施工現場必須連續地監視和控制設備內蒸汽壓力,硫化過程中冷凝液排出閥不得全部關閉,以免襯膠設備內產生負壓造成吸癟事故。
基于襯里的質量和經濟觀點來看,橡膠襯里應首先考慮采用加壓蒸汽硫化罐硫化的方法,其中又以混氣恒壓硫化為佳。因為在蒸汽硫化過程中,采取緩慢升溫和降溫的原因是由于金屬與膠料二者的線膨脹系數不一 樣,其次在金屬器壁和膠料之間也殘存一些氣體,如若操作時采取驟然升溫或降溫,將會使原來存在的氣泡迅速鼓脹,增大起泡面積,影響了粘結強度,有時導致襯膠層的脫開。當采用混氣恒壓硫化時,升溫和降溫過程始終保持著一定的壓力,這使膠料一直處于受壓狀態下硫化,縱然殘存于膠料與器壁之局部空隙中的少量氣體也不至于明顯膨脹,從而減少起泡現象。
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