e x p e r t - b o a t

 

Склеивание антикоррозионных материалов




 

 

Для защиты строительных конструкций и технологического оборудования от коррозии применяют листовые синтетические материалы: резины, полиизобутилен, поливинилхлорид, полиэтилен, фторопласты. Склеивание этих материалов должно быть особенно тщательным, так как необходимо обеспечить не только надежное крепление листов к основанию, но и получить герметичные соединения.

Чтобы защитить конструкции от коррозии в условиях действия жидких агрессивных сред поверхности обычно обкладывают резинами и склеивают их между собой. Для склеивания резин применяют клеи на основе натурального или синтетических каучуков, содержащие иногда синтетические смолы.

Различают склеивание невулканизованных (сырых) и вулканизованных резин. При склеивании сырых резин производят вулканизацию по режиму, предусмотренному для данного вида резины. При этом требуется нагревание. Вулканизованные резины склеивают при нормальной комнатной температуре (иногда и при нагревании).

Невулканизованные резины на основе бутадиен-акрилонитрильного каучука (СКН) склеивают при помощи клеев ВИ-4-18Б и НС-30, имеющих в своем составе каучук СКН-40, феноло-формальдегидные смолы и растворители. Поверхность резин, подлежащих склеиванию, зачищают грубозернистой наждачной бумагой, затем протирают тампоном, смоченным в бензине «галоша» или ацетоне, и выдерживают на воздухе 10-15 мин при 20-30 °С. Наносят клеи двумя слоями, подсушивая каждый слой до отлипа. Затем поверхности соединяют и прикатывают металлическим роликом. При работе с клеем НС-30 температура склеивания должна быть не ниже 23 °С, относительная влажность воздуха в помещении - 65-75%. После склеивания детали выдерживают 8 ч при нормальной температуре, а затем их вулканизуют.

Вулканизованные резины на основе каучука СКН склеивают холодным способом при помощи клея 4Н. Поверхности протирают бензином «галоша» и наносят на них два слоя клея. Каждый слой сушат 15-30 мин при 18-30 °С. Время выдержки в собранном положении 16 ч при температуре не ниже 18 °С.

Кремнийорганические резины склеивают пленками невулканизованных кремнийорганических резиновых смесей с последующей вулканизацией.

С металлами невулканизованные резины склеивают горячим способом клеями ВДУ-3, «Термопрен», «Лейконат». При склеивании клеем «Термопрен» очищенную поверхность металла покрывают слоем жидкого клея, высушивают его, затем наносят еще 1-2 слоя и прикатывают резину. Вулканизацию производят под давлением 2-3 кг/см². Клей ВДУ-3 наносят на металл двумя слоями, каждый слой подсушивая 45-60 мин при температуре 18-20 °С. Склеивание происходит при температуре 143 °С под давлением 3-5 кг/см².

Для более прочного склеивания металлы предварительно покрывают латунью путем электрохимического осаждения на них меди и цинка из раствора комплексных цианистых солей. Толщина слоя латуни 0,001-0,006 мм. Способ склеивания основан на свойстве резиновых смесей прочно соединяться в процессе вулканизации с латунью. Для приклеивания берут свежевальцованные резиновые смеси, прикладывают их к чистой поверхности латуни и производят вулканизацию под давлением не менее 20-30 кг/см².

Иногда к металлам (чугуну, алюминию, стали) резины приклеивают при помощи прослойки эбонита. Поверхность металла обезжиривают, очищают шкуркой и затем покрывают 1-2 слоями эбонитовой смеси. Каждый слой подсушивают. Далее накладывают несколько слоев резиновой смеси, прикатывают их роликом и вулканизуют изделие под давлением. Этот способ применяют для футеровки емкостей и для защиты коммуникаций (труб, лотков, запорной арматуры и т.п.).

Большое значение имеет склеивание вулканизованных резин с металлами холодным способом. Склеивание производят на месте монтажа конструкций, используя подручные средства запрессовки. Однако прочность клеевых соединений, полученных при склеивании холодным способом, ниже, чем при горячем. Поэтому холодный способ склеивания резин с металлами применяют в несиловых конструкциях; при обкладке емкостей изнутри, футеровке аппаратов, наклеивании амортизационных прокладок. Чтобы повысить прочность склеивания, поверхность металла тщательно обрабатывают (обезжиривание, механическая очистка, придание шероховатости, устранение неровностей, выступов и углублений). После этого поверхность металла промывают растворителем и, если склеивание производят не сразу, наносят защитный слой клея. Поверхность резин зачищают наждачной бумагой и промывают растворителем. Клей наносят на резину и на металл несколькими слоями. Через 24-48 ч после смыкания деталей соединение достигает рабочей прочности.

Так как резина - неполярный материал, то склеивают ее преимущественно неполярными каучуковыми клеями. Между тем, клеи холодного отверждения в большинстве своем полярны. В связи с этим возникает необходимость модифицирования поверхности резин для придания им полярности. Модифицирование осуществляют обработкой поверхности резин серной кислотой. При этом поверхность освобождается от гидрофобных мягчителен, очищается от загрязнений, становится гидрофильной. В молекулах каучука происходит перестройка, называемая циклизацией (отсюда название - циклизованные каучуки).

Модифицированные резины клеят перхлорвиниловым, нитроцеллюлозным, тиоколовыми клеями.

Значительное распространение в антикоррозионной технике получили защитные обкладки из листовых материалов на основе высокомолекулярного полиизобутилена (марки П-115 и П-200).

Для крепления листового полиизобутилена к поверхности металлических аппаратов и конструкций, а также для склеивания между собой листов наполненного, полиизобутилена, используемых для кровли и гидроизоляции строительных сооружений, применяют каучуковые клеи № 88-Н и «Термопрен», растворенный в бензине или стироле. Через 5-6 суток после склеивания достигается рабочая прочность (около 15 кг/см².

Ввиду низкой теплостойкости каучуковых клеев при температуре выше 80 °С сцепление полиизобутиленовых листов с металлом заметно ослабляется. Поэтому полиизобутиленовые обкладки, работающие при температуре выше 85 °С, дополнительно защищают при помощи слоя керамических или диабазовых плиток, закрепляемых неорганической кислотоупорной замазкой. Такие комбинированные покрытия нашли применение на многих химических предприятиях.

При обклейке аппаратов поверхность металла предварительно очищают пескоструйным способом и обезжиривают чистым бензином. Затем на металл наносят два слоя клея 88-Н (с небольшой выдержкой), а на листы полиизобутилена - один слой. Листы полиизобутилена или выкроенные из них заготовки плотно прикатывают к стенкам аппарата ручными роликами. Стыки соединяют сваркой или склейкой. Качество обклейки проверяют нагретой до 100 °С водой, заливаемой в аппарат. Ремонтируют обкладку, приваривая или приклеивая заплаты из листового полиизобутилена к основной обкладке.

При оклейке листовым полиизобутиленом бетонных сооружений, например полов и фундаментов, часто вместо каучуковых клеев применяют битумную мастику, содержащую 15-20% низкомолекулярного полиизобутилена, улучшающего клеящие свойства мастики и повышающего эластичность клеевого шва. Поверхности сложного профиля защищают при помощи жидких или пастообразных составов на основе каучуков, битума, полиизобутилена.

Ценным, а в некоторых случаях и незаменимым антикоррозионным материалом являются фторопласты, в частности фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен) и фторопласт-4 (политетрафторэтилен). Фторопласт-4 не разрушается ни одной из известных кислот и щелочей, не растворяется в растворителях, обладает антифрикционными свойствами. Используют фторопласт-4 для футеровки емкостей, в качестве уплотняющих прокладок в трущихся частях механизмов, работающих в агрессивных средах, для запорной арматуры, для изоляции высокочастотной аппаратуры.

Адгезионные свойства фторопласта-4 невелики. В настоящее время разработано несколько способов склеивания фторопластов, но некоторые из них сложны, опасны и применимы лишь в особых условиях. Наиболее доступный способ - склеивание эпоксидными, полиуретановыми, феноло-каучуковыми и другими клеями, с предварительной обработкой деталей из фторопласта смесью калия, дифенила и диоксана (2,7:101:100), перемешанных до полного растворения калия. Обрабатывают поверхность, погружая детали на 1 ч в смесь, подогретую до 50-60 °С. Затем детали отмывают ацетоном и водой.

Прочность на сдвиг соединений фторопласта-4 на клеях холодного отверждения 40-50 кг/см², на клеях горячего отверждения - 100 кг/см². Лучшие результаты получены при склеивании полиуретановым клеем ПУ-2 при удельном давлении 1-2 кг/см², поддерживаемом 2 ч при 105°С, 4 ч при 60°С или 24 ч при 20°С: прочность соединения фторопласта-4 со сталью 61 кг/см², с полиэтиленом 40 кг/см², с дюралюминием 66 кг/см², с текстолитом 33 кг/см².

Детали из фторопласта-4 обрабатывают также в 1%-ном растворе натрия в безводном жидком аммиаке в течение 1,5 сек (затем промывают холодной проточной водой). При такой обработке химически модифицируется тонкий слой поверхности. После высушивания детали склеивают клеями БФ, эпоксидным и др.

Несмотря на то, что после такой обработки прочность склеивания высокая, применяют этот способ редко ввиду его крайней опасности (возможны выплески и вспышки смеси при попадании в нее даже незначительных количеств воды).

Один из эффективных способов обработки поверхности фторопласта-4 - погружение деталей в раствор натрийнафталинового комплекса в тетрагидрофуране. После высушивания при 120-130 °С фторопласт-4 прочно склеивается с металлами эпоксидными клеями холодного и горячего отверждения. Прочность соединения при неравномерном отрыве 70-90 кг/см² при 20 °С, причем разрушение происходит с обнажением слоя фторопласта, не подвергшегося химической обработке. Клеевой шов обладает повышенной герметичностью.

Фторопласт-3 так же, как и фторопласт-4, обладает многими ценными физико-механическими, химическими и диэлектрическими свойствами, однако в отличие от последнего набухает и растворяется при нагревании.

Благодаря исключительно высокой стойкости к кислотам и щелочам пленочные материалы из фторопласта-3 используют для футеровки емкостей и защиты от коррозии технологического оборудования.

Склеивают фторопласт-3 с металлами клеем, состоящим из тонкоизмельченного порошка политрифторхлор-этилена, невулканизованного полиалкиленполисульфидного каучука и наполнителя, диспергированных в ксилоле, или эпоксидной смолой, отверждаемой диэтиламино-пропиламином в течение 16 ч (при температуре 120-160 °С). При склеивании фторопласта-3 эпоксидным клеем горячего отверждения (без предварительной обработки поверхности полимера) максимум прочности на сдвиг достигается в случаях, когда склеивание производят при температуре, близкой к температуре плавления полимера (200 °С).

К числу антикоррозионных материалов, уже давно применяемых в строительстве и хорошо освоенных отечественной промышленностью, относится поливинилхлорид. Его используют в жестком (винипласт) и пластифицированном (пластикат) виде. Из винипласта изготовляют трубы, обкладочные листы, детали вентиляционных систем, запорную арматуру. Из пластиката изготовляют пленки, линолеум, кабельную изоляцию, листы для защиты конструкций от коррозии.

Детали из винипласта склеивают 10-20%-ным раствором перхлорвиниловой смолы в метиленхлориде или дихлорэтане. Поверхности детали зачищают перед склеиванием наждачной бумагой и обезжиривают. Затем наносят 2-3 слоя клея, каждый из них подсушивая. После этого детали соединяют и выдерживают в запрессованном состоянии в течение 24 ч при нормальной температуре (давление приблизительно 1 кг/см²).

К металлическим, бетонным, деревянным деталям в качестве декоративного или защитного слоя приклеивают тонколистовой винипласт толщиной 0,5-2 мм. В качестве клеев используют растворы перхлорвиниловой смолы в дихлорэтане (13%), ацетоне (20%) или смеси циклогексанона с метиленхлоридом (13%). С металлом винипласт соединяется прочнее, чем с бетоном или древесиной.

Склеивание пластифицированного поливинилхлорида более затруднено тем, что пластификатор, мигрируя в поверхностные слои пластиката, а затем и в клей, препятствует прочному сцеплению. Удовлетворительный результат получается при использовании в качестве клея растворов перхлорвиниловой смолы или полиметилметакрилата.

Для склеивания пластифицированного поливинилхлорида с бетоном, керамикой, стеклом, металлами используют клеи холодного отверждения, являющиеся продуктом совмещения перхлорвиниловой и эпоксидной смол в соотношении 2:3 или 1:1. Эти клеи пластифицируют дибутилфталатом или модифицируют каучуком СКН-26 (в растворе). Для отверждения вводят 7,5-10 вес. ч. полиэтиленполиамина. Клеевые соединения отличаются большой эластичностью, стойки к воздействию воды, топлива, масел.

При склеивании пластифицированного поливинилхлорида с металлами или тканью клей наносят только на металл или ткань. Клеевой слой просушивают для удаления растворителя и на него накладывают поливинилхлоридный пластик (без притирания). Склеивание производят под давлением до 2 кг/см² горячим или холодным способом. Чтобы повысить прочность клеевого соединения, поверхность металлов механически обрабатывают (делают шероховатой).

Соединения пластифицированного поливинилхлорида с металлом на совмещенных перхлорвинило-эпоксидных клеях достаточно тепло- и морозостойки. Прочность их не снижается после выдерживания в дизельном топливе в течение 12 месяцев, что имеет большое значение при монтаже пластмассовых трубопроводов для топливных систем.

Использование листового полиэтилена в качестве антикоррозионного материала встречает затруднения. Однако несмотря на обработку поверхности полиэтилена, максимальная прочность склеивания не превышает 20 кг/см², т. е. значительно ниже прочности не только самого полиэтилена, но даже такого сравнительно слабого основания, как штукатурка. Между тем при склеивании полиэтилена с металлами требуется высокая прочность соединения. Повысить прочность склеивания можно, используя метод латунирования металлов и применяя в качестве клея частично гидрированный полибутадиен, который в смеси с вулканизующими агентами при нагревании прочно скрепляет полиэтилен с латунью и любыми другими металлами, покрытыми латунью. В состав клея входит (в вес. ч.) 10%-ный раствор гидрополибутадиена в толуоле-100; окись цинка - 40-50, петролатум - 3,5, сера - 2,5, триметилдигидрохинолин - 1, стеариновая кислота - 0,5, меркаптобензотиазол - 0,5.

Клей в горячем виде наносят на склеиваемые поверхности и подсушивают до образования пленки. Затем детали соединяют, запрессовывают и нагревают до 150 °С в течение 30-40 мин. Прочность соединения при этом способе достигает 70-100 кг/см², благодаря сходству структур гидрополибутадиена и полиэтилена, а также веществам, добавляемым к гидрополибутадиену и придающим клею способность сцепляться с латунью. При таком способе склеивания полиэтилен не подвергают предварительной химико-термической обработке.

Способ склеивания полиэтилена с латунированными металлами используют в соединениях труб с фитингами в системах газо- и водоснабжения, в тормозных пневматических системах и т.п.

Наличие в составе клея серы позволяет таким же способом склеивать полиэтилен с резиной. Успех склеивания объясняется тем, что атомы серы в процессе вулканизации образуют химическую связь с атомами углерода в каучуке. При испытании на прочность клеевых соединений полиэтилена с резиной, полученных этим способом, разрыв происходит по резине. Иногда через подслой резины полиэтилен приклеивают к металлам.

Существует способ крепления полиэтилена к поверхности строительных конструкций и изделий (из металла, бетона) через подслой полиизобутилена. При этом сначала сдваивают (дублируют) листы полиэтилена и полиизобутилена на дублирующих агрегатах. Затем на поверхность изделия и на полиизобутилен наносят клей (каучуковый). После подсушивания листы прикатывают роликами к изделию, защищаемому от коррозии.

Чтобы можно было склеивать детали из полиэтилена без предварительной обработки поверхности стенки форм, служащих для отливки деталей, посыпают адгезионноактивными порошками, например кварцевой мукой. При отливке детали порошок вплавляется в ее поверхность и служит промежуточным слоем, обеспечивающим прочное сцепление с эпоксидными, каучуковыми и другими клеями.

Склеивание полипропилена встречает те же затруднения, что и склеивание полиэтилена. Однако полипропилен более теплостоек, и поэтому его можно склеивать клеями горячего отверждения. При холодном отверждении полипропилен склеивают полиуретановым клеем ПУ-2, эпоксидным Л-4 или эпоксидно-полисульфидным К-153. Поверхность полипопилена обрабатывают газообразным хлором, серной кислотой, хромовой смесью, раствором марганцевокислого калия в серной кислоте или раствором надхромовокислого аммония в концентрированной серной кислоте в течение 2-3 мин (при 150 °С).

После промывания деталей в дистиллированной воде и подсушивания их можно клеить по обычным режимам колодного и горячего склеивания. Хорошие результаты дает способ дублирования полипропилена с полиизобутиленом с последующей склейкой листов каучуковыми клеями, которые наносят на поверхность полиизобутилена и защищаемой конструкции.

 

 



Создан 02 ноя 2013



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником