玻璃钢贮罐破裂的粘接修复
时间：2020-12-29 16:02:36 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：介绍了玻璃钢贮罐的破裂粘接修复工艺。阐述了玻璃钢贮罐的破裂原因和整个粘接修复过程，包括明确玻璃钢贮罐粘接修复部位情况、粘接表面处理、修复材料准备及涂胶修复工艺过程和粘接修复质量检验等。
关键词：玻璃钢；贮罐；改性环氧树脂胶；粘接c
随着缠绕技术的提高、工艺的改进，大型贮罐广泛应用于石油、化工、制药、运输等行业[1]。然而贮罐在使用过程的破裂问题也非常多见，其破裂修复就成为其使用过程中需要重视的问题。粘接修复是一种操作简便、修复质量可靠的工艺，在玻璃钢贮罐的破裂修复中发挥了重要作用。
1 玻璃钢贮罐简介
玻璃钢贮罐是指以玻璃纤维为增强材料，不饱和聚酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂为基体，通过缠绕成型工艺得到的一种复合材料产品。其防腐结构主要包括内衬层、过渡层、结构层和外表层4层。内衬层是用玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡或其他增强材料增强的富树脂层，要求含胶量达到90%，其厚度为0.25～0.5 mm；过渡层含胶量比内表层低，约70%～80%，采用短切纤维做成的短切毡铺成；结构层是贮罐的主要结构，用来承受外载荷，由连续纤维缠绕成型，含胶量35%～55%；外表层是贮罐结构层的外保护层，主要功能是保护结构层免受外界机械损伤和外界环境引起的老化，同时也是对贮罐外表面的装饰，其含胶量为60%～70%[1]。玻璃钢贮罐轻质高强，不导电，机械强度高，耐腐蚀性能优良，是综合性能优异的复合材料产品。常见的有玻璃钢搅拌罐、玻璃钢反应罐、玻璃钢发酵罐、玻璃钢过滤罐、玻璃钢酸洗罐、玻璃钢运输储罐等。
2 玻璃钢贮罐的破裂原因分析
玻璃钢贮罐使用时超压及贮罐材料的老化均会引起破裂和泄漏，具体原因分析如下：
1）露天放置[2]。玻璃钢贮罐一般均放置在露天环境，太阳光中的紫外线会使玻璃钢贮罐的基体树脂降解老化，另外风雨天气也会对贮罐造成侵蚀。
2）温差变化。玻璃钢贮罐在温差的变化下，热胀冷缩使玻璃钢出现疲劳现象，玻璃钢内部的空隙及气泡在温差变化条件下容易扩展，加速结构的损坏，使强度降低[2]。
3）使用过程中超压。超压使玻璃钢贮罐产生应力集中，容易造成破裂。
4）玻璃钢贮罐各层材料的选择不当和结构设计不合理及玻璃钢贮罐成型工艺参数的选择不当，所以在玻璃钢贮罐的缠绕制造过程中，严格控制选材和成型工艺条件，能有效控制玻璃钢贮罐的破裂和渗漏。
5）贮存的液体具有腐蚀性，长期的侵蚀，也会造成贮罐的破裂。
综上所述原因导致了玻璃钢贮罐的破裂。对于已发生破裂和渗漏的玻璃钢贮罐可以通过粘接的方法来修复，经修补过的部位，不仅恢复原样，而且坚固耐用。
3 玻璃钢贮罐的粘接修复工艺
3.1 明确粘接部位
在实施粘接修复工艺前，需要对粘接修复部位的情况有比较清楚的了解，例如表面状态、清洁程度、粘接位置及破坏情况等。本文采用显色法[3]来判断肉眼无法看见的贮罐裂纹，即在可能有裂纹的地方涂上着色的煤油，如有裂纹煤油就会立即渗入而着色，用干布擦去煤油，就会显示出裂纹的位置。
3.2 粘接表面的处理
对于贮罐的破损部位首先要进行清理，可用水、毛刷、干布及压缩空气等初步清除泥土、灰尘、厚油等污物[3]。然后破损部位内外用丙酮和乙酸乙酯溶液反复清洗，进一步除去油垢和灰尘，清洗过后用自来水反复冲洗多次，晾干后用砂布打磨破损部位，去除粉尘。
3.3 准备修复材料
玻璃钢材料粘接常用的胶粘剂有改性环氧树脂胶、酚醛-缩醛胶、丙烯酸酯胶及氰酸酯胶等[3]。其中改性环氧树脂胶粘剂综合性能优良，满足粘接修复要求，且污染少，原料易得，同时也很经济。另外因为贮罐的增强材料是玻璃纤维，所以本文选择环氧树脂底胶和改性环氧树脂胶粘剂及玻璃纤维布作为修复材料。
3.3.1 胶粘剂的配制
按照以下配方，遵循使用定量的原则配制环氧树脂底胶和改性环氧树脂胶[3，4]，现配现用，以保证胶粘剂的粘接性能。
环氧树脂底胶的配方（质量份）为：
E-51环氧树脂 100
120 固化剂 17
氧化铝粉（270目） 30
丙酮 适量
改性环氧树脂胶的配方（质量份）为：
E-51环氧树脂 100
呋喃树脂 40
二乙烯三胺 10
KH-550 适量
石墨粉（250目） 30
丙酮 适量
3.3.2 玻璃纤维布的表面处理和剪裁
采用硅烷偶联剂KH-550对玻璃纤维布进行表面处理[5]，以提高玻璃纤维表面的活性，增强其与树脂基体的粘接强度。按照修复部位的尺寸合理剪裁玻璃纤维布备用。
3.4 涂胶修复工艺过程
对于贮罐破裂部位进行表面处理，然后涂刷环氧树脂底胶，室温固化24 h后，用砂布打磨，吹净粉尘，于破裂处涂上改性的环氧树脂胶，室温固化24 h，再用刷子将环氧树脂胶液在贮罐的内表面刷一层。在涂胶的过程中，为了防止包裹空气而形成气泡或气孔，涂刷应朝一个方向移动，速度不能太快，以利于气体和水分的排除。然后将裁好的玻璃布压贴在胶面上，用刷子轻压使其紧贴及让胶液渗透玻璃布；第1层玻璃布渗透后涂第2层改性环氧树脂胶，贴第2层玻璃布，重复进行直到所需要的厚度。
3.5 整修及后处理
对修复好的部位进行适当的整修加工，刮掉多余的胶，将粘接表面打磨至光滑平整。
4 玻璃钢贮罐的粘接修复质量检验
首先用肉眼或放大镜观察粘接部位边缘有无翘曲、鼓起、疏松、缺胶及接缝不良等。而后检查修复后的贮罐是否还存在裂纹和渗漏，可采用水压法[3]，于贮罐内腔注入0.3～0.4 MPa压力的水，保持3～5 min。若修复处无水渗漏和明显的压力下降，则表明修复质量过关，如若有水渗出，则说明还有待进一步修复。
5 结语
玻璃钢贮罐的粘接修复是其破裂修复的重要方法，而粘接表面处理工艺及胶粘剂配方的选择是修复质量好坏的关键因素。
参考文献
[1]徐竹.玻璃钢贮罐的成型工艺研究与制造[J].教育教学论坛，2013（26）：198.
[2]季杰.玻璃钢盐酸储罐泄漏原因分析及防护对策[J].河北化工，2009，32（1）：65.
[3]李子东，李广宇，刘志军.实用胶粘技术[M].北京：国防工业出版社，2007：36-255.
[4]程时远，李盛彪，黄世强.胶黏剂[M].北京：化学工业出版社，2008：52-73.
[5]王荣国，武卫莉，谷万里.复合材料概论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004：70-74.
