章 一般施工方法
铸石施工分耐磨耐腐蚀两大部分。其工序为:工具准备——壳体的确定和表面处理——胶泥的选择和配制——具体施工等。现分述如下。
节 工具准备
铸石施工常用工具是:油灰刀、瓷盆、台称、量杯、温度计、比重计、钢锤子、木榔头、筛子(100目、120目)铁砂布、钢丝刷、毛刷、加温设备等。在进行大型设备施工时,应准备胶泥搅拌器、震动器等。
第二节 壳体(外壳)
铸石施工除以混凝土捣固形式外,都是将铸石制品(板、管、粉)衬砌或涂抹在壳体上。因此,合理地选择壳体材料、结构、防水层和外表处理等,对施工是有重要意义的。
一、壳体的材料及其选择
制作壳体的材料较多。主要有:钢、铁、混凝土、石块、砖、木材等。可本着满足工艺要求,就地取材进行选择。但是,无论采用何种材料做壳体,都要保证具有足够的刚度。在设计和制作壳体时,不仅应考虑满足生产工艺中的各种负荷,同时还应考虑到衬里后的增重,保证设备衬里完成后,在搬运吊装过程中不变形。
二、壳体的形状和结构
设备的壳体除定型规格外,多数采用圆柱体和长方体两种。随着生产的发展,有的设备向高和大的方向发展。如大型的贮槽、贮罐、反应器等。这类设备,应考虑壳体的结构,以保证大面积衬板不易掉落。为此,有些单位采取以下办法:
1. 采用阶梯形结构。即将一个较高的面,分为两个或两个以上的面
铸石在施工时,胶泥要严禁与水(或水汽)接触。不然胶泥就会变质,与壳体的粘结能力降低。为此,除钢结构壳体外,都应考虑防水措施。
如在水泥基层上用水玻璃胶泥衬砌铸石时,必须设置隔离层。因水玻璃胶泥系酸性材料,碱性的水泥基层将与它发生反应,影响粘结能力。隔离层一般可用环氧树脂涂料(表二)涂层,硬化后用砂纸打毛。或用环氧树脂涂料涂层后,贴上玻璃布,或撒上石英砂,使其表面粗糙。如某些设备的防水层作在壳体内壁,则隔离层可不作。
壳体的表面是与铸石制品直接接触处,为保证施工质量,必须对壳体进行表面处理,达到干净、中性、干燥。
干净,就是壳体表面不要有油污、泥土、铁锈等脏物。油污可用燃烧法或化学洗涤法除之,泥土可用水洗法,铁锈可用喷砂法、化学法或手工打磨等方法去之。
中性,就是壳体表面不呈酸碱性。处理方法可用水洗法或酸碱中和法。
干燥,就是壳体表面不潮湿。混凝土、砖、石结构的壳体,其表面深度20毫米左右,含水率不大于6%。
第三节 胶泥
胶泥是衬砌铸石板的粘结材料。它是由粘结剂、硬化剂、稀释剂、填料等配合而成。
胶泥种类很多。常用的水玻璃胶泥、环氧树脂胶泥、酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、水泥砂浆等。另外还有马蹄脂胶泥、硫磺胶泥、沥青等和二种以上粘结剂配在一起的复合胶泥。
的物理和化学性能
胶泥不同,性能也不同。故设计时,必须根据设备的工艺要求合理地选择胶泥。特别是防腐蚀设备。胶泥的选择是关键的一环。
胶泥的选择一般应具有以下条件:1. 良好的耐腐蚀性能。2. 良好的粘结性能。3. 一定的热稳定性。4. 较好的物理机械强度和密实性。5. 便于施工。6. 成本低,材料易得。一般认为:
水玻璃胶泥对于任何浓度的酸和有机溶液都有很好的耐腐蚀性能,能耐600℃以下高温,具有一定的机械强度,且成本很低,故在耐酸设备中用得最广的一种。但它不耐氢氟酸、过热磷酸和碱性溶液的腐蚀。
环氧树脂胶泥对浓度不高的酸和碱、或酸碱交替作用,都具有良好的耐腐蚀性能,机械强度和粘结力都很高。但不耐90℃以上高温*,成本也很高,故使用受到了限制,常用作涂层、勾板缝、作玻璃钢等。
酚醛树脂胶泥具有较好的耐酸和有机溶液腐蚀的性能,有较好的机械强度和粘结能力,能耐150℃以下温度,但不耐硝酸,浓硫酸和碱液的腐蚀,成本较高。
*对低分子环氧树脂(6101#、634#、618#)的胶泥而言。
呋喃树脂胶泥具有较好的耐酸碱有机溶剂的性能,且能耐190℃以下的温度,抗压强度很高,但不耐浓硝酸和浓硫酸,脆性大,与钢的粘结能力较差。
近来,为了克服单一胶泥的缺点,常常采用两种以上粘结剂作复合胶泥,以改善其性能。如环氧树脂胶泥中,掺入煤焦油,可降低成本,扩大使用范围。另外,还有采用水玻璃胶泥衬砌、环氧树脂胶泥勾缝的办法来制作酸碱交替设备的衬里。
第四节 耐磨设备的施工
耐磨设备的施工顺序为:壳体表面处理——配置胶泥——衬砌板材——检查修整——保养。(热处理和酸处理通常是选用水玻璃胶泥时才采用)。
胶泥较常用的有两种:一种是水泥砂浆,另一种是水玻璃胶泥。前者使用在没有腐蚀,坡度不大的耐磨部位,后者使用在有腐蚀或坡度较大的部位,对于坡度很大(或顶板)且有振动的部位,在上述衬砌的同时,要采用螺钉紧固或板筋加固。
耐磨设备的施工,要求达到衬板牢固,板缝严密,板面平整。具体做法可参考实例部分。
第五节 耐腐蚀设备的施工
耐腐蚀设备的施工要求严格,方法较多。“群众是真正的英雄。”工人阶级在实践中创造了许多行之有效的施工方法,归纳起来有:衬砌法、涂抹法、捣固法和铸石粉玻璃钢。
一、衬砌法
衬砌法是目前使用最广泛的一种,下面以水玻璃胶泥衬砌铸石板为例,介绍其一般施工方法。
1. 准备工作。
检查壳体是否坚固、干净、干燥等。设备若有接头或预埋管件,须在施工前安装好。如在室外施工,应考虑防雨措施。若在冬天,还应考虑施工温度。
材料的检查处理。铸石板要洗净、干燥、检查、分类堆放在干净的地方。铸石粉和氟硅酸钠如潮湿要烘干或在太阳下晒干,过120目筛。水玻璃要测定其比重、模数。凡不符合质量要求的不能使用。
配制混合粉。为施工方便,事先将铸石粉和氟硅酸钠按配料比称量混合,充分拌匀,过100目筛,并贮在干净干燥容器中。
2. 薄涂。将混合粉和水玻璃按配比在塑料或磁盆中搅拌均匀成薄浆(数量不宜过多,以20分钟内用完为好)。用毛刷均匀地涂在壁上,厚度一般在1mm左右,后在25~40℃温度中干燥12小时。加温时切记局部过热,以避免产生裂纹或气泡。(下同)
3. 厚涂。薄涂干燥后,经检查完好,可用厚浆胶泥(配制方法同前)用油灰刀有顺序用力刮上,厚度在2~3mm左右。然后再40~60℃温度中干燥12~24小时。
4. 砌板。铸石板是主要防腐层。砌板必须做到板面平整,板下和板缝胶泥饱满密实,上下板缝错开。基本操作方法是:用油灰刀将胶泥刮在铸石板上(胶泥在板上应中间稍厚,四周稍薄,切忌只刮四边不刮中间),然后贴在壁上,用力边压边移动,板面要找平,板缝要平直,直至胶泥在相邻的板缝中挤出,再刮去多余胶泥。如此,按先底后壁,由下而上顺序将设备衬砌完毕。圈板砌完后,要等初步硬化后再砌第二圈,以免影响已砌好板的质量。
层板砌完后,应在40~80℃温度内干燥48小时以上。如不砌第二层板,应干燥72小时以上。
衬砌第二层板,应先在层板上厚涂一层胶泥,待硬化干燥后,再砌第二层板(方法同前)
衬砌全部结束后,逐渐升温烘干,温度在40~100℃之间,时间三昼夜到五昼夜。
5. 检修。为保证施工质量,在酸处理前,应进行全面检查修补。检查的主要内容是:板缝间胶泥是否饱满,板下胶泥是否密实,板与壳体的粘结是否中空或脱层,胶泥是否干燥等。如发现以上缺陷,均应修补和处理。
6. 酸处理。一般采用硫酸,也可用盐酸或硝酸。方法有二种,一是用酸在板缝上涂刷3~5次,每次间隔8~12小时。每次涂刷前要擦去已析出的白色粉末。另一种是设备内灌满稀酸浸浴6小时,并通以蒸汽,逐渐升温,最后放出稀酸,洗净即可使用。
7. 如用树脂类胶泥衬砌,其基本工序和操作方法与水玻璃胶泥衬砌相同。唯不同的是:
热处理:一般温度控制在80℃左右,时间也可以缩短。如条件不许可,自然干燥亦可,但时间须延长。最后用丙酮擦洗检查,如不溶解,即已固化。
二、捣固法
操作方法总的与水泥混凝土捣固相似。
1. 外模(外胎、木模)。材料可用木板、钢板等。但必须有足够的强度。外模内壁须涂上黄油或机油,以利脱模。
2. 材料有水玻璃、氟硅酸钠和填料。填料包括骨料和粉料。骨料有粗、细两种:粗骨料有花岗岩,石英石、碎瓷板,碎铸石板、卵石等,细骨料有铸石砂,石英砂等;粉料有铸石粉、石英粉、瓷粉等。所有这些材料耐酸度都必须在95%以上。同时还要求干净、干燥。为增强耐酸混凝土的密实性,提高耐酸性和机械强度,对骨料最好进行配级。钢筋扎好后,可涂刷一层过氯乙烯或苯乙烯焦油防腐。搅拌时最好采用强制式搅拌机。加料顺序:粉料——氟硅酸钠——细骨料——粗骨料——水玻璃。捣固以采用插式震动器为好,方法是缓慢地由下向上提。条件不具备,可用人工捣固,但不宜过厚,捣固要细致、密实,防止蜂窝麻面。一个设备要求连续捣固完成,以避免接缝处产生裂缝。
5. 拆模修补。隔3~5天后,即可拆模。拆模后发现蜂窝麻面,应立即用砌板胶泥修补。
6. 热处理和酸处理同于衬砌法,但因耐酸混凝土一般较厚,故热处理时间应更长些,酸处理应更充分些。