低温条件下提高输煤皮带硫化胶接质量的方法

刘树明，张雪峰

(华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂，黑龙江 齐齐哈尔 161041)

0 引言

利用输煤皮带机输送燃煤是燃煤火力发电厂普遍采用的生产方式，输煤皮带的更换和输煤皮带接头的胶接是输煤系统检修的重要工作之一。目前，输煤皮带胶接最好的方法就是硫化胶接。环境温度在10℃以上时，只要操作正确，就能保证输煤皮带接头硫化胶接的质量。然而，在环境温度较低的情况下(特别是在我国北方，冬季室外气温可达－30℃)，输煤皮带接头硫化胶接的质量普遍较差，强度和耐磨性均达不到要求。针对这个问题，作者提出了低温条件下提高输煤皮带接头硫化质量的方法，只要操作得当，完全能够满足生产要求。

1 硫化胶接的原理

胶带接头硫化胶接，就是采用专用的硫化设备，在一定温度、压力的作用下，使接头内的胶浆、胶片经过一定时间的熔融发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，从而使胶带2个接头对应的布层与胶料熔结成为具备高强度、高弹性的一个整体。其中，硫化时的压力、温度、时间是保证硫化胶接质量的三要素，同时也是影响硫化胶接质量最主要的因素。采用正确的硫化胶接工艺能够保证尼龙胶带和普通帆布胶带具有原胶带拉力强度的90%以上，接口光滑，几乎与原胶带无异。

2 影响硫化胶接质量的因素

(1)硫化时间。在硫化时，必须在50 min内迅速达到硫化温度，进入正硫化，否则，橡胶有可能在高温下老化，影响接头质量。硫化时间不足会造成欠硫化，接头强度达不到要求。硫化时间过长橡胶过热产生过硫化，橡胶会发生焦烧，导致橡胶老化，性能下降、强度降低。

(2)硫化压力。硫化时，压力低不能保证硫化头的密度和强度，压力高会使接头发生变形，易造成胶带运行中跑偏。

(3)硫化温度。硫化温度必须达到145℃，温度低会造成欠硫化，接头达不到强度要求;温度高橡胶过热会产生过硫化，橡胶会发生焦烧，导致橡胶老化，性能下降、强度降低。

3 低温条件下胶带硫化胶接质量差的原因

低温条件下影响胶带硫化胶接质量的主要原因是硫化温度和时间。

(1)硫化时，热量由介质外部向内部慢慢传导，因为橡胶物料是不良导热材料，在传递加热时，热量由物料表面向里层传热很慢，通常需要长时间加热才能实现。而在我国北方冬季低温条件下，胶带的温度与夏季常温条件下的温差达40℃以上。当加热板达到规定的145℃时，硫化部位的内部远远没能达到此温度，在这种情况下，若采用常用的硫化胶接方法，胶带接头内部正硫化时间达不到要求，因此，会造成胶带接头内部欠硫化，出现硫化不均匀的现象，使接头达不到强度要求。

(2)在低温条件下，采用常规硫化方法加热时，电热板有较大的热损失，会延长达到加热温度的时间，无法保证在允许的时间内达到硫化温度，过长时间的加热易造成硫化部位表面的过硫化，会使橡胶发生焦烧，导致橡胶老化，性能下降、强度降低。此时的胶带外面过硫化、内部欠硫化，会直接影响接头的胶接质量。此外，在低温条件下，常规操作冷却时，胶带温降过快，也会使胶带接头性能下降。

(3)在低温条件下，胶浆、胶料及胶带均较硬，合口时无法有效排出接头内的空气，硫化后极易造成接头多处起包，影响整个接头的强度。

4 低温条件下提高胶带硫化胶接质量的方法

从低温条件下胶带硫化胶接质量差的原因分析中可以看出，若能确保合适的硫化时间和硫化温度，就能达到较好的硫化效果。可采用以下2种方法来保证合适的硫化时间和硫化温度。

(1)第1种方法是在正常合口后，先将加热板温度设定为30℃，保持20 min左右，待接头内部温度提高后，再按照常规的程序操作硫化机。待硫化温度达到规定的数值并正硫化结束后，当温度降至100℃时，将硫化机电热板进行通电加热，在100℃温度下保持10 min左右，然后自然冷却。待温度降至60℃ 时，泄压拆除电热板，对接头进行检查，刺破起包处放尽空气后，合上加热板，再进行通电加热，在60℃ 温度下保持10min，然后自然冷却，结束硫化过程。此方法的优点是操作简便;其缺点是合口时由于胶浆、胶料及胶带较硬，合口时无法有效排除接头内的空气，硫化后极易造成接头多处起包，从而影响接头强度。

(2)第2种方法与第1种方法基本相同，主要区别是在合口前使用硫化机电加热板对接头进行预热，待2个接头温度达到20～30℃时再进行合口。该方法的优点是合口时胶浆、胶料及胶带较柔软，容易排除接头内的空气，硫化后不易造成接头起包，有利于提升接头强度;其缺点是操作比较复杂。

5 结束语

华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂位于黑龙江省中西部，北纬 47°15'，东经 123°45'，平均最低气温为－34.8℃。在冬季低温条件下，该厂输煤皮带硫化胶接效果一直不好，胶接强度及耐用性只能达到正常气温下硫化胶接的70%～80%。自2009年起，采用本文所论述的硫化胶接方法后，硫化胶接质量有了较大幅度的提高，完全达到夏季硫化胶接皮带的标准。2009－11－18，#3斗轮机前臂皮带硫化胶接(当时气温－22℃);2010－12－23，#1斗轮机前臂皮带硫化胶接(当时气温为－31℃)，在低温条件下，采用上述方法对硫化胶接输煤皮带进行了硫化胶接，取得了较好的效果。通过实例充分说明，在低温条件下，采用正确的操作方法，完全可以使输煤皮带接头的硫化胶接质量达到标准要求。