介绍
冷粘保温材料由于使用方便，已广泛应用了五十多年。虽然热硫化橡胶保温材料也已使用多年，但热硫化陶瓷保温材料和聚氨酯保温材料是最近才出现的。
滞后选择是工程滞后发挥作用所需的四大支柱之一。
本技术公告详细介绍了热硫化包覆层和冷粘合包覆层之间的区别，以及这些区别如何影响最终使用性能。
冷粘保温层顾名思义是一种在室温下进行的保温应用系统。通常这意味着温度在 +15°C 和 +40°C 之间。当环境温度超出此范围时，施工人员通常会采取措施将工作区域温度调整到此范围内。
冷粘滞后材料的主要优点是它既可以在现场（即在传送带上），也可以在车间完成，并且不需要专门的设备。
热硫化包胶应用涉及在高温下固化包胶，通常为 140-160°C，持续 3-6 小时。这需要使用称为高压釜的专用设备（照片 #1），并且只能在工厂环境中进行。热硫化包胶不能在
现场或传送带上安装滑轮。
热硫化包胶的主要优点是，该工艺比冷粘合更加坚固，因此包胶 与滑轮的粘合力更强，能够持续提供更强的橡胶撕裂粘合力。
冷粘和热硫化包胶 之间的区别
系统
冷粘合系统
热硫化包胶粘合系统
应用程序
冷粘合热硫化
冷粘合热硫化
冷粘合热硫化
冷粘包覆材料在滑轮壳上的应用
热硫化系统
冷粘包覆材料应用于滑轮
热硫化系统
冷粘合总结
冷粘结粘合在很大程度上取决于一种称为结晶的过程，该过程发生在两个粘合剂层（一个应用于滑轮壳，另一个应用于包胶的背面）中，在粘合剂涂抹并干燥后立即发生。结晶是粘合剂层内的物理过程，将两个独立的层转换为单个连续层。结晶速率取决于时间和温度——这两个因素的变化，在每次冷粘结包胶应用中，极大地影响了该过程固有的粘合强度的变化。添加化学“硬化剂”旨在为橡胶背衬层和金属底漆提供一些化学附着力。由于包胶橡胶背衬层已经硫化，粘合过程是在室温和环境压力下进行的，因此粘合剂、金属底漆和橡胶不可能相互发生显著扩散。图 5 显示了结晶和化学反应如何主要发生在粘合剂层中，而包胶的橡胶背衬或钢制滑轮壳上的金属底漆中的化学反应和扩散最小。
正是各个粘合系统层之间缺乏扩散，成为限制冷粘合强度和一致性的重要因素。
以下测试结果将表明在冷粘合过程中可能引入的粘合力的变化：
附着强度
1. 粘合强度--测试从将包胶 应用于滑轮壳的时间与环境温度
2. 粘合强度-从最后一层粘合剂的应用到将包胶 应用于滑轮壳的测试时间
3. 粘结强度与滞后CN粘结层年龄的关系
注意：抛光旧 CN 粘合层或用甲苯溶剂擦拭可复制 1 个月前的 CN 粘合层的性能
4. 粘合强度 - 粘合剂应用到包胶方法 - 第一层
5. 附着强度与滑轮壳表面光洁度
6. 露点对粘合强度的影响
热硫化概要
热硫化保温层也可在室温下使用，步骤与上述类似，但最终固化过程是在称为高压釜的压力容器中，于 140-160°C 的高温下进行。上述冷粘合和热硫化工艺的差异导致了诸多性能上的差异。
具体结果如下：
- 高温（130-140°C）引发钢滑轮壳与金属底漆、金属底漆与橡胶粘合剂以及粘合剂与包胶之间的一系列化学反应。所有粘合层（金属底漆、粘合剂、橡胶胶、未固化粘合层和预固化橡胶背衬层）之间的固化化学品发生显著扩散和反应。这些反应产生非常强的化学键。
- 高压釜内数小时内的压力不断升高，最大限度地保证了包胶和滑轮壳之间的良好接触，从而增加了粘附力。
- 湿尼龙固化胶带在高温下干燥时会收缩，从而对整个滑轮表面、特别是接头处施加很大的压力。
由于高压釜压力，包胶材料和所有粘合表面承受高压，湿尼龙固化胶带干燥时收缩，以及当温度从环境温度升高到 140°C 时由于热膨胀导致包胶材料体积增加。
橡胶撕裂化学键遍布整个滑轮表面以及带条之间的接缝处 - 实际上带条之间的接缝消失了，如下图所示：
这对滑轮性能意味着什么？
采矿技术正在迅速发展，以应对在偏远地区开采矿物的挑战，这些地区通常面临极端天气，而且矿体通常位于地下深处。为了实现具有竞争力且可持续的生产成本，大型采矿公司正在采用许多新技术 - 其中包括增加自动化的使用以及使用高功率无齿轮驱动输送机来满足运输需求。
为了最大限度地发挥这些技术的有效性，设备的可靠性对于确保实现目标生产成本和生产产量至关重要。对于输送机滑轮而言，这就需要使用滑轮包层，以承受高功率驱动系统施加的增加的负载、-50°C 至 +75°C 的极端温度，并且在许多情况下在极其潮湿和腐蚀的环境中运行。
传统上，许多滑轮都采用冷粘系统进行包胶，这种系统使用起来很方便，不需要使用专门的设备——实际上，便利性优先于性能。
如今，计划外的输送机停机成本是巨大的，例如，一条输送机每小时运输 10,000 吨矿石，每吨价值 100.00 美元，并且每天 24 小时不间断运行，那么计划外的输送机停机每小时将给矿业公司造成 7 美元的成本。
过去五年来，Elastotec 从我们的认可应用商网络收集了有关送去翻新的滑轮包胶 故障模式的数据。最常见的故障模式是：
- 穿
- 与滑轮壳脱粘
- 边缘提升
- 包胶 条之间接头处腐蚀，导致包胶 脱粘
- 因脱粘而导致的瓷砖损失
有充分证据表明，滑轮包胶的冷粘合会增加包胶过早失效的可能性，这是由于包胶条与滑轮壳脱粘、边缘翘起以及包胶条接头处外壳腐蚀造成的。在许多情况下，这些类型的故障可能需要在输送机上重新包胶，从而导致生产损失。由于输送机包胶条件不太理想，这些问题经常会再次发生。
对于滞后条接头处腐蚀失效，当腐蚀深度使壳体厚度降低到设计运行载荷所需的厚度以下时，也会导致额外的不必要的费用，并且滑轮必须报废。
冷粘失败的三个最常见原因是：
1. 脱粘滚筒壳包胶
滑轮壳脱粘是一种灾难性的故障，最常发生在驱动和高张力弯轮上，当施加在包胶 上的力超过包胶 和滑轮壳之间的粘结强度时。
冷硫化粘合的通用标准是 9 N/mm 的粘合力——在工厂应用的理想条件下，如果一切操作正确，粘合力可达 9 至 15 N/mm。然而，当包胶 在没有 OEM 应用程序的情况下进行冷硫化，或在恶劣条件下（在传送带上）时，在许多情况下粘合力低于 9 N/mm 的标准。
要使包胶 脱粘，只需要对包胶 施加的剪切力大于包胶 对滑轮壳 的粘附力即可。
大型驱动皮带轮，其冷硫化陶瓷包覆层在负载作用下与皮带轮壳体脱离。
由于与滑轮壳体脱粘而导致的灾难性陶瓷包覆层失效
增加冷粘包覆层失效可能性的另一个因素是局部剪切力的存在。在驱动滑轮中，随着 T1/T2 比的增加，包覆层所承受的周期性剪切力也随之增加。冷粘包覆层对这些周期性剪切力的耐受性低于热硫化包覆层，因此，当生产吨位增加时，输送机的工作条件（例如停止/启动操作或更高的负载）可能会导致热硫化包覆层不会发生的脱粘。下图显示了一个在新工地安装两周后就失效的冷粘包覆层滑轮。输送机正在安装中，因此有很多停止/启动操作，T1/T2 比很高（>4）。
驱动皮带轮冷粘合层在新输送机（带启停功能）安装两周后失效
许多因素共同增加了脱粘失败的可能性，其中包括：
- 滑轮包胶上的负载是周期性的，根据滑轮转速，每分钟从零变为满载多次。这种动态作用比施加的静态负载严重得多。
- 启动负载，特别是传送带负载时，将比正常运行负载高得多。
- 低温会导致橡胶带盖和任何滑轮包胶的橡胶部件变硬，柔韧性降低。温度越低，这种情况发生的程度就越大。这种柔韧性的丧失使施加的负载集中在冷硫化包胶最薄弱的部分——粘合系统上。
下面的照片显示了一个冷硫化包胶的滑轮，它在 -35°C 的运行条件下安装后不久就失效了。请注意，滑轮表面凸起的橡胶点仍然完好无损，还没有磨损。
低温荷载作用下冷硫化保温层因脱粘而失效
对于与皮带脏面接触的滑轮，由于皮带盖磨损导致的不均匀轮廓会产生局部剪切力，磨损程度的增加会导致局部剪切力增加。有关此问题的详细技术论文可从 Elastotec ELA1220-High Tension Bend Pulleys 获取。
测试滚筒包胶 的附着力
许多使用冷硫化应用技术来应用滑轮包胶的包胶涂抹器没有测量每个滑轮上获得的粘附强度，因此不知道每次安装时所实现的粘附力。
Elastotec 热硫化陶瓷包胶 (HVCL) 可保证包胶和滑轮壳之间 100% 的橡胶撕裂粘合，实现 20-25 N/mm 的粘合强度 - 大约是理想条件下通过冷硫化包胶应用可获得的粘合强度的两倍。
采用热硫化包胶工艺，实现100%橡胶抗撕裂强度，并对所有ELASTOTEC包胶滑轮进行测试。
对于 Elastotec HVCL，粘合力非常强，如果尝试这种技术，滑轮可能会被包胶抬起，或者包胶会撕裂——滑轮壳不会脱粘。
100% 橡胶撕裂粘合不会发生包胶与滑轮壳脱粘。Elastotec 目前在现场有超过 500 个滑轮采用这种粘合系统，许多安装在运行高功率无齿轮驱动器（高达 6,000 kW）的传送带上，迄今为止没有发生脱粘故障。
2. 边缘提升
在许多边缘起翘故障的情况下，滑轮包胶本身仍然完全可以使用——下图显示了一个使用冷硫化聚氨酯包胶的滑轮，该滑轮已在洗煤厂投入使用。壳体腐蚀已从壳体端开始，导致包胶在此区域与滑轮分离。照片还显示，包胶没有磨损，如果没有发生边缘起翘，包胶将是可以使用的。
煤炭洗选厂冷硫化聚氨酯保温层边缘翘起
失效滑轮，冷硫化包覆层已去除，露出边缘腐蚀和残留粘合剂痕迹。
浅灰色图案是去除包胶后，滑轮壳上残留一层粘合剂的地方。这对应于包胶轮廓中的凹槽。没有粘合剂的区域是包胶的凸起部分，这些部分在冷硫化应用过程中被锤击下来。
这导致凸起包胶区域正下方的包胶和滑轮壳之间的接触和粘附性增加，而凹陷包胶区域的接触和粘附性降低。当滑轮壳端部暴露在潮湿环境中时，水能够渗透到凹陷包胶轮廓下方的包胶和滑轮壳之间。一旦壳体腐蚀开始，它会迅速蔓延到壳体端部，包胶会从滑轮壳上脱落，很容易损坏（见下图）。
由于边缘翘起和皮带跑偏造成的严重滞后损坏
下面的两张照片显示了在同一矿场使用冷硫化陶瓷包覆层和 Elastotec 热硫化陶瓷包覆层滑轮的运行结果。两个滑轮均安装在一个大型铜矿中，并在水呈酸性的潮湿条件下运行。两个滑轮的端盘和锁定元件上都有明显的腐蚀。使用冷硫化包覆层的滑轮出现严重的边缘提升故障。使用 HVCL 的滑轮没有边缘提升的迹象，包覆层仍然完全可用。
冷硫化应用
热硫化包胶的应用消除了由于边缘抬升而导致包胶失效的可能性。
3. 关节衰竭
包胶条之间的接头是另一个经常导致包胶失效的薄弱点。冷硫化包胶应用中，接头失效主要有两个因素：
- 应用技术和工艺
- 运行过程中皮带对包胶接头施加的力。
关于应用技术和工艺，许多包层应用者使用一种称为“对接”包层的技术，其中每个包层条都与前一个条“对接”。根据操作员的技能和细心程度，结果可能各不相同，从条之间没有间隙到有几毫米宽的间隙（见图）。包层应用者通常使用“Sikaflex”等液体密封剂来填充接缝处的间隙——使用密封剂填充间隙将确保包层在潮湿条件下失效。
即使“对接”应用方法完美无缺，接头的密封也完全依赖于冷硫化粘合剂。当在带有“冠”的滑轮上使用这种方法时，包胶被拉伸到位以闭合接头。由此产生的接头使包胶处于张力之下，包胶条试图彼此拉开。最终这些接头将打开，让水进入滑轮壳并开始腐蚀。
之所以普遍使用“对接”包胶方法，是因为它是最快的应用方法，因此为施工者带来了最低的成本。这种低成本的应用方法大大缩短了包胶的使用寿命。
当我们观察皮带在运行过程中施加到包层接头上的力时，我们发现皮带对包层施加了负载——最高负载发生在驱动滑轮和高张力弯轮上。
当皮带到达滑轮时，这些负载会以某种方式起作用，试图打开皮带之间的接缝。当滑轮在潮湿的环境中运行时，这种接缝的打开，加上皮带和滑轮接缝之间夹有水产生的液压力，导致水进入滑轮壳并造成腐蚀。
最终，这种腐蚀会导致接头处的绝缘层脱粘 - 见下图。
冷硫化应用
由于水渗透，冷硫化保温条接缝处出现腐蚀/腐蚀和保温层脱粘
当将热硫化包胶应用于滑轮壳时，带材之间没有接缝，因为沿每个带材边缘的未硫化粘合层融合在一起，形成连续的包胶板，带材之间没有接缝或薄弱点。
这消除了在滞后条之间的接头处发生滞后失效的可能性。
热硫化接头从包覆层表面到滑轮壳体完全密封——绝无分离或渗水的可能性
热硫化包胶可消除接头故障以及由此导致的包胶脱粘和滑轮壳的腐蚀损坏。
欲了解更多信息，请联系：
戴维·莫尔斯沃斯
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