焊缝密封胶在罐内防腐施工中的作用及工艺探析

罗晓磊 王锰伟 冯占峰 于祥 朱进礼

河南森源重工有限公司 河南省长葛市 461500

1 应用简介

1.1 罐内防腐简介

普通碳钢罐体，尤其是内部结构复杂、体积较大的罐体，内部防腐一直是一项技术难题。一般通过直接焊接而成，经过喷砂处理后涂装防腐涂料；有条件的企业会分体电泳后组焊，然后涂装防腐涂料，从而达到较好的防腐效果。焊缝处和结构缝隙处是焊接和涂装过程中质量控制难点，加上内部施工环境恶劣，很难保证没有焊接和涂装缺陷。所以这些位置是防腐最薄弱的地方，也在实际施工中发现锈蚀往往从焊缝位置和结构缝隙处最先开始。

表1 验证方案选用材料表

1.2 焊缝密封胶简介

焊缝密封胶在汽车行业主要用在各钣金件之间的焊缝、搭接及车身内外直接相通的孔洞、缝隙处，具有密封、防腐和整形的作用，从而影响整车使用寿命、可靠性及NVH性能。目前国内汽车行业常用的焊缝密封胶有PVC型焊缝密封胶、聚氨酯焊缝密封胶、聚硫橡胶型以及氯丁橡胶型焊缝密封胶。而聚氨酯焊缝密封胶在汽车涂装工艺中的使用主要有两类，吸潮固化聚氨酯密封胶和热固化聚氨酯密封胶。各种焊缝密封胶各有各的优缺点，也适合不同的使用条件，应该根据各自的理化性能、施工性能及施工方法，因地制宜，合理地选择使用。

1.3 应用设想及验证目的

在汽车行业尤其是乘用车上，焊缝密封胶早已被大量应用，并且提高了整车密封、防腐、减震和舒适性。而在专用车细分行业，尤其是特种车辆上如罐体内部使用，目前还鲜有应用。根据罐体制造工艺以及罐内防腐施工工艺特点，考虑到烘烤固化条件所限、节能降耗和涂胶作业方式等特点，单组份吸潮固化型焊缝密封胶表现出了良好的应用优势。目前市场上不仅有单组份吸潮固化型聚氨酯焊缝密封胶，还有单组份吸潮固化型硅烷改性聚醚焊缝密封胶。本文根据具体施工特点，从市场上选用两种吸潮固化型焊缝密封胶，通过以下几组尝试性应用试验，对焊缝密封胶的密封、防腐效果进行验证；对罐内涂层与焊缝密封胶配套性进行验证，对焊缝密封胶在罐内防腐涂装应用中进行模拟验证。

2 试验材料

3 T型焊合件对比试验

3.1 试验方法：

先对两件T型焊合件电泳处理，然后三种密封胶A、B、C分别涂于焊缝处。密封胶24小时固化后整个工件放入水中一段时间，观察工件表面状态。

3.2 结果与分析

经对比观察，涂胶部位均无明显锈蚀，电泳底漆层破损或漏底处有不同程度锈蚀，说明涂胶具有良好的密封、防锈蚀作用。涂胶或电泳底漆防锈性能良好，但电泳破损或露底部位需要进一步做防锈处理。如图1和图2为五日后部位锈蚀状态。

经对比观察，如图2和图3所示，同一锈蚀点五日后和三个月后状态基本一样，说明电泳底漆防锈能力和防扩蚀能力良好。

用指甲刮抠两种密封胶检验附着力和抗撕裂强度检验其耐水性。观察发现：A在放入水中前后和随着时间增长，性能较好且基本无变化；而B放入水中前，刮抠时密封胶B有轻微掉块和粉末现象；放入水中三个月后，B有发粘现象且掉块和粉末随着时间增加有加剧趋势，如图4和图5所示。说明密封胶A的耐水性较好，而B的耐水性较差。

图1 划伤处锈蚀点

图2 焊渣飞溅处锈蚀点（5）

图3 焊渣飞溅处锈蚀点（90）

图4 密封胶A状态

图5 密封胶B状态

4 平板件对比试验

4.1 试验方法

4块平板碳钢板电泳处理后编号1#、2#、3#、4#，两类密封胶分别为A和B。1#和2#先涂胶后涂底漆，3#和4#先涂底漆后涂胶，采用“湿碰湿”工艺，间隔15min。1#和3#样板放置15min后80℃烘烤25min，2#和4#样板室温放置24h后观察状态。

4.2 结果与分析

1#和2#样板密封胶A均未固化且以后仍难固化，成软绵状，如图6和图7所示。B未完全固化，但性能较好，表现不明显。分析说明漆膜覆盖影响密封胶固化速率，阻碍密封胶吸潮固化。

图6 平板件1#烘烤后状态

图7 平板件2#24h后状态

3#和4#样板，因“湿碰湿”作业，在底漆上涂胶时，会破坏漆膜，不利用连续施工作业。如图8、图9所示。

图8 平板件3#烘烤后状态

图9 平板件4#24h后状态

1#和3#样板烘烤后，3#密封胶A有明显起泡现象，B无异常。1#密封胶A起泡不明显，并且比2#密封胶A固化更慢，可能因为漆膜迅速固化覆盖，阻碍密封胶吸潮固化。

5 箱型焊合件模拟试验

5.1 试验方法

7块平板碳钢工件电泳后焊合成箱型焊合件，然后两类密封胶A和B按先涂胶后涂底漆分别涂于不同焊缝处。密封胶和底漆均24小时自然固化，箱式焊合件盛水放置，模拟罐内焊缝涂密封胶后涂防腐漆盛水试验，观察工件表面状态。

5.2 结果与分析

三个月后，如图10所示，因工件为电泳板拼接组焊，防腐效果差异主要看拼接焊缝处。红线以下部分为“漆层下涂胶”，焊缝部分因有密封胶和防腐漆保护，防腐效果良好；红线以上部分为“防腐漆”，焊缝部分仅有防腐漆保护，出现斑驳锈蚀点，防腐效果较差。（右下角锈迹现象为其它工件锈蚀染色，内部无锈蚀现象）

图10 罐内防腐施工模拟试验

6 结语

6.1 焊缝密封胶和电泳底漆具有较好的耐腐蚀性且电泳底漆防扩蚀能力良好；对比而言，密封胶A具有良好的耐水性。

6.2 两类密封胶均不适合“湿碰湿”工艺施工作业，且因为固化需要吸潮，需要保证足够固化时间后才能进行其它作业，尤其避免烘烤。

6.3 在防腐最薄弱位置焊缝处涂焊缝密封胶表现出良好的防腐能力。

以上验证结论为罐内防腐施工及焊缝密封胶实际应用积累了相关经验，或许可以为实际应用提供帮助。