填料封孔法填料封孔法原理

為了防止測(cè)壓管堵塞，在測(cè)壓管前端焊接一段直徑稍大于測(cè)壓管的篩管或直接在測(cè)壓管壁打篩孔。為了防止充填材料堵塞測(cè)壓前端，在測(cè)壓前端后部套焊一擋料圓盤。測(cè)壓管為紫銅管或細(xì)鋼管，充填材料用水泥和砂子或粘土。填料可用人工或壓風(fēng)送入鉆孔。充填時(shí)每充填1m左右，送入一段木楔，并用堵棒搗固。人工封孔的封孔深度一般不超過5m；用壓氣封孔時(shí)，借助噴漿罐將水泥砂漿由孔底向孔口逐漸充滿，壓氣封孔深度可達(dá)10m以上。為了提高填充密封效果，可使用膨脹水泥 。

測(cè)定煤層瓦斯壓力時(shí)，通常是從圍巖巷道（石門或圍巖鉆場(chǎng)）向煤層打孔徑為50-75mm的鉆孔，孔中放測(cè)壓管，將鉆孔密封后，用壓力表直接進(jìn)行測(cè)定。為了測(cè)定煤層的原始瓦斯壓力，測(cè)壓地點(diǎn)的煤層應(yīng)為未受采動(dòng)影響的原始煤體。

測(cè)壓封孔方法分填料法和封孔器法兩類。根據(jù)封孔器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，封孔器分為膠圈、膠囊和膠圈-粘液等幾種類型。

膠圈-壓力粘液封孔器與膠圈封孔器的主要區(qū)別是在兩組封孔膠圈之間，充入帶壓的粘液。這是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制成功的一種新的封孔方法。

該封孔器由膠圈封孔系統(tǒng)和粘液加壓系統(tǒng)組成。為了縮短測(cè)壓時(shí)間，本封孔器帶有預(yù)充氣口，預(yù)充氣壓力略小于預(yù)計(jì)的煤層瓦斯壓力。與其封孔器相比，這種封孔器的主要優(yōu)點(diǎn)：一是增大了封孔段的長(zhǎng)度；二是壓力粘液可滲入封孔段巖（煤）體裂隙，增大該段的密封效果。膠圈-壓力粘液封孔器在陽泉、焦作和鶴壁等礦務(wù)局的試驗(yàn)證明，該封孔器能滿足煤巷直接測(cè)定煤層瓦斯壓力的要求 。2100433B

封孔火焰噴涂層是有孔結(jié)構(gòu)，這在許多應(yīng)用中是有利的。涂層的孔隙有助于貯存潤(rùn)滑油，可改善工件配合面間的潤(rùn)滑。然而在某些情況下，需要將孔隙密封，以防止腐蝕性介質(zhì)滲入涂層，對(duì)基材造成腐蝕。因此，對(duì)腐蝕條件下工作的涂層和防腐涂層都要進(jìn)行封孔處理以保護(hù)基材。此外，封孔處理還可明顯提高噴涂層抗磨粒磨損的能力。

一、封孔劑的性能要求

封孔劑的種類較多，為了達(dá)到良好的封孔效果，封孔劑必須滿足下列要求：

1．有足夠的滲透性

因?yàn)榭紫稄澢旨?xì)小，沒有足夠高的滲透性，難以充填到必需程度。

2．耐化學(xué)溶劑的作用

因?yàn)橥繉颖旧砭吞幱谀撤N化學(xué)和溶劑的腐蝕介質(zhì)中，封孔劑若不能經(jīng)受這些介質(zhì)的侵蝕，封孔即告無效。

3．能經(jīng)受一定的機(jī)械作用

即封孔劑不因機(jī)械作用而脫落或碎裂。

4．在工作溫度下性能穩(wěn)定

即封孔劑不能在操作溫度下發(fā)生溶化、蒸發(fā)或分解等物理變化。

5．不能與涂層或基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

在工作環(huán)境下與涂層和基體保持化學(xué)穩(wěn)定性。

6．不降低涂層或基體金屬的性能。

7．當(dāng)涂層用于食品行業(yè)時(shí)，對(duì)食物無毒。

8．施工時(shí)，保證安全。

二、封孔劑的選擇及施工要點(diǎn)

一般來說，所有封孔作業(yè)應(yīng)在噴涂之后磨削之前實(shí)施。除微晶石臘封孔劑外，其它所有封孔劑應(yīng)在工件溫度低于80℃時(shí)進(jìn)行，以防溶劑迅速蒸發(fā)或封孔劑過早固化。空氣干燥型的甘油酯樹脂，在其機(jī)加工時(shí)產(chǎn)生的熱會(huì)使它過早的非均勻性的固化，因之，該封孔劑應(yīng)在磨削后固化，除此之外的所有封孔劑，應(yīng)予磨削前固化。用于防腐涂層的封孔劑，在投入使用前必須充分固化。一般的封孔劑無危險(xiǎn)性，但有些是易揮發(fā)的和易燃的，在貯存和使用過程中，應(yīng)格外小心慎重，勿近明火或受熱。使用中要充分通風(fēng)，以免影響正常呼吸。封孔劑大體分有機(jī)和無機(jī)兩種。對(duì)封孔劑做出選擇的主要依據(jù)是所處介質(zhì)的腐蝕情況及工作溫度。有機(jī)封孔劑主要是乙烯樹脂、酚醛、改進(jìn)型環(huán)氧樹脂及聚氨樹脂等，它們多是用于鋼鐵基體鋅或鋁涂層的封孔，工作溫度不高，處于大氣氧化、工業(yè)氣氛、海水等環(huán)境；對(duì)于高溫氧化介質(zhì)，則用瀝青基鋁漿、鋁硅酮樹脂及某些硅酸鹽、鉻酸鹽等無機(jī)物，最高工作溫度可達(dá)980°C。不同封孔劑有不同要求，大體遵循以下幾點(diǎn)：

1．很多封孔劑需要稀釋劑沖稀，以保證良好的滲透性。

2．涂層封孔之前，最好用蝕洗涂料(通常是磷酸)作預(yù)處理，以形成一種復(fù)合的磷酸鹽化合膜，有助于封孔劑的粘結(jié)。

3．不少封孔劑摻有片狀鋁粉，以改善封孔劑的耐溫及抗蝕性能。

4．封孔劑可以用噴槍噴涂、用毛刷抹涂或用淹沒進(jìn)行浸滲，其中有些用上述三種皆可，有些則只能用其中一種或兩種。根據(jù)需要，有時(shí)只需涂一道，有時(shí)兩遍或更多。

5．為加大滲透性，有些采用真空滲透操作。

6．封孔劑有單組份與雙組份、空氣干燥與烘烤固化之分，在使用中一定要正確掌握每步程序。

三、封孔劑主要種類及性能

世界上首家向市場(chǎng)推出系列化封孔劑產(chǎn)品是美國(guó)METCO公司(現(xiàn)SULZER METCO)，其封孔劑系列已有相當(dāng)規(guī)模，并成功使用多年。我國(guó)尚未形成系列化、規(guī)模化的封孔劑產(chǎn)品。由于涂層封孔是熱噴涂技術(shù)中的重要一環(huán)，這項(xiàng)工作急待開發(fā)與推動(dòng)。參照國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品，將重要的幾種封孔劑介紹如下：

1．空氣干燥型甘油酯樹脂

特 性：樹脂含量高達(dá)95%，滲透與填孔能力很高，封孔后可直接加工，機(jī)加工性能明顯改善。

工作溫度：連續(xù)工作145°C。

封孔劑用量：11．6m2/升/0．6mm

施工方法：浸、刷或噴均可。常溫操作，涂層表面要干燥、清潔。根據(jù)需要，實(shí)施第一道后，經(jīng)15分鐘，可再實(shí)施第二道。

固化程序：常溫下空氣干燥，需經(jīng)一周方能完全固化；若在145°C下烘烤，1小時(shí)可固化。

典型應(yīng)用：工作環(huán)境為稀酸、溶劑、油類和鹽水等弱腐蝕介質(zhì)，溫度不超過145°C。

2．空氣干燥型酚醛樹脂

特 性：是一種改性的空氣干燥型酚醛漆。適用于金屬和陶瓷涂層，潤(rùn)濕性好，粘結(jié)性強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，有較強(qiáng)的耐腐蝕性和抗沖擊性。在很多有機(jī)物中保持穩(wěn)定。

工作溫度：連續(xù)工作145～205°C，間斷工作205～260°C

封孔劑用量：7.4～8.0m2/L。

施工方法：刷或噴均可。噴涂時(shí)要用甲酮、芳香烴和無水乙醇作稀釋劑進(jìn)行稀釋，用量為1/2～1/3。

固化程序：空氣干燥30～60分鐘，但完全固化需1～10小時(shí)，取決于封孔劑厚度。若在135攝氏度左右溫度下烘烤，只需15～30分鐘。

典型應(yīng)用：適用于熱水、鹽霧、酸、油、汽油和油脂等工作環(huán)境，對(duì)高壓工作狀態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)。

3．鋁乙烯樹脂

特 性：是一種抗腐蝕性的、空氣干燥型含鋁乙烯共聚物，常用于鋅與鋁的面漆，而與其相對(duì)的底漆是鈍化鉻酸鋅漿料。

封孔劑用量：5.5m2/L。

工作溫度：不超過80°C。

施工方法：加壓噴涂或涂刷。

固化程序：干燥30分鐘，稀釋劑為二甲苯或甲酮。

4．鈍化鉻酸鋅

特 性：是針對(duì)鋁乙烯樹脂面漆用的底漆?？諝飧稍镄?，因其能生成多孔膜，對(duì)面層封孔劑提供強(qiáng)粘結(jié)作用。主要成分是鉻酸鋅。

封孔劑用量：6.0～7.4m2/L。

典型應(yīng)用：作為底漆與鋁乙烯樹脂面漆配合使用，對(duì)處于工業(yè)大氣、鹽霧氣氛和非飲用水等介質(zhì)中鋼鐵結(jié)構(gòu)或設(shè)備的鋁鋅涂層提供封孔保護(hù)。

5．烘烤型的酚醛樹脂

特 性：用于金屬和陶瓷涂層的封孔，是一種烘烤型的合成酚醛料漿。就保護(hù)性能來說，烘烤型要高于空氣干燥型。在很多有機(jī)物介質(zhì)中都保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性(但不耐堿)，耐熱性好。主要成分是酚醛及芳香經(jīng)。

工作溫度：連續(xù)工作可達(dá)145～205°C，間斷工作為205～260°C。

封孔劑用量：4.6m2/L。

施工方法：刷與噴均可。噴涂時(shí)用25%的異丙醇進(jìn)行稀釋。對(duì)單道涂層在230℃烘10分鐘或205°C烘20分鐘；對(duì)多道涂層，底層在145°C烘10分鐘，面層190°C烘60分鐘。

典型應(yīng)用：與干燥型酚醛樹脂相同，適用于沸水、鹽霧、酸、油、汽油和油脂等介質(zhì)。

6．瀝青基鋁漿

特 性：是一種高熔點(diǎn)、含瀝青的漆料，主要成分是片狀鋁粉、瀝青煤焦油及相應(yīng)溶劑。

封孔劑用量：4.9～7.4m2/L。

工作溫度：870～980°C。

施工方法：噴或刷均可。噴涂時(shí)用礦物醇稀釋，以二道為宜。

典型應(yīng)用：當(dāng)基體是鋼鐵、鎳或鎳鉻合金，涂層是鋁，而且處于高溫氧化、高溫含硫氣體腐蝕的環(huán)境下，這種封孔劑為首選者。

7．硅鋁樹脂

特 性：是一種空氣干燥型的含片狀鋁粉的硅樹脂，在抗氧化氣氛中較為耐高溫的封孔 劑。

封孔劑用量：3.6m2/L。

工作溫度：480°C。

施工方法：刷或噴，每道厚度0.018 - 0.02mm。刷涂不用稀釋，噴涂時(shí)則需用乙醇、芳香經(jīng)與甲酮沖釋，稀釋劑用量為1/3。

8．空氣干燥型硅樹脂

特 性：為雙組份的硅樹脂，推薦用于中等腐蝕或在205°C以下的溫度并長(zhǎng)期暴露于空氣中的環(huán)境中，耐稀酸、堿、油類、液流、水和鹽水等介質(zhì)的腐蝕。固體含量為25%。

封孔劑用量：5.0 - 11.6m2/L(與涂層孔隙度有關(guān))。

工作溫度：長(zhǎng)期工作溫度為205°C。

施工方法：雙組份，可用噴涂法或浸泡法，在室溫下空氣干燥約1小時(shí)，但充分固化需3天，在145°C烘2小時(shí)可加速固化。

9．烘烤型聚酰亞胺樹脂

特 性：屬于烘烤型聚酰亞胺樹脂，用于較弱或中等程度的腐蝕環(huán)境。固體含量高達(dá)30%，粘度低、滲透性好、成膜堅(jiān)固。對(duì)水、溶劑、有機(jī)物、無機(jī)油類、燃料、液流和稀酸等介質(zhì)十分穩(wěn)定。

封孔劑用量：5.3 - 9.5m2/L/0.6mm。

工作溫度：長(zhǎng)期工作溫度260°C。

施工方法：可浸泡、噴涂或刷抹。在室溫中操作，直到涂層表面不吸收為止，15分鐘之后，

再封一次。室溫固化時(shí)間8小時(shí)，180°C則需2小時(shí)。

典型應(yīng)用：適用于石化系統(tǒng)及造紙工業(yè)中的輸送泵類，具有耐腐蝕性及耐磨性。這些泵在蘇打灰漿、氫氧化鈣、氫氧化鎂和氫氧化鈉等堿性料液中運(yùn)轉(zhuǎn)。

10．微晶石臘

特 性：是一種隋性的、石油基微晶石臘，對(duì)涂層提供封孔和潤(rùn)滑。在淡水、海水和幾乎所有的酸與堿中都保持穩(wěn)定，但不耐溶劑及經(jīng)類物質(zhì)的腐蝕，特別適用于高壓潤(rùn)滑環(huán)境。在不能施加潤(rùn)滑劑的情況下，它能提供有效的“干潤(rùn)滑”。

封孔劑用量：10m2/kg。

工作溫度：不超過80°C。

施工方法：將工件預(yù)熱到95°C之后，在表面直接涂抹。

典型應(yīng)用：通常用來對(duì)軸類或其它工件封孔，以確保車削或磨削清整，防止砂粒進(jìn)入孔隙，同時(shí)又具有良好的抗腐能力。

1、使用煤層注水封孔器快速、簡(jiǎn)便。只需將作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)水路與封孔器連通，將封孔器完全插入鉆孔內(nèi)，在一定的壓力下，封孔器膠管膨脹實(shí)現(xiàn)封孔，注水破煤。

2、煤層注水封孔器可反復(fù)使用數(shù)次，注水結(jié)束后卸掉壓力，封孔器即可恢復(fù)原狀，取出封孔器。

1、水泥砂漿封孔

2、聚氨酯封孔材料

3、囊袋式封孔材料