聚酯输送带埋线缝补工艺在向家坝水电站1#供料线系统施工中的应用

聚酯输送带埋线缝补工艺在向家坝水电站1#供料线系统施工中的应用

张海鹏苏燕

张海鹏苏燕

中电投新疆能源化工集团有限责任公司????830000?

摘要塔带机供料线系统是大坝混凝土浇筑专用设备，其运行的突出特点是供抖连续、强度高，并具有仓面布料功能，但存在胶带机输送带因自然磨损、故障损伤以及高强度运行导致输送带老化迅速的问题，因此针对如何快速有效的处理输送带损伤，从而缩短设备非正常停机时间，保障生产施工的连续性，是需要研究探讨的课题。本文就供料线系统输送带损伤的应急处理工艺进行阐述，为保障供料线系统输送带的安全运行提供可参考意见。

关键词：输送带工艺应用

1施工概述

向家坝水电站施工用供料线系统是美国罗泰克公司(ROTEC)开发出的大坝混凝土浇筑专用设备，是塔机与胶带机的有机结合。它将混凝土水平运输、垂直运输及仓面布料功能融为一体，具有很强的混凝土浇筑能力。供料线系统配备了一系列混凝土输送专用设备，如刮刀、转料斗及下料皮筒等，基本上克服了普通胶带机输送混凝土时存在的骨料分离、灰浆损失等大的缺陷，提高了混凝土输送质量，使其在大坝混凝土浇筑中有了较大发展。

向家坝水电站TB1#塔带机供料线系统（以下简称供料线系统），主要承担向家坝水电站二期左岸主体、导流工程高程352.30m以下主体工程混凝土输送、浇筑任务。供料线系统全线长度为755.5m，使用EP350高强聚酯输送带（以下简称胶带），带宽762mm（计量输送带和转料输送带除外），最高带速4m/s，胶带总长度约为1625m，理论最高输送强度为6.5m3/min（即390m3/h）。

供料线系统是向家坝水电站左岸主体工程的重要施工设备，其生产施工能力和完好率将直接决定着左岸主体工程施工的进度和质量。

2设备运行

2.1运行概述

TB1#供料线系统自安装运行至拆除，其生产能力为向家坝水电站三台供料线系统中最强，自2010年4月安装运行，至2013年3月拆除，累计完成混凝土输送总量约为1839050m3，单月输送混凝土最高总量为133443m3，单日最高输送混凝土总量为9924m3，单班最高输送混凝土总量为3648m3，小时最高混凝土输送量为527m3/h。

2.2运行问题

在供料线系统中，胶带输送机是最主要的设备，供料线系统所使用的胶带既是输送物料的承载件，也是输送机的牵引件，因此胶带是供料线系统最为关键的组成部分，也是最容易出问题而影响供料线系统运行的关键部件。胶带在运行中主要存在以下几种状况：

1）运行中的自然磨损

输送胶带运行过程中，存在弯折、砼料侵蚀、金属削刮器摩擦等原因造成的磨损。金属削刮器夹石和滚筒粘附的混凝土对胶带造成的挤压、划痕等硬性损伤，致使输送胶带出现贯穿性的破洞、接头开裂、胶带表面产生大面积气泡等现象，在经过金属削刮器时逐渐被撕开，尤其是出现贯穿性破洞时，破洞面积发展尤为迅速，直接影响着胶带的正常运行和使用寿命。

2）运行故障造成胶带损伤

供料线胶带输送机在运行过程中，由于下雨潮湿、混凝土浆液污染驱动滚筒、超载等原因，造成胶带运行打滑，对胶带造成一定程度的损伤；或者由于运行中混凝土下料时严重偏离胶带机中心线，致使胶带机高速运行时胶带跑偏，与胶带输送机结构摩擦，甚至胶带翻转，造成胶带损伤。

3）高强度运行中胶带的老化

鉴于供料线输送混凝土强度大，运行速度高、混凝土级配种类多等因素，供料线胶带长期受重压和混凝土渗透腐蚀，致使胶带韧性降低，加速了胶带老化的过程，从而更易出现胶带磨损问题。

针对上述状况，在以往供料线运行中发现胶带破损后，为了尽快恢复生产，均采用的是临时粘补一块胶皮的应急处理措施，但是临时粘补的胶皮在经过滚筒弯折，金属削刮器摩擦后，粘接接缝处易脱胶翘起，从而被金属削刮器强行扯掉，尤其贯穿性破洞面积较大时，临时粘补的胶皮已起不到实质性的作用，需切除制作接头。而且由于张紧滑道限制，输送胶带的可粘接余量有限，并且由于随着胶带的使用，以及种种因素的影响，胶带的延展性渐渐丧失，线层损伤，随着胶带使用时间增长，接头制作质量也逐渐降低，胶带接头也容易出现接缝处胶皮脱胶翘起，被金属削刮器逐渐撕开的状况。

因此在考虑有效的控制胶带破损的发展，减少胶带接头的制作次数，同时对破损处或贯穿性破洞进行应急处理后能够满足运行需求，特别是满足高强度运行需求，经过反复对比研究及试验，胶带破损埋线缝补工艺逐渐应用于向家坝1#供料线系统生产施工中，并取得了良好的效果。

3.工艺及质量控制措施

3.1工艺流程

1）工具及材料准备：自制钩针、缝补线、剥皮钳、切割刀具、专用清洗剂、胶带粘合剂及固化剂、烘烤工具、打磨机具、备用胶带等工具和材料；

2）破损胶带面胶切除：根据胶带破损状态，在胶带工作面沿破损轮廓四周划出切割修补线（修补线边长大于轮廓15～20mm），以45o角斜切，并剥去已损坏的面胶（连带第一层线层一起剥除）

3）烘干：面胶剥除后清理胶带表面污染物，用烘烤灯具等烘烤用具对修补处胶带进行烘干。

4）修补面胶准备：准备修补面胶（带一层线层），其大小与已切除胶带面积吻合，修补面胶四周45o角斜切，面胶四边与修补位置吻合；

5）打磨清洗：用角磨机陪钢丝针轮将胶带面胶剥除面进行打磨修边、将线层粘附杂物清理干净，之后用棉布蘸专用清洗剂进行清洗，烘干；

6）粘合剂调配及涂刷：取胶带粘合剂及固化剂按一定比例混和，搅拌均匀，用清洗过的干净毛刷，对胶带面胶剥除面和修补面胶粘合面进行粘合剂涂刷，涂刷3次混合粘合剂；

7）粘合剂烘烤：每涂刷一边混合粘合剂，均需用烘烤灯具对粘合剂进行烘烤，以胶膜中的溶剂充分发挥至胶膜不粘手且为适宜，之后进行下一次涂刷；

8）修补面胶覆盖：涂刷粘合剂后，修补面胶平整粘合，用橡皮锤从修补面胶中央向四周进行多次均匀敲击，以排除粘合时残留在夹层中的空气,修补面胶覆盖四边用切割刀具修整平整；

9）切割缝补线槽：用切割刀具在修补面胶上，距粘合接缝处10mm，沿接缝以45o角切割出缝补线槽，注意不能伤及线层；

10)埋线缝补：使用专用钩针沿修补面胶四边的缝补线槽穿透胶带，将缝合线穿过胶带，缝合线相互缠绕并将缝合线拉紧，埋入胶皮缝补线槽中；

11）缝补完成后，静置一小时，如填补接缝处不平整，做打磨圆滑过渡处理，待粘合牢固后投入生产。

12）如破损为贯穿性的破洞，则采取双面填补、粘合、埋线缝补的处理方法。

（上图为工艺应用示意：图中所示为胶带接头处破损处理情况，考虑处理强度和运行问题，破损区域采用分段处理的方法，区域1为已做工艺处理，区域2尚未进行处理）

3.2质量控制措施

1）粘合剂含有机溶剂，低毒，使用环境应保持通风。应在室温（20℃）阴凉干燥的环境中密封贮存。使用快干型粘合剂粘接时切记不得有明火存在，烘烤时应保持50cm以上的距离；

2）固化剂为专用品，不可代用，混合后的粘合剂应在2小时内用完，不可久放；

3）在低温或潮湿的环境中粘接胶带，必须烘烤胶膜，应注意烘烤灯具的温度和距离，防止温度过高或烘烤时间过长，胶膜失效，并应尽可能延长静置固化的时间，时间越长，粘接强度越高；

4）粘合剂勿与水接触，被粘胶带一定要保持充分干燥，否则会影响固化程度及粘接强度，粘合面刷胶前，必须进行烘干处理；

5）胶带面胶切除面和修补面胶粘合面需进行打磨、打毛处理；

6）粘合面用专用清洗剂进行清洗，粘合表面应始终保持干净，防止粘上油污、水或灰尘；

7）修补面胶粘合后需由中间向四周用橡皮锤密集敲击排除空气，防止在运行中因弯折产生气泡或鼓包；

8）胶带面胶切除和缝补线槽制作时需注意用刀角度和力度，控制切割深度，防止损伤线层，应注意缝补线槽切割方向，不能逆向运行方向；

9）缝合线必须埋入缝补线槽中，不外露，防止金属削刮器将缝合线磨断。

4．工艺应用及经济效益分析

4.1工艺应用

供料线胶带埋线缝补工艺自2010年11月开始研究，至2011年4月逐渐趋于成熟。此项工艺经现场应用试验，取得了显著的效果，尤其是作为胶带应急处理措施，其效果尤为突出。不仅有效的遏制了胶带损伤的发展速度，同时避免设备故障停机，为生产进度和生产强度提供了有力的保障。以下为现场应用效果。

1）2011年5月19日，C1-1输送胶带工作面破损处贯穿后，被金属削刮器撕开长约1.5m的破口，为保障生产采用此工艺进行应急处理并降低输送强度运行，至5月23日利用生产间歇重新制作接头，保障运行80小时，输送混凝土量为7921m3。

2）2011年7月21日，C1-1输送胶带工作面破损处被金属削刮器撕开长约2m的破口，为保障生产采用此工艺进行应急处理并降低输送强度运行，至7月24日利用生产间歇重新制作接头，保障运行72小时，输送混凝土量为7263m3。

3）2011年9月22日，外布料机胶带接头因接缝处胶皮翘起，导致接头被金属削刮器撕开面积约为400mm×500mm的破损，供料线运行被迫中断，如继续运行胶带接头强度和破损处发展情况不能保障，甚至可能引发安全事故，如重新制作胶带接头需停机20小时，为避免生产施工受影响，经现场勘查研究后采用此工艺进行应急处理，并降低输送强度运行，处理后运行效果良好，至9月27日生产间歇期间，保障运行130小时，输送混凝土量为10056m3。

4.2经济效益分析

向家坝TB1#供料线胶带埋线缝补工艺自应用以来，创造了较为可观的经济效益：现就以前述3次工艺应用实例为例，做参考性经济效益核算。

此工艺的应用保障了生产混凝土、汽车运输、供料线输送、至仓号浇筑整个流程不中断，维护了公司及各环节实施单位的经济利益，上述3次工艺应用共计完成混凝土输送量为25240m3，混凝土综合单价为280元（此综合单价以坝段内部混凝土配比单价做参考值），共计产值为706.72万元。

4.3工艺应用成果

供料线胶带埋线缝补工艺，作为胶带应急处理措施来看，达到了预期的效果，主要表现在以下几个方面：

1）解决了修补面胶在运行过程中易被金属削刮器撕掉的问题。

2）解决了胶带破损后发展迅速，破损面积不易控制的问题。

3）避免因胶带破损而导致非正常停机，节省胶带接头制作时间，保障现场生产的连续性。

4）延长胶带的使用寿命，节约成本投入，同时带来可观的经济效益。

5.结束语

聚酯输送带埋线缝补工艺作为应急处理工艺措施，与传统的修补面胶粘合应急处理的措施比较而言，此项工艺措施更适用于现场施工生产需求，避免了非正常停机造成生产施工被迫中断的问题，克服了胶带损伤后运行状态不易控制，尤其针对贯穿性破损的处理效果尤为明显，同时延长了胶带的使用寿命，一定程度上减少胶带接头制作的次数，节约了运行成本，减少同条胶带接头的数量，为胶带的运行效率和安全运行提供了有力的保障。

参考文献：

[1]杨慈文.矿用尼龙或聚酯分层输送带的织物粘合研究.特种橡胶制品,1994,(6):23-27

[2]包福林.浅谈输送带冷粘接工艺和方法的改进.建设机械技术与管理,

2009,(1):119-120

[3]杨若峰，曹振杰，郑书峰等.输送带快速粘结与修补方法.设备管理与维修，2009，（1）

[4]杨若峰，曹振杰，郑书峰等.输送带快速粘结与修补方法（续）.设备管理与维修，2009，（2）

作者简介：

1.张海鹏（1980-）男工程师从事设备运行及维护管理工作

2.苏燕（1985-）女工程师从事造价及合同结算工作