CN101386988A - 航标灯架、鼓体水线以上部分的重防腐蚀治理方法 - Google Patents
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Abstract
一种航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，用热喷涂铝加环氧磷酸锌封闭涂料和面层涂料组成的复合涂层。基体表面喷砂处理，经线材火焰喷涂，涂层封闭处理，环氧磷酸锌涂料涂装以达到长效防护的目的。本发明用具有较好的耐磨耐蚀性能，附着力强，抗微生物腐蚀的重防腐涂层。涂层封闭处理好，涂层表面完整、光滑、无漏涂、折皱和鼓泡。
Description
技术领域
本发明属于一种航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法。
背景技术
海洋环境是自然环境下金属腐蚀最严酷的环境之一。在海洋大气中钢的平均腐蚀速率为0.13-0.23mm/a，在海水飞溅区为0.3-0.5mm/a。航标就是在腐蚀速率最大的飞溅区与全浸区下服役、使用。由于航标长期漂浮在海上，经常受到海水的飞溅侵蚀，鼓体水线以下部分(包括水线)频繁干湿交替，受高速水冲击，受水、气、日光及水生物侵蚀；锚链长期处在拉伸、磨损及泥沙冲刷的恶劣海况，腐蚀问题十分严重，并存在不易检修的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，用热喷涂铝加环氧磷酸锌封闭涂料和面层涂料组成的复合涂层。基体表面喷砂处理，经线材火焰喷涂，涂层封闭处理，环氧磷酸锌涂料涂装以达到长效防护的目的。
本发明包括如下步骤：
(1)基体表面预处理
干喷砂工艺处理钢铁表面，清洁度达到GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中的Sa2.5～3级，粗糙度达到40～70μm，即完全除去基体表面的氧化皮、锈、污垢和旧涂层等、附着物，显露出均匀的材质本色，磨光尖锐边缘，并须以风去除表面尘埃；
(2)线材火焰喷涂
通过喷枪的送丝滚轮将线材连续地通过喷嘴中心孔送入火焰，在火焰中被加热熔化，并在压缩空气雾化成细微的颗粒后喷涂到待喷表面；
(3)涂层封闭处理
当金属涂层喷完后，涂层还处于活性化时，尽快施加底层封闭剂，选择具有良好的渗透性和耐腐蚀性的环氧磷酸锌涂料作为封孔剂；
(4)涂装施工
用刷涂、辊涂、空气喷涂相结合的方法；环氧磷酸锌涂料涂装两道，重涂间隔最小4小时；面层涂料涂装两道，重涂间隔最小8小时；涂层表面完整、光滑、无漏涂、折皱和鼓泡。
本发明用具有较好的耐磨耐蚀性能，附着力强，抗微生物腐蚀的重防腐涂层。涂层封闭处理好，涂层表面完整、光滑、无漏涂、折皱和鼓泡。
具体实施方式
重防腐涂层体系的设计
针对海上航标的腐蚀规律和各部位的腐蚀特点及涂层材料与涂层工艺特点，我们进行了重防腐涂层体系的设计，以达到长效防护的目的。重防腐涂层，是指能够应用于苛刻腐蚀环境(即重腐蚀环境)下，且具有长效防护的一类高性能防腐涂层。这里的苛刻环境主要是指；海洋大气和海水浸泡两大类。在苛刻腐蚀环境下，腐蚀速度较大，比陆地上快10倍以上，腐蚀十分惊人。重防腐涂层体系的设计内容包括：工件的预处理方法、采用的设备和工艺参数、涂层的可靠性，包括结合强度、硬度、厚度、孔隙的多少及大小、表面精度、耐磨、耐蚀性、质量控制方法及经济性等。根据工况条件确定将航标的重防腐涂层体系设计采用具有较好的耐磨耐蚀性能，附着力强，抗微生物腐蚀的重防腐涂层。即灯架、鼓体水线以上部分采用热喷涂铝复合涂层防护技术即热喷涂铝和有机涂料组成的复合涂层。
实施方案与涂装工艺
灯架、鼓体水线以上部分的腐蚀治理
由于经常受到海水的飞溅，受水、气、日光的侵蚀，我们采用热喷涂铝复合涂层防护技术。热喷涂铝技术是表面工程学的重要组成部分，它是一种表面强化和表面改性的技术，广泛应用于钢铁构件耐大气、耐海水的长效保护涂层。我们采用火焰喷涂的方法制备热喷涂层，即利用氧乙炔燃气将金属铝丝加热至熔化或熔融状态，借助于高速气流的雾化效果使其形成微细熔滴，喷射沉积到预处理的工件基体表面形成堆积结构涂层的技术。复合防护技术这里指的是热喷涂铝+环氧磷酸锌封闭涂料和面层涂料组成的复合涂层。
1 涂层的结构及结合机理
(1)热喷涂铝涂层的结构
热喷涂铝材在喷枪焰流的作用下熔化喷涂焰流温度可达1500℃以上、加速、形成束流速度高达200—1000m/s；熔融的粒子束流以高速度与基体表面相碰撞，并沿凹凸不平的基体表面产生相应的变形和铺展，沉积为涂层。与此同时，相对冷的基体会将熔粒动能转化的热能带走，变形的颗粒迅速冷凝停止铺展并收缩，呈扁平蝶状粘附于基体的粗糙表面，无数变形熔粒互相交错呈波浪形堆积构成喷涂层特有的层状组织结构。
(2)涂层的结合机理
涂层的结合包扩两方面，一是涂层于基体表面的结合，其结合强度称之为结合力(或粘附力)，二是涂层之间的结合，其结合强度称之为内聚力。涂层粒子与基体的结合主要是机械结合(或机械嵌合)，即所谓的“锚固效应”。机械结合与基体表面的粗化程度有很大关系，高速的熔化粒子撞击到粗糙的基体表面后，扁平蝶状的熔粒能填补到凹处，凝固收缩后能把凸点夹紧，形成镶嵌状态。此外，金属基体经喷砂粗化的表面的活化度对涂层的结合亦有一定的作用，同时，提高熔粒的速度可提高涂层的结合力。
2 复合涂层特点
(1)所形成的复合涂层其抗腐蚀寿命大于单个涂层寿命之和，防腐性能极好。(2)由于封闭剂的渗透效果，涂层密度达到2.45g/cm2。金属涂层孔隙得到封闭，将腐蚀介质与基体有效地隔离，增强其抗海水渗透性、耐磨性和海水冲刷能力。(3)耐蚀性高，热喷涂铝涂层具有优良的耐海洋大气、腐蚀能力，对氧的亲和力极强，在大气中常温下易与氧反应形成致密坚固的氧化膜(AI2O3)，这种膜保护铝不继续氧化，所以耐蚀性高。
3 复合涂层制备工艺
3.1 基体表面预处理
基体表面预处理是热喷涂工艺过程中的一个重要环节。由于热喷涂涂层是以“锚固效应”与基体机械结合的，则这种结合能力的大小与基体表面净化和粗化效果有很大关系，基体表面的净化和粗化可提高表面的活化度和表面积，有利于喷涂层与基体结合强度的提高和涂层内应力分布的改善。净化和粗化的方法很多，我们采用的是干喷砂工艺处理钢铁表面。
清洁度达到GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中的Sa2.5～3级，粗糙度达到40～70μm，即完全除去基体表面的氧化皮、锈、污垢和旧涂层等、附着物，显露出均匀的材质本色，磨光尖锐边缘，并须以风去除表面尘埃。
3.2 线材火焰喷涂
热喷涂技术工艺方法有很多种，其中应用于防腐蚀领域的方法主有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、等工艺。针对航标的特殊性，我们选择线材火焰喷涂工艺。就是利用氧乙炔燃烧火焰作热源，压缩空气带动喷枪内的驱动机构，通过送丝滚轮将线材连续地通过喷嘴中心孔送入火焰，在火焰中被加热熔化，并在压缩空气雾化成细微的颗粒后喷涂到待喷表面。设备要求：SQX1线材火焰喷枪、氧气和乙炔供给系统、压缩空气系统；材料要求：使用直径3mm喷涂用金属丝，金属丝材应满足相关标准。火焰喷涂适应范围：(1)环境干湿度要求：湿度要85％以下，待喷表面的温度应在露点以上3℃时才能进行热喷涂；(2)火焰喷涂操作灵活，既可以在大面积工件上喷涂，亦可在小面积工件上喷涂。
3.2.1 工艺参数：喷涂距离为100～150mm；喷涂角度为60～90°；在喷涂速率和沉积效率确定的情况下，喷枪和工件的相对移动速率决定了一次喷涂过程中的喷涂厚度。火焰喷涂每遍喷涂厚度为0.1～0.15mm，喷枪相对移动速率为7～18m/min。应特别注意，不要因喷枪移动太慢而造成基材表面局部过热，为了得到厚涂层，不要一次喷到，应进行多次喷涂。
3.3 涂层后处理(封闭)
由热喷涂涂层形成过程可知层状堆积的涂层结构是多孔隙的，孔隙率一般为5％-12％，有的孔隙可能由于错综曲折的连接从基体直达涂层表面，这将影响到防腐效果，同时会使涂层密闭性下降。故必须用封孔剂填充这些孔隙，防止外来介质侵入。当金属涂层喷完后，涂层还处于活性化时，尽快施加底层封闭剂，以获得最佳的封闭和耐蚀效果。我们选择具有良好的渗透性和耐腐蚀性的环氧磷酸锌涂料作为封孔剂。
环氧磷酸锌涂料的特性：(1)耐腐蚀性。环氧磷酸涂料能耐各类盐和水的侵蚀。(2)涂层的机械强度高，并且抗冲击能力排众议提高。与基体附着力好。对于环氧磷酸锌涂料来说，由于环氧树脂中含有羟基等极性基因，故与钢铁、等基体有良好的附着力。(3)环氧磷酸锌涂料涂层的硬度及耐磨性均较好。
3.3.1 涂装施工
用刷涂、辊涂、空气喷涂相结合的方法；环氧磷酸锌涂料涂装两道，重涂间隔最小4小时；面层涂料涂装两道，重涂间隔最小8小时；涂层表面完整、光滑、无漏涂、折皱和鼓泡
Claims (5)
1、一种航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，其特征包括如下步骤：
(1)基体表面预处理
干喷砂工艺处理钢铁表面，清洁度达到GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中的Sa2.5～3级，粗糙度达到40～70μm，即完全除去基体表面的氧化皮、锈、污垢和旧涂层等、附着物，显露出均匀的材质本色，磨光尖锐边缘，并须以风去除表面尘埃；
(2)线材火焰喷涂
通过喷枪的送丝滚轮将线材连续地通过喷嘴中心孔送入火焰，在火焰中被加热熔化，并在压缩空气雾化成细微的颗粒后喷涂到待喷表面；
(3)涂层封闭处理
当金属涂层喷完后，涂层还处于活性化时，尽快施加底层封闭剂，选择具有良好的渗透性和耐腐蚀性的环氧磷酸锌涂料作为封孔剂；
(4)涂装施工
用刷涂、辊涂、空气喷涂相结合的方法；环氧磷酸锌涂料涂装两道，重涂间隔最小4小时；面层涂料涂装两道，重涂间隔最小8小时；涂层表面完整、光滑、无漏涂、折皱和鼓泡。
2、据权利要求1所述的航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，其特征线材直径为3mm喷涂用金属丝，热喷涂铝材在喷枪焰流的作用下熔化喷涂焰流温度可达1500℃以上、加速、形成束流速度高达200—1000m/s。
3、据权利要求1所述的航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，其特征是喷涂距离为100～150mm；喷涂角度为60～90°；在喷涂速率和沉积效率确定的情况下，喷枪和工件的相对移动速率决定了一次喷涂过程中的喷涂厚度，火焰喷涂每遍喷涂厚度为0.1～0.15mm，喷枪相对移动速率为7～18m/min，不要一次喷到，应进行多次喷涂。
4、据权利要求1所述的航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，其特征是封闭剂的涂层密度达到2.45g/cm2。
5、据权利要求1所述的航标灯架、鼓体水线以上部分重防腐蚀治理方法，其特征是火焰喷涂适应范围：环境干湿度要求：湿度要85％以下，待喷表面的温度应在露点以上3℃时才能进行热喷涂。
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|---|---|---|---|---|
| CN107694887A (zh) * | 2017-06-30 | 2018-02-16 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种船舶用无机硅酸富锌底漆多孔性的处理方法 |
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2008
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