CN104324864A - 一种高压开关用筒体的防腐方法 - Google Patents

一种高压开关用筒体的防腐方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压开关用筒体的防腐方法，属于高压电器产品表面涂装防腐技术领域。高压开关用筒体防腐工艺流程包括表面前处理、遮蔽、粉末喷涂、高温固化、冷却、修整检查等步骤，根据零部件的材质、运行下腐蚀环境的差异以及筒体结构的差异，对高压静电粉末喷涂工艺进行区分，喷涂更(防腐防护)具针对性，且兼具防护效果。本发明采用高压静电粉末喷涂工艺替代传统的油漆喷涂，不仅能达到油漆喷涂层的防腐效果，还能提高喷涂效率，缩短喷涂周期，提高高压开关用筒体的防腐性能，筒体表面涂层连续、均匀，涂膜附着力达到0～1级，耐盐雾性能达到1000小时，完全满足高压开关筒体的防腐要求。

Description

一种高压开关用筒体的防腐方法
技术领域
本发明涉及一种高压开关用筒体的防腐方法，属于高压电器产品表面涂装防腐技术领域。
背景技术
高压开关的重要组成部件包括组合电器和断路器，其筒体材质主要有铝合金和中低碳钢，两种材质的耐大气腐蚀能力均较差。同时，高压开关产品需要长期在户外运行，大部分产品的运行环境比较恶劣，为有效提高高压开关产品的防腐蚀能力，需要进行涂装防腐处理。
目前，高压开关用筒体的涂装方法多采用传统的油漆喷涂进行防腐防护，喷涂工艺为：前处理→喷涂底漆→烘干→喷涂面漆→烘干。涂装过程存在多次施工，施工周期长的弊端。产品运行环境恶劣时，需要增加中间厚膜涂装。并且，在施工过程中喷涂油漆的利用率低于60％，剩余大量的有机物排放到空气中，污染环境，对作业者的健康造成影响。油漆中的主剂、固化剂和稀释剂等在常温下以液态形式存在，在运输、储存过程中，需要专车专运专人看管，同时对使用方的储存区域要求也非常高，必须远离火源，并配备专业人员进行管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压开关用筒体的防腐方法，采用高压静电粉末喷涂工艺替代传统的油漆喷涂，能够达到油漆喷涂的防腐蚀效果，有效提高生产效率，降低生产成本。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高压开关用筒体的防腐方法，包括以下步骤：
(1)对筒体表面进行前处理，非喷涂面进行遮蔽；
(2)在处理后的筒体表面高压静电喷涂面粉，喷涂电压为60～90kV，喷涂空气压力为0.3～0.6MPa，供粉压力为0.04～0.1MPa；
(3)喷涂完毕，置于温度180～200℃下固化6～15min。
所述步骤(1)中筒体为铝材时，前处理采用槽浸式，依次进行弱碱脱脂、水洗、化成、水洗、热水洗操作。所述弱碱脱脂控制pH值在9～10之间，于温度65～75℃下处理5～10min。弱碱性脱脂剂成分为：Na2CO310～20g/L，Na3PO4·12H2O 10～20g/L，Na2SiO310～20g/L，乳化剂OP-10(市售)1～3g/L，余量为水。所述化成控制温度在40～50℃，处理10～15min。化成液成分为：Zn(H2PO4)2·2H2O 5～20g/L，Zn(NO3)2·6H2O 10～30g/L，H3PO41～10g/L，NaF 1～5g/L，余量为水。所述热水洗采用自来水，温度控制在60℃以上。
所述步骤(1)中筒体为碳钢材料时，前处理采用喷砂处理，喷砂机压力为0.3～0.7MPa，喷射距离为50～250mm，喷射角度为35～70°。前处理的目的为去除筒体表面的油污和氧化皮。
所述步骤(1)中采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽。
依据GB/T 15957-1995《大气环境腐蚀性分类》对腐蚀区域划分，一般腐蚀区域包含标准中规定腐蚀等级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的区域，裸露碳钢的腐蚀速率＜0.05mm/a，重腐蚀区域包含标准中规定腐蚀等级为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的区域，裸露碳钢的腐蚀速率为0.05～5mm/a。
对于一般腐蚀区域，步骤(2)中高压静电喷涂采用一遍面粉喷涂工艺，喷涂后干膜厚度不低于80μm。对于重腐蚀区域，采用高压静电喷涂底粉后再喷涂面粉工艺，即在喷涂面粉前加入喷涂底粉步骤，喷涂电压为60～90kV，喷涂空气压力为0.3～0.6MPa，供粉压力为0.04～0.1MPa。喷涂完毕，置于温度180～200℃下固化5～10min。喷涂底粉后干膜厚度不低于60μm，总的干膜厚度不低于140μm。
所述步骤(2)中高压静电喷涂用喷枪与筒体表面的距离为250～350mm。对于不易喷涂的内腔位置，可采用专用喷涂设备进行涂装，喷涂均匀，无漏喷。
所述步骤(3)中固化完毕，筒体出炉冷却至室温(自然冷却)，而后进行后期修整检查操作。修整处理包括去除遮蔽物，重点检查密封面等部位无胶带残胶残留，并检查涂膜的外观、膜厚及附着力。
本发明的有益效果：
本发明采用高压静电粉末喷涂工艺替代油漆喷涂，不仅能达到油漆喷涂层的防腐效果，还能提高喷涂效率，缩短喷涂周期，提高高压开关用筒体的防腐性能。同时，粉末涂料的运输及储存更加便利，粉末涂料的利用率达到95％以上，能极大地降低喷涂过程中有机挥发物的释放，改善作业环境，降低防腐蚀成本。
本发明中高压开关用筒体防腐工艺流程包括表面前处理、遮蔽、粉末喷涂、高温固化、冷却、修整检查等步骤，根据零部件的材质、运行下腐蚀环境的差异以及筒体结构的差异，对高压静电粉末喷涂工艺进行区分，使喷涂更(防腐防护)具有针对性，同时兼具最佳的防护效果。
本发明中高压静电喷涂工艺和涂膜固化工艺规范、合理，经试验，采用本发明防腐方法处理的高压开关用筒体表面涂层连续、均匀，涂膜附着力达到0～1级，耐盐雾性能达到1000小时，完全满足高压开关筒体的防腐要求。
本发明中高压静电粉末喷涂相较传统的油漆喷涂防腐具有以下优点：
(1)高压静电粉末喷涂层的盐雾耐蚀能力可达到1000小时，能够达到油漆喷涂层的防腐效果，满足高压开关筒体的防腐蚀要求；
(2)高压静电粉末喷涂一次成膜较油漆喷涂厚，边角覆盖率高，能有效避免棱边部位防腐能力弱的问题；
(3)高压静电喷涂生产效率高，传统油漆喷涂周期为8小时左右，高压静电粉末喷涂周期为2小时左右；
(4)高压静电粉末喷涂成本低，对于一般腐蚀区域，采用高压静电喷涂成本仅为油漆喷涂的1/3；
(5)粉末涂料的利用率高，粉末涂料在运输及储存过程中无安全隐患，属环境友好型涂料。
附图说明
图1为本发明实施例1中高压开关用筒体防腐工艺流程示意图。
具体实施方式
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
本实施例中高压开关用筒体的防腐方法，包括以下步骤：
(1)脱脂：将铝合金筒体置于弱碱性脱脂剂中浸泡，控制脱脂剂pH值为9，处理温度为65℃，脱脂时间为10min，将脱脂处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s；弱碱性脱脂剂成分为：Na2CO315g/L，Na3PO4·12H2O 15g/L，Na2SiO315g/L，OP-10乳化剂(市售)2g/L，余量为水；
(2)化成：将铝合金筒体置于化成液中浸泡，处理温度为40℃，脱脂时间为15min，将化成处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s；化成液成分为：Zn(H2PO4)2·2H2O12g/L，Zn(NO3)2·6H2O 20g/L，H3PO45g/L，NaF 2.5g/L，余量为水；
(3)热水洗：将化成、水洗处理后的筒体置于自来水中清洗，水温为80℃，水洗时间为60s，用压缩空气吹干；
(4)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(5)喷涂底粉：喷涂电压为60kV，喷枪与筒体表面的距离为300mm，喷涂空气压力为0.5MPa，供粉压力为0.08MPa，喷涂完毕，180℃下固化15min；
(6)喷涂面粉：喷涂电压为80kV，喷枪与筒体表面的距离为300mm，喷涂空气压力为0.3MPa，供粉压力为0.04MPa，喷涂完毕，200℃下固化10min；
(7)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
本实施例中防腐工艺包括前处理、喷涂、固化等操作，流程示意图详见图1，图中标注*号的工序选择性进行。
实施例2
本实施例中高压开关用筒体的防腐方法，包括以下步骤：
(1)防护：采用专用工装对碳钢筒体上非喷砂面及螺纹孔等进行保护；
(2)喷砂：喷砂机压力为0.4MPa，喷射距离为200mm，喷射角度为60°，筒体表面氧化皮去除干净后用压缩空气清理附着在筒体上的粉尘及磨料的残留物；
(3)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(4)喷涂底粉：喷涂电压为60kV，喷涂空气压力为0.5MPa，供粉压力为0.08MPa，喷涂完毕，180℃下固化10min；
(5)喷涂面粉：喷涂电压为80kV，喷涂空气压力为0.3MPa，供粉压力为0.04MPa，喷涂完毕，200℃下固化11min；
(6)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
实施例3
(1)脱脂：将铝合金筒体置于弱碱性脱脂剂中浸泡，控制脱脂剂pH值为10，处理温度为70℃，脱脂时间为8min，将脱脂处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s，弱碱性脱脂剂成分同实施例1；
(2)化成：将铝合金筒体置于化成液中浸泡，处理温度为50℃，脱脂时间为10min，将化成处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s，化成液成分同实施例1；
(3)热水洗：将化成、水洗处理后的筒体置于自来水中清洗，水温为90℃，水洗时间为60s，用压缩空气吹干；
(4)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(5)喷涂底粉：喷涂电压为90kV，喷枪与筒体表面的距离为350mm，喷涂空气压力为0.3MPa，供粉压力为0.05MPa，喷涂完毕，200℃下固化6min；
(6)喷涂面粉：喷涂电压为70kV，喷枪与筒体表面的距离为250mm，喷涂空气压力为0.5MPa，供粉压力为0.06MPa，喷涂完毕，190℃下固化12min；
(7)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
实施例4
本实施例中高压开关用筒体的防腐方法，包括以下步骤：
(1)防护：采用专用工装对碳钢筒体上非喷砂面及螺纹孔等进行保护；
(2)喷砂：喷砂机压力为0.6MPa，喷射距离为100mm，喷射角度为50°，筒体表面氧化皮去除干净后用压缩空气清理附着在筒体上的粉尘及磨料的残留物。
(3)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(4)喷涂底粉：喷涂电压为90kV，喷涂空气压力为0.4MPa，供粉压力为0.09MPa，喷涂完毕，200℃下固化6min；
(5)喷涂面粉：喷涂电压为70kV，喷涂空气压力为0.6MPa，供粉压力为0.05MPa，喷涂完毕，180℃下固化15min；
(6)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
实施例1～4中高压开关用筒体防腐工艺，采用化学或物理方式脱脂除锈，然后喷涂耐候性良好的粉末涂料，固化完成，具体工艺流程及规范见下表1。
表1工艺流程及规范
对比例1
本对比例中高压开关用筒体的防腐方法，采用油漆喷涂工艺，包括以下步骤：
(1)脱脂：将铝合金筒体置于碱性脱脂剂中浸泡，控制脱脂剂pH值为9，处理温度为65℃，脱脂时间为10min，将脱脂处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s，弱碱性脱脂剂成分同实施例1；
(2)化成：将铝合金筒体置于化成液中浸泡，处理温度为40℃，脱脂时间为15min，将化成处理后的筒体在室温条件下进行水洗，时间为60s，化成液成分同实施例1；
(3)热水洗：将化成、水洗处理后的筒体置于自来水中清洗，水温为80℃，水洗时间为60s，用压缩空气吹干；
(4)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(5)喷涂底漆：空气压力为0.3MPa，喷枪与筒体的距离为25cm，喷枪与筒体的角度为75°，喷涂完毕自然干燥；
(6)喷涂面漆：空气压力为0.36MPa，喷枪与筒体的距离为30cm，喷枪与筒体的角度为70°，喷涂完毕，100℃下干燥0.5小时；
(7)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
对比例2
(1)保护：采用专用工装对碳钢筒体上非喷砂面及螺纹孔等进行保护；
(2)喷砂：空气压力为0.6MPa，喷射距离100mm，喷射角度为50°，筒体表面氧化皮去除干净后用压缩空气清理附着在筒体上的粉尘及磨料的残留物；
(3)遮蔽：采用耐高温胶带对密封面等非喷涂面进行遮蔽；
(4)喷涂底漆：空气压力为0.25MPa，喷枪与筒体的距离为20cm，喷枪与筒体的角度为70°，喷涂完毕自然干燥；
(5)喷涂面漆：空气压力为0.3MPa，喷枪与筒体的距离为25cm，喷枪与筒体的角度为65°，喷涂完毕，80℃下干燥1小时；
(6)后处理：筒体自然冷却至室温，去除遮蔽物及表面残留物，检查涂层的外观及厚度。
实施例1～4中高压静电粉末喷涂与对比例1～2中油漆喷涂的经济效益分析详见下表2、表3和表4。
(1)原料单价
表2原料单价表
(2)原料成本核算
表3原料成本表
(3)一般腐蚀区域喷涂总成本核算
表4喷涂总成本
试验例
对实施例1～4及对比例1～2中筒体进行涂膜性能检测，漆膜性能测试标准见下表5，检测结果详见下表6。
表5漆膜性能测试标准
表6检测结果汇总

Claims (10)

1.一种高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)对筒体表面进行前处理，非喷涂面进行遮蔽；
(2)在处理后的筒体表面高压静电喷涂面粉，喷涂电压为60～90kV，喷涂空气压力为0.3～0.6MPa，供粉压力为0.04～0.1MPa；
(3)喷涂完毕，置于温度180～200℃下固化6～15min。
2.根据权利要求1所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(1)中筒体为铝材时，依次进行弱碱脱脂、水洗、化成、水洗、热水洗操作。
3.根据权利要求2所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述的弱碱脱脂控制pH值在9～10之间，于温度65～75℃下处理5～10min。
4.根据权利要求3所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述弱碱脱脂采用的弱碱性脱脂剂成分为：Na2CO310～20g/L，Na3PO4·12H2O 10～20g/L，Na2SiO310～20g/L，乳化剂OP-101～3g/L，余量为水。
5.根据权利要求2所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述的化成控制化成液温度在40～50℃，处理10～15min。
6.根据权利要求1所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(1)中筒体为碳钢材料时，进行喷砂处理，喷砂机压力达到0.3～0.7MPa，喷射距离为50～250mm，喷射角度为35～70°。
7.根据权利要求1所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(2)中喷涂面粉后干膜厚度不低于80μm。
8.根据权利要求1所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(2)中在喷涂面粉前先高压静电喷涂底粉，喷涂电压为60～90kV，喷涂空气压力为0.3～0.6MPa，供粉压力为0.04～0.1MPa，喷涂完毕，置于温度180～200℃下固化5～10min。
9.根据权利要求8所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(2)中喷涂底粉后干膜厚度不低于60μm。
10.根据权利要求1或8所述的高压开关用筒体的防腐方法，其特征在于：所述步骤(2)中高压静电喷涂用喷枪与筒体表面的距离为250～350mm。
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