CN105821399A - 换流阀铝质散热座的缓蚀方法及涂镀装置 - Google Patents

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Abstract

一种本发明的换流阀铝质散热座的缓蚀方法及涂镀装置，该缓蚀方法包括2‑氨基丙烷在换流阀铝质散热座表面的预吸附，形成有机薄膜层；超微粒氧化锌在碱性条件下反应，沉积于换流阀铝质散热座表面，形成镀锌层。涂镀装置包括涂镀液容量箱，涂镀液容量箱上设有出液管路和回液管路，出液管路与阀组件的进液口连通，回液管路与阀组件的出液口连通，阀组件内装设有换流阀铝质散热座，出液管路上设有涂镀液注射泵。本发明的缓蚀方法可有效增强镀锌层与铝质散热座表面的结合力，提高镀锌层的缓蚀能力，减缓铝的腐蚀，涂镀装置的缓蚀效果好，设备简便，成本低廉，操作简单，维护费用低。

Description

换流阀铝质散热座的缓蚀方法及涂镀装置
技术领域
本发明属于金属腐蚀与防护领域，具体涉及一种换流阀铝质散热座的缓蚀方法及涂镀装置。
背景技术
换流阀是换流站实现交直流互换的核心部件，换流阀的晶闸管在工作时产生大量的热量，为防止电子元件的烧毁损坏，采用去离子水作为冷却剂进行降温。去离子水与电子元件直接接触，为防止不同电子元件间电位差导致的电解腐蚀，内冷水系统中装有均压电极以消除水回路中的电位差。但是，由于晶闸管铝质散热座的腐蚀，产生了Al(OH)4 -等中间产物，Al(OH)4 -在均压电极上沉积生成质地坚硬的Al(OH)3。随着运行年限的延长，均压电极表面积垢越来越厚，垢层覆盖面越来越大，最终会导致以下不良后果：（1）均压电极有效面积减小，电流密度急剧上升，电解产生臭氧，导致均压电极密封圈的腐蚀变形，引发内冷水的泄露，酿成换流站停运的重大事故；（2）Al(OH)3垢剥离脱落，堵塞冷却水管，导致电子元件过热烧毁。
目前，针对换流站阀组件内铝质散热座腐蚀导致的均压电极结垢问题，采用的应对措施是定期对均压电极进行人工拆除除垢。这种方法工作量繁重，处理效果受人为因素影响大，而且无法从根本上解决问题。要防止或减缓均压电极的结垢，应从结垢的源头：铝质散热座的腐蚀抓起，如何有效减缓铝质散热座的腐蚀成为重中之重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效增强镀锌层与铝质散热座表面的结合力、提高镀锌层的缓蚀能力、减缓铝的腐蚀、从根本上解决铝腐蚀引发的均压电极结垢等问题的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，还相应提供一种缓蚀效果好、设备简便、成本低廉、操作简单、维护费用低的换流阀铝质散热座的涂镀装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种换流阀铝质散热座的缓蚀方法，包括以下步骤：
（1）预吸附：配制碱和2-氨基丙烷的混合溶液置于一容器中，将所得混合溶液泵入内部装设有换流阀铝质散热座的阀组件内，再回送至所述容器中，使混合溶液在所述容器与阀组件之间循环，混合溶液中的2-氨基丙烷在阀组件内的换流阀铝质散热座表面预吸附，形成有机薄膜层；
（2）涂镀：预吸附完成后，向所述容器中加入超微粒氧化锌，与预吸附后所得液体混合，形成涂镀液，将涂镀液泵入阀组件内，使涂镀液中的超微粒氧化锌在碱性条件下反应，并在阀组件内的换流阀铝质散热座表面沉积，形成镀锌层。
上述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法中，优选的，所述缓蚀方法还包括步骤（3）阀组件的清洗：涂镀完成后，采用除盐水冲洗阀组件内部，冲洗至排放水pH值为6.5～7.5，电导率小于0.2mS/cm。
上述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述碱为NaOH或KOH，所述混合溶液的溶剂为除盐水，所述碱的摩尔量与溶剂的体积之比为0.1mol～0.2mol∶1L，所述2-氨基丙烷与溶剂的体积比为0.2mL～0.3mL∶1L；所述混合溶液的温度控制在40℃±2℃；
和/或，所述步骤（2）中，所述超微粒氧化锌的微粒粒径为20nm～40nm，所述超微粒氧化锌与所述混合溶液中溶剂（即步骤（1）的溶剂）的质量体积比为10g～15g∶1L；
和/或，所述步骤（3）中，所述除盐水在20℃下电导率小于0.2mS/cm。
上述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述循环的时间为30min～45min；所述步骤（2）中，将涂镀液泵入阀组件之后，先回送至所述容器中，使涂镀液在所述容器与阀组件之间循环，再停止泵入，使涂镀液在阀组件内静置反应，所述循环的时间为30min～45min，所述静置的时间为2h～4h。
上述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法中，优选的，所述缓蚀方法通过一涂镀装置实现，所述容器为所述涂镀装置中包含的涂镀液容量箱，所述涂镀液容量箱上设有出液管路和回液管路，所述出液管路与所述阀组件的进液口连通，所述回液管路与所述阀组件的汇流管出液口连通；所述出液管路上设有涂镀液注射泵。
上述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法中，优选的，所述出液管路上还设有涂镀液进阀组件门，所述回液管路上还设有涂镀液出阀组件门；
所述涂镀装置还包括排液管路，所述排液管路的进口设于所述出液管路上，所述排液管路的进口位于所述涂镀液进阀组件门与阀组件的进液口之间，所述排液管路的出口分设有两支管路，两支管路上分别装设有排放水pH表和排放水电导率表；所述排液管路上设有冲洗水排放门；
所述涂镀装置还包括冲洗水管路，所述冲洗水管路的出口设于所述回液管路上，所述冲洗水管路的出口位于所述涂镀液出阀组件门与阀组件的汇流管出液口之间，所述冲洗水管路的进口与冲洗水容量箱连通；所述冲洗水管路上设有冲洗水泵；
所述涂镀液容量箱内装设有加热器、温度计和搅拌器；所述冲洗水容量箱内装设有冲洗水电导率表。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种换流阀铝质散热座的涂镀装置，所述涂镀装置包括涂镀液容量箱，所述涂镀液容量箱上设有出液管路和回液管路，所述出液管路与一阀组件的汇流管进液口连通，所述回液管路与所述阀组件的汇流管出液口连通，所述阀组件内装设有换流阀铝质散热座；所述出液管路上设有涂镀液注射泵。
上述的换流阀铝质散热座的涂镀装置中，优选的，所述出液管路上还设有涂镀液进阀组件门，所述回液管路上还设有涂镀液出阀组件门；
所述涂镀装置还包括排液管路，所述排液管路的进口设于所述出液管路上，所述排液管路的进口位于所述涂镀液进阀组件门与阀组件的汇流管进液口之间，所述排液管路的出口分设有两支管路，两支管路上分别装设有排放水pH表和排放水电导率表；所述排液管路上设有冲洗水排放门。
上述的换流阀铝质散热座的涂镀装置中，优选的，所述涂镀装置还包括冲洗水管路，所述冲洗水管路的出口设于所述回液管路上，所述冲洗水管路的出口位于所述涂镀液出阀组件门与阀组件的汇流管出液口之间，所述冲洗水管路的进口与冲洗水容量箱连通；所述冲洗水管路上设有冲洗水泵。
上述的换流阀铝质散热座的涂镀装置中，优选的，所述涂镀液容量箱内装设有加热器、温度计和搅拌器；所述冲洗水容量箱内装设有冲洗水电导率表。
本发明中，阀组件内设有换流阀铝质散热座（亦即换流站阀组件内设有铝质散热座）为现有常规结构，涂镀装置通过与阀组件相连，使混合溶液或涂镀液可进入阀组件内，实质作用于换流阀铝质散热座表面，从而对换流阀铝质散热座起到缓蚀作用。
本发明的原理如下：采用化学涂镀工艺，通过2-氨基丙烷在铝表面的预吸附，使得铝表面更加平整，在碱性条件下氧化锌发生反应并在铝表面沉积形成镀锌层，2-氨基丙烷可增强镀锌层与铝基体的结合力，镀锌层可有效减缓铝质散热座的腐蚀，从根本上解决了换流阀均压电极的结垢问题。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明可在换流阀安装完成前、安装完成后投运前或停运检修的任一节点进行铝质散热座的涂镀工艺，涂镀工艺只需2～4小时即可完成。涂镀工艺分成有机添加剂的预吸附和氧化锌的沉积镀层两步，预吸附可有效增强镀锌层与铝质散热座表面的结合力，提高镀锌层的缓蚀能力。本发明采用化学涂镀的原理，在碱性条件下，锌的氧化物在金属表面发生沉积形成镀锌层，从而减缓铝的腐蚀。涂镀完成后，采用除盐水冲洗，并控制冲洗排放水的pH值和电导率，确保阀组件内冲洗干净，不影响换流阀的正常投运。本发明的最大优点是在铝质散热座表面形成了一层镀锌保护层，有效减缓了铝的腐蚀，从根本上解决了铝腐蚀引发的均压电极结垢问题。
2、本发明的涂镀装置设计了涂镀回路和冲洗回路，可确保涂镀工艺完成后能快速进入冲洗阶段，大大缩短了整个工艺的用时、涂镀过程分为2-氨基丙烷的预吸附和氧化锌的沉积涂镀，两步法可有效增强镀锌层的平整致密性，镀锌层与铝质散热座的结合力更强。
综上，本发明具有缓蚀效果好，设备简便，成本低廉，操作简单，维护费用低等诸多优点。
附图说明
图1为本发明实施例中换流阀铝质散热座的涂镀装置的结构示意图。
图例说明：
00、阀组件；01、涂镀液容量箱；02、冲洗水容量箱；11、涂镀液注射泵；12、冲洗水泵；21、加热器；22、温度计；23、搅拌器；24、排放水pH表；25、排放水电导率表；26、冲洗水电导率表；31、涂镀液注射泵进口门；32、涂镀液注射泵出口门；33、涂镀液进阀组件门；34、涂镀液出阀组件门；35、冲洗水排放门；36、冲洗水泵出口门；37、冲洗水泵进口门；41、汇流管进液口；42、汇流管出液口。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例
一种本发明的换流阀铝质散热座的涂镀装置，如图1所示，涂镀装置包括涂镀液容量箱01，涂镀液容量箱01上设有出液管路和回液管路，出液管路与阀组件00的汇流管进液口41连通，回液管路与阀组件00的汇流管出液口42连通，阀组件00内装设有换流阀铝质散热座（由于阀组件00的内部结构为现有结构，在图1中省略画出）；出液管路上设有涂镀液注射泵11。涂镀液注射泵11的进口与涂镀液容量箱01的底部相连，之间装有涂镀液注射泵进口门31，涂镀液注射泵11的出口与阀组件00的汇流管进液口41相连，之间装有涂镀液注射泵出口门32。
本实施例中，出液管路上还设有涂镀液进阀组件门33，回液管路上还设有涂镀液出阀组件门34。涂镀液进阀组件门33装设于涂镀液注射泵出口门32与汇流管进液口41之间。阀组件00的汇流管出液口42与涂镀液容量箱01的顶部相连，涂镀液出阀组件门34装设于二者之间。
本实施例中，涂镀装置还包括排液管路，排液管路的进口设于出液管路上，排液管路的进口位于涂镀液进阀组件门33与阀组件00的汇流管进液口41之间，排液管路的出口分设有两支管路，两支管路上分别装设有排放水pH表24和排放水电导率表25；排液管路上设有冲洗水排放门35。冲洗水排放门35与涂镀液进阀组件门33是并联连接的，排放水pH表24和排放水电导率表25也是并联连接的。
本实施例中，涂镀装置还包括冲洗水管路，冲洗水管路的出口设于回液管路上，冲洗水管路的出口位于涂镀液出阀组件门34与阀组件00的汇流管出液口42之间，冲洗水管路的进口与冲洗水容量箱02连通；冲洗水管路上设有冲洗水泵12。冲洗水泵12的进口与冲洗水容量箱02的底部相连，之间装有冲洗水泵进口门37，冲洗水泵12的出口连至汇流管出液口42与涂镀液出阀组件门34之间，冲洗水泵12的出口处装有冲洗水泵出口门36。
本实施例中，涂镀液容量箱01内装设有加热器21、温度计22和搅拌器23，温度计22可测量涂镀液容量箱01内溶液的温度。冲洗水容量箱02内装设有冲洗水电导率表26，可测量冲洗水容量箱02内的冲洗水电导率。
一种本发明的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，可采用上述本实施例的涂镀装置实现，但不仅限于此。该缓蚀方法包括以下步骤：
（1）向涂镀液容量箱01中注入500L除盐水，称量优级纯NaOH固体2000g，倒入涂镀液容量箱01中，启动搅拌器23促使NaOH固体快速溶解，启动加热器21使NaOH溶液温度上升并保持在40℃±2℃。量取100mL 2-氨基丙烷，倒入涂镀液容量箱01中，搅拌10min后，得到混合溶液。启动涂镀液注射泵11，将混合溶液泵入阀组件00内，再回送至涂镀液容量箱01中，使混合溶液在涂镀液容量箱01和阀组件00构成的循环管路内循环30min，循环的过程中2-氨基丙烷在阀组件00内的换流阀铝质散热座表面发生预吸附，形成有机薄膜层，2-氨基丙烷的预吸附可增强镀锌层与铝基体的结合力。
（2）上述混合溶液循环30min后，向涂镀液容量箱01中加入5000g超微粒氧化锌粉末，超微粒氧化锌是微粒粒径在20nm～40nm的氧化锌粉末，继续搅拌使氧化锌粉末充分溶解，得到涂镀液。将涂镀液泵入阀组件00内，然后回送至涂镀液容量箱01中，使涂镀液在涂镀液容量箱01和阀组件00构成的循环管路内循环35min后，停涂镀液注射泵11，关闭涂镀液进阀组件门33和涂镀液出阀组件门34，使涂镀液在阀组件00内的换流阀铝质散热座表面静置3h。静置过程中，超微粒氧化锌在碱性条件下发生反应并在铝质散热座表面沉积形成镀锌层。
（3）静置形成镀锌层后，打开冲洗水排放门35，排空阀组件00内的涂镀液。向冲洗水容量箱02中注入除盐水，该除盐水在20℃下电导率小于0.15mS/cm，启动冲洗水泵12，冲洗阀组件00内残余的涂镀液，冲洗至排放水电导为0.16mS/cm，pH为7.3，停止冲洗。换流阀铝质散热座的涂镀工艺完成。拆除涂镀液进、出阀组件的连接管，恢复正式系统，阀组件可正常投运。
采用上述本实施例的涂镀装置实现换流阀铝质散热座的缓蚀方法的原理和具体操作步骤如下：
（1）用除盐水配制NaOH溶液（优选浓度为0.1mol/L，除盐水设为a L），注入涂镀液容量箱01中，启动加热器21，控制溶液温度为40℃±2℃。向涂镀液容量箱01中加入有机添加剂2-氨基丙烷（优选0.2a mL），启动搅拌器23，使NaOH溶液与2-氨基丙烷混合均匀，得到混合溶液。依次开启涂镀液注射泵进口门31、涂镀液注射泵出口门32、涂镀液进阀组件门33和涂镀液出阀组件门34。同时确认冲洗水排放门35、冲洗水泵出口门36和冲洗水泵进口门37为关闭状态。启动涂镀液注射泵11，使涂镀液容量箱01中的混合溶液在涂镀液容量箱01和阀组件00构成的循环管路内循环，2-氨基丙烷在阀组件00内的铝质散热座表面发生预吸附，形成有机薄膜层。
（2）向涂镀液容量箱01中加入超微粒氧化锌（优选10a g），在搅拌器23的搅拌下，超微粒氧化锌与NaOH溶液充分混合，得到涂镀液。涂镀液在涂镀液容量箱01和阀组件00构成的循环管路内循环30～45分钟后，停涂镀液注射泵11，并关闭涂镀液进阀组件门33和涂镀液出阀组件门34，使涂镀液在阀组件00内静置2～4h，超微粒氧化锌在碱性条件下发生反应并在阀组件00内的铝质散热座表面沉积形成镀锌层。2-氨基丙烷的预吸附改善了铝表面的平整度并增强了镀锌层与铝表面的结合力。
（3）涂镀液静置完成后，开启冲洗水排放门35，将阀组件00中的涂镀液排空。同时向冲洗水容量箱02中注入除盐水，冲洗水电导率表26显示的除盐水电导率，该电导率需小于0.2mS/cm。开启冲洗水泵进口门37和冲洗水泵出口门36，启动冲洗水泵12。由排放水pH表24和排放水电导率表25监视冲洗排放水水质，当冲洗至排放水pH为6.5～7.5之间，且电导率小于0.2mS/cm时，冲洗合格。
（4）停冲洗水泵12，依次关闭冲洗水泵进口门37、冲洗水泵出口门36和冲洗水排放门35。阀组件铝质散热座的涂镀完成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种换流阀铝质散热座的缓蚀方法，包括以下步骤：
（1）预吸附：配制碱和2-氨基丙烷的混合溶液置于一容器中，将所得混合溶液泵入内部装设有换流阀铝质散热座的阀组件（00）内，再回送至所述容器中，使混合溶液在所述容器与阀组件（00）之间循环，混合溶液中的2-氨基丙烷在阀组件（00）内的换流阀铝质散热座表面预吸附，形成有机薄膜层；
（2）涂镀：预吸附完成后，向所述容器中加入超微粒氧化锌，与预吸附后所得液体混合，形成涂镀液，将涂镀液泵入阀组件（00）内，使涂镀液中的超微粒氧化锌在碱性条件下反应，并在阀组件（00）内的换流阀铝质散热座表面沉积，形成镀锌层。
2.根据权利要求1所述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，其特征在于，所述缓蚀方法还包括步骤（3）阀组件（00）的清洗：涂镀完成后，采用除盐水冲洗阀组件（00）内部，冲洗至排放水pH值为6.5～7.5，电导率小于0.2mS/cm。
3.根据权利要求2所述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述碱为NaOH或KOH，所述混合溶液的溶剂为除盐水，所述碱的摩尔量与溶剂的体积之比为0.1mol～0.2mol∶1L，所述2-氨基丙烷与溶剂的体积比为0.2mL～0.3mL∶1L；所述混合溶液的温度控制在40℃±2℃；
和/或，所述步骤（2）中，所述超微粒氧化锌的微粒粒径为20nm～40nm，所述超微粒氧化锌与所述混合溶液中溶剂的质量体积比为10g～15g∶1L；
和/或，所述步骤（3）中，所述除盐水在20℃下电导率小于0.2mS/cm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述循环的时间为30min～45min；所述步骤（2）中，将涂镀液泵入阀组件（00）之后，先回送至所述容器中，使涂镀液在所述容器与阀组件（00）之间循环，再停止泵入，使涂镀液在阀组件（00）内静置反应，所述循环的时间为30min～45min，所述静置的时间为2h～4h。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，其特征在于，所述缓蚀方法通过一涂镀装置实现，所述容器为所述涂镀装置中包含的涂镀液容量箱（01），所述涂镀液容量箱（01）上设有出液管路和回液管路，所述出液管路与所述阀组件（00）的进液口（41）连通，所述回液管路与所述阀组件（00）的汇流管出液口（42）连通；所述出液管路上设有涂镀液注射泵（11）。
6.根据权利要求5所述的换流阀铝质散热座的缓蚀方法，其特征在于，所述出液管路上还设有涂镀液进阀组件门（33），所述回液管路上还设有涂镀液出阀组件门（34）；
所述涂镀装置还包括排液管路，所述排液管路的进口设于所述出液管路上，所述排液管路的进口位于所述涂镀液进阀组件门（33）与阀组件（00）的进液口（41）之间，所述排液管路的出口分设有两支管路，两支管路上分别装设有排放水pH表（24）和排放水电导率表（25）；所述排液管路上设有冲洗水排放门（35）；
所述涂镀装置还包括冲洗水管路，所述冲洗水管路的出口设于所述回液管路上，所述冲洗水管路的出口位于所述涂镀液出阀组件门（34）与阀组件（00）的汇流管出液口（42）之间，所述冲洗水管路的进口与冲洗水容量箱（02）连通；所述冲洗水管路上设有冲洗水泵（12）；
所述涂镀液容量箱（01）内装设有加热器（21）、温度计（22）和搅拌器（23）；所述冲洗水容量箱（02）内装设有冲洗水电导率表（26）。
7.一种换流阀铝质散热座的涂镀装置，其特征在于，所述涂镀装置包括涂镀液容量箱（01），所述涂镀液容量箱（01）上设有出液管路和回液管路，所述出液管路与一阀组件（00）的汇流管进液口（41）连通，所述回液管路与所述阀组件（00）的汇流管出液口（42）连通，所述阀组件（00）内装设有换流阀铝质散热座；所述出液管路上设有涂镀液注射泵（11）。
8.根据权利要求7所述的换流阀铝质散热座的涂镀装置，其特征在于，所述出液管路上还设有涂镀液进阀组件门（33），所述回液管路上还设有涂镀液出阀组件门（34）；
所述涂镀装置还包括排液管路，所述排液管路的进口设于所述出液管路上，所述排液管路的进口位于所述涂镀液进阀组件门（33）与阀组件（00）的汇流管进液口（41）之间，所述排液管路的出口分设有两支管路，两支管路上分别装设有排放水pH表（24）和排放水电导率表（25）；所述排液管路上设有冲洗水排放门（35）。
9.根据权利要求7或8所述的换流阀铝质散热座的涂镀装置，其特征在于，所述涂镀装置还包括冲洗水管路，所述冲洗水管路的出口设于所述回液管路上，所述冲洗水管路的出口位于所述涂镀液出阀组件门（34）与阀组件（00）的汇流管出液口（42）之间，所述冲洗水管路的进口与冲洗水容量箱（02）连通；所述冲洗水管路上设有冲洗水泵（12）。
10.根据权利要求9所述的换流阀铝质散热座的涂镀装置，其特征在于，所述涂镀液容量箱（01）内装设有加热器（21）、温度计（22）和搅拌器（23）；所述冲洗水容量箱（02）内装设有冲洗水电导率表（26）。
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