CN105976952A - 一种法兰面绝缘处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于表面工程涂装技术领域，涉及表面工程的静电粉末喷涂技术，包括喷砂、喷涂、烧结、二次喷涂和烧结及后处理五个步骤，利用静电喷涂烧结方法，将聚醚醚酮基粉末沉积于法兰的对接面和部分管段内，距离焊接部位间隔一定距离，在其表面形成平整可靠的300‑500μm厚的绝缘涂层，涂层吸水率低，隔绝效果好，将法兰两端的异种金属隔绝，对于船舶或金属工程结构变形时对法兰间的挤压耐受性好，能够提供良好的隔绝保护作用，有效防止异种金属间解除导致的电偶腐蚀和管路连接垫片老化、管路微小变形导致的缝隙腐蚀；其工艺简单，原理可靠，制备成本低，绝缘效果好，期效长，使用环境友好，应用范围广。

Description

一种法兰面绝缘处理方法

技术领域：

本发明属于表面工程涂装技术领域，涉及表面工程的静电粉末喷涂技术，具体涉及一种法兰面绝缘处理方法，有效防止异种金属材料间接触时发生的电偶腐蚀和缝隙腐蚀现象。

背景技术：

船舶及其他金属工程中的异种金属材料间的接触是难以避免的，电偶腐蚀和缝隙腐蚀是法兰的常见腐蚀形态，尤其是翻边法兰由于法兰垫片吸水、老化，或者管路由于受力微变形，出现缝隙，使得铜、钛和不锈钢等缝隙腐蚀敏感材料发生严重的腐蚀甚至穿孔，金属构件的腐蚀失效事故频发，加速了金属材料的损坏和老化，给船舶正常运行带了安全隐患；现有技术中，解决电偶腐蚀问题主要是在异种金属间实行电绝缘措施，但是电绝缘措施在实际使用过程中，随着绝缘材料的老化绝缘状态逐渐恶化，过早失效，绝缘效果不佳，仍然会发生电偶腐蚀，不能起到隔离电偶腐蚀电流的作用；解决缝隙腐蚀问题采用的是绝缘套管和垫片，采用由不同绝缘材料制作成的套管和垫片置于异种金属材料之间以隔离其接触，达到绝缘目的，绝缘套管包括玻璃纤维绝缘套管、PVC套管、热缩套管、铁弗龙套管和陶瓷套管等；中国专利201310321466.7公开的一种绝缘套管包括绝缘管、包覆在绝缘管上的伞裙、分别连接在绝缘管两端的第一法兰和第二法兰，以及导电体，第一法兰由一个构件构成，导电体为柱状物，导电体直接连接在第一法兰上并和第一法兰共同封闭绝缘管；中国专利201510490225.4公开的一种绝缘套管及绝缘管，绝缘套管包括绝缘子，绝缘子包括中间的伞裙部和连接在伞裙部下端的下法兰，头部，包括连接在绝缘子的上端的油枕，及连接在油枕上的接线端子，尾部，连接在绝缘子的下端，尾部包括绝缘管，绝缘管为玻璃钢材质，绝缘管通过纤维缠绕和树脂浇注的工艺制备；中国专利201510489210.6公开的一种绝缘管及绝缘套管包括绝缘子，绝缘子包括中间的伞裙部，及伞裙部下端的下法兰，头部，连接在绝缘子的上端，头部包括连接在绝缘子的上端的油枕，及连接在油枕上的接线端子，绝缘管，连接在下法兰上，绝缘管包括上部的互感器管及下部的油浸管，互感器管包括内管和设置在内管外的导电层，导电层接地设置；但是绝缘套管的结构复杂，安装时经常出现错配，造成异种金属间的导通，不能有效解决缝隙腐蚀问题。目前，尚未有在法兰面设计绝缘涂层直接进行防腐绝缘的相关报道和文献。因此，研发一种直接在法兰面喷涂绝缘涂层的方法，有效解决法兰间异种金属接触导致的电偶腐蚀与由于管路连接垫片老化和管路微变形导致的缝隙腐蚀，具有良好的社会价值和经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种法兰面绝缘处理方法，为异种金属材料的连接提供长效可靠的绝缘保护，广泛应用于船舶及其他金属工程中。

为了实现上述目的，本发明涉及的法兰面绝缘处理方法包括如下工艺步骤：

(一)、喷砂：去除法兰接触面上的水、灰尘、油、脂类物质和其他杂质并保持清洁、干燥和无污染，灰尘数量和粒度不超过灰尘测试标准ISO 8502-3的2级，选取水溶性氯化物含量小于125ppm的喷砂磨料，采用10倍放大镜对喷砂磨料进行污染物和碎片残骸检测和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m²，当法兰接触面的温度高于露点温度3℃以上，相对空气湿度低于85％时，采用无油和无水的压缩空气对法兰接触面进行喷砂，喷砂角度大于65°，喷砂清理至Sa2级，表面粗糙度为10-30um时停止喷砂并清理法兰接触面上的喷砂磨料；

(二)、喷涂：选用粒径为20-100um的聚醚醚酮基粉末作为喷涂粉末，喷涂前将喷涂粉末置于烘箱中在120℃条件下烘干30min，用温度为15-25℃的清洁和干燥的低温压缩空气冲刷和清洗封闭的静电喷涂室，在静电喷涂室的温度为260℃，体积电阻率为10¹³-10¹⁴Ω.m时对法兰接触面进行喷涂，静电高压为40-70kV，静电电流为10-30μA，流速压力为0.40-0.65Mpa，雾化压力为0.40-0.65Mpa，供粉桶流化压力为0.04-0.10Mpa，喷枪口至法兰接触面的距离为150-400mm，喷涂厚度为200-350um；

(三)、烧结：清理烘箱的加热风道和炉膛，将喷涂后的法兰置于温度为250℃的烘箱中，将烘箱的温度升高到360-420℃并保持10-30min，关闭烘箱电源，敞开烘箱保温门，5min后取出法兰使其自然冷却至室温；

(四)、二次喷涂和烧结：再次进行步骤(二)和(三)的操作；

(五)、后处理：测量步骤(四)处理后的法兰接触面的聚醚醚酮基粉末涂层厚度，当聚醚醚酮基粉末涂层厚度大于500um时，对聚醚醚酮基粉末涂层进行车削使其厚度达到300-500um，每次进刀量为10-25um，车削后进行完整性检测，当聚醚醚酮基粉末涂层厚度为300-500um时直接进行完整性检测，采用电刷对聚醚醚酮基粉末涂层进行完整性检测，电刷的电压为500V，电刷与聚醚醚酮基粉末涂层表面的距离为10mm，无漏电情况为合格，有漏电情况则车削掉聚醚醚酮基粉末涂层按照顺序重新进行上述所有步骤。

本发明涉及的压缩空气由空压机产生或由气罐提供，压缩空气经过A级、C级和T级的3级过滤后达到污染物和清洁度等级标准ISO 8573.1-2001中规定的2级洁净度；A级过滤是用超高效除油过滤器过滤，能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒，达到0.001ppm的最低残油含量，用于H级过滤和吸干机之前起保护作用，用于冷干机之后可确保空气中不含油；C级过滤是用主管路过滤器过滤，能除去大量的液体及3μm以上的固体微粒，达到5ppm的最低残留油分含量，有少量的水分、灰尘和油雾，用于空压机、后部冷却器之后和其它过滤器之前起一般保护之用，用于冷干机之前作为处理装置；T级过滤是用空气管路过滤器过滤，能滤除小至1μm的液体及固体微粒，达到0.5ppm的最低残油分含量，有微量水分、灰尘和油雾，用于A级过滤器之前作前处理之用，用于冷干机和吸干机之后能进一步提高空气质量。

本发明涉及的聚醚醚酮基粉末涂层厚度为300-500um，不影响与法兰连接的管道内介质的流动，不会因为湍流导致聚醚醚酮基粉末涂层与管道交接部位的冲刷腐蚀。

本发明涉及的法兰面绝缘处理方法适用于铝合金、碳钢、不锈钢、铜合金和钛合金材质的板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和环松套法兰。

本发明涉及的法兰面绝缘处理方法喷涂法兰与管道焊接部位时，法兰的喷涂长度为焊接管道直径的1/4-1/3。

本发明与现有技术相比，通过静电喷涂烧结方法，将聚醚醚酮基粉末沉积于法兰的对接面和部分管段内，距离焊接部位间隔一定距离，在其表面形成平整可靠的300-500μm厚的绝缘涂层，涂层吸水率低，隔绝效果好，将法兰两端的异种金属隔绝，对于船舶或金属工程结构变形时对法兰间的挤压耐受性好，能够提供良好的隔绝保护作用，有效防止异种金属间解除导致的电偶腐蚀和管路连接垫片老化、管路微小变形导致的缝隙腐蚀；其工艺简单，原理可靠，制备成本低，绝缘效果好，期效长，使用环境友好，应用范围广。

具体实施方式：

下面通过实施例做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的法兰面绝缘处理方法包括如下工艺步骤：

(一)、喷砂：去除法兰接触面上的水、灰尘、油、脂类物质和其他杂质并保持清洁、干燥和无污染，灰尘数量和粒度不超过灰尘测试标准ISO 8502-3的2级，选取水溶性氯化物含量小于125ppm的喷砂磨料，采用10倍放大镜对喷砂磨料进行污染物和碎片残骸检测和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m²，当法兰接触面的温度高于露点温度3℃以上，相对空气湿度低于85％时，采用无油和无水的压缩空气对法兰接触面进行喷砂，喷砂角度大于65°，喷砂清理至Sa2级，表面粗糙度为10-30um时停止喷砂并清理法兰接触面上的喷砂磨料；

(二)、喷涂：选用粒径为20-100um的聚醚醚酮基粉末作为喷涂粉末，喷涂前将喷涂粉末置于烘箱中在120℃条件下烘干30min，用温度为15-25℃的清洁和干燥的低温压缩空气冲刷和清洗封闭的静电喷涂室，在静电喷涂室的温度为260℃，体积电阻率为10¹³Ω.m时对法兰接触面进行喷涂，静电高压为40kV，静电电流为30μA，流速压力为0.50Mpa，雾化压力为0.40Mpa，供粉桶流化压力为0.10Mpa，喷枪口至法兰接触面的距离为400mm；

(三)、烧结：清理烘箱的加热风道和炉膛，将喷涂后的法兰置于温度为250℃的烘箱中，将烘箱的温度升高到420℃并保持10min，关闭烘箱电源，敞开烘箱保温门，5min后取出法兰使其自然冷却至室温；

(四)、二次喷涂和烧结：再次进行步骤(二)和(三)的操作；

(五)、后处理：测量步骤(四)处理后的法兰接触面的聚醚醚酮基粉末涂层厚度，测量结果为400um，采用电刷对聚醚醚酮基粉末涂层进行完整性检测，电刷的电压为500V，电刷与聚醚醚酮基粉末涂层表面的距离为10mm，无漏电情况，完整性测试结果为合格。

本实施例涉及的压缩空气由空压机产生或由气罐提供，压缩空气经过A级、C级和T级的3级过滤后达到污染物和清洁度等级标准ISO 8573.1-2001中规定的2级洁净度；A级过滤是用超高效除油过滤器过滤，能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒，达到0.001ppm的最低残油含量，用于H级过滤和吸干机之前起保护作用，用于冷干机之后可确保空气中不含油；C级过滤是用主管路过滤器过滤，能除去大量的液体及3μm以上的固体微粒，达到5ppm的最低残留油分含量，有少量的水分、灰尘和油雾，用于空压机、后部冷却器之后和其它过滤器之前起一般保护之用，用于冷干机之前作为处理装置；T级过滤是用空气管路过滤器过滤，能滤除小至1μm的液体及固体微粒，达到0.5ppm的最低残油分含量，有微量水分、灰尘和油雾，用于A级过滤器之前作前处理之用，用于冷干机和吸干机之后能进一步提高空气质量。

本实施例涉及的聚醚醚酮基粉末涂层厚度为400um，不影响与法兰连接的管道内介质的流动，不会因为湍流导致聚醚醚酮基粉末涂层与管道交接部位的冲刷腐蚀。

本实施例涉及的法兰面绝缘处理方法适用于铝合金、碳钢、不锈钢、铜合金和钛合金材质的板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和环松套法兰。

本实施例涉及的法兰面绝缘处理方法喷涂法兰与管道焊接部位时，法兰的喷涂长度为焊接管道直径的1/4-1/3。

Claims (4)

1.一种法兰面绝缘处理方法，其特征在于制备工艺为：

(一)、喷砂：去除法兰接触面上的水、灰尘、油、脂类物质和其他杂质并保持清洁、干燥和无污染，灰尘数量和粒度不超过灰尘测试标准ISO 8502-3的2级，选取水溶性氯化物含量小于125ppm的喷砂磨料，采用10倍放大镜对喷砂磨料进行污染物和碎片残骸检测和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m²，当法兰接触面的温度高于露点温度3℃以上，相对空气湿度低于85％时，采用无油和无水的压缩空气对法兰接触面进行喷砂，喷砂角度大于65°，喷砂清理至Sa2级，表面粗糙度为10-30um时停止喷砂并清理法兰接触面上的喷砂磨料；

(二)、喷涂：选用粒径为20-100um的聚醚醚酮基粉末作为喷涂粉末，喷涂前将喷涂粉末置于烘箱中在120℃条件下烘干30min，用温度为15-25℃的清洁和干燥的低温压缩空气冲刷和清洗封闭的静电喷涂室，在静电喷涂室的温度为260℃，体积电阻率为10¹³-10¹⁴Ω.m时对法兰接触面进行喷涂，静电高压为40-70kV，静电电流为10-30μA，流速压力为0.40-0.65Mpa，雾化压力为0.40-0.65Mpa，供粉桶流化压力为0.04-0.10Mpa，喷枪口至法兰接触面的距离为150-400mm，喷涂厚度为200-350um；

(三)、烧结：清理烘箱的加热风道和炉膛，将喷涂后的法兰置于温度为250℃的烘箱中，将烘箱的温度升高到360-420℃并保持10-30min，关闭烘箱电源，敞开烘箱保温门，5min后取出法兰使其自然冷却至室温；

(四)、二次喷涂和烧结：再次进行步骤(二)和(三)的操作；

(五)、后处理：测量步骤(四)处理后的法兰接触面的聚醚醚酮基粉末涂层厚度，当聚醚醚酮基粉末涂层厚度大于500um时，对聚醚醚酮基粉末涂层进行车削使其厚度达到300-500um，每次进刀量为10-25um，车削后进行完整性检测，当聚醚醚酮基粉末涂层厚度为300-500um时直接进行完整性检测，采用电刷对聚醚醚酮基粉末涂层进行完整性检测，电刷的电压为500V，电刷与聚醚醚酮基粉末涂层表面的距离为10mm，无漏电情况为合格，有漏电情况则车削掉聚醚醚酮基粉末涂层按照顺序重新进行上述所有步骤。

2.根据权利要求1所述的法兰面绝缘处理方法，其特征在于所述压缩空气由空压机产生或由气罐提供，压缩空气经过A级、C级和T级的3级过滤后达到污染物和清洁度等级标准ISO 8573.1-2001中规定的2级洁净度。

3.根据权利要求1所述的一种法兰面绝缘处理方法，其特征在于处理方法适用于铝合金、碳钢、不锈钢、铜合金和钛合金材质的板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和环松套法兰。

4.根据权利要求1所述的一种法兰面绝缘处理方法，其特征在于喷涂法兰与管道焊接部位时，法兰的喷涂长度为焊接管道直径的1/4-1/3。