CN110294953B - 核控制棒线圈室及其防腐方法、表面涂层制备方法、铝粉涂料在其的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核控制棒线圈室及其防腐方法、表面涂层制备方法、铝粉涂料在其的应用。本发明将磷酸盐AI粉涂料应用于核控制棒线圈室的表面防腐，核控制棒线圈室具有更好的防腐性能；通过在核控制棒驱动装置的线圈室表面制备磷酸盐Al防腐涂层，涂层致密、导电性能良好，很好的起到了牺牲阳极的作用，能够有效保障线圈室的防腐效果，进一步延长产品的使用周期；并且制备方法简单。

Description

核控制棒线圈室及其防腐方法、表面涂层制备方法、铝粉涂料 在其的应用

技术领域

本发明涉及核控制棒线圈室及其防腐方法、表面涂层制备方法、铝粉涂料在其的应用，属于核控制棒驱动装置技术领域。

背景技术

核控制棒驱动机构是核电厂反应堆控制系统和安全保护系统的一种伺服机构。其功能是根据反应堆控制系统的要求，带动控制棒在堆芯范围内作提升、下降、保持或快速落棒运动，实现调节反应堆功率和安全停堆的作用。因而，其性能好坏直接影响核电厂的正常运行和安全。线圈室作为核控制棒驱动装置的重要组成之一，安装完成后，服役要求长达30-40年，而最新三代核电机组，服役要求更是提高到60年。考虑现场环境湿度较大，线圈室表面很容易氧化锈蚀。为了保障其长时稳定性，必须对线圈室表面制备一层防腐涂层，以保障核控制棒驱动装置的有效运行。

目前，关于线圈室防腐涂层的制备，国外主要采取的是在控制棒驱动装置线圈室表面制备一层锌涂层，该技术列为其核心的、且不可转让的技术。而国内专利CN102436855.A通过自主开发，完成了线圈室喷涂锌防腐涂层国产化的制备。但是该方法需要专用的喷涂设备，操作较为复杂；同时，由于喷涂工艺限制，制备的Zn(锌)防腐涂层本身就具有较大的孔隙率，势必影响涂层的最终防腐效果。

为了提高线圈室涂层的防腐效果，进一步提高线圈室服役时间，进行核控制棒驱动装置线圈室防腐涂层的研发意义重大。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供核控制棒线圈室及其防腐方法、表面涂层制备方法、铝粉涂料在其的应用，本发明将磷酸盐AI粉涂料应用于核控制棒线圈室，具有更优异防腐性能。

本发明采用的技术方案如下：

磷酸盐AI粉涂料在核控制棒线圈室的应用，即将磷酸盐AI粉涂料应用于核控制棒线圈室的表面防腐，具有更好的防腐性能。

一种核控制棒线圈室的防腐方法，在核控制棒线圈室的表面制备磷酸盐AI涂层。

一种核控制棒线圈室，其表面具有磷酸盐AI涂层。

作为优选，所述磷酸盐AI涂层位于核控制棒线圈室所有表面，所有表面包括外表面、内表面和内表面上小孔表面。

作为优选，所述表面防腐涂层的厚度为0.05～0.1mm。

作为优选，所述表面防腐涂层的厚度为0.06～0.08mm。

作为优选，所述磷酸盐AI涂层由磷酸盐Al粉涂料喷涂制得，所述磷酸盐Al粉涂料包括磷酸复合盐类、铝粉、铬酐和表面活性剂。

一种核控制棒线圈室表面磷酸盐AI涂层的制备方法，包含以下步骤：

步骤a：使用清洗液清洁待喷涂的线圈室表面；

步骤b：对喷涂表面做喷砂预处理，去除表面钝化层，并净化表面，增加待喷涂表面的粗糙度；

步骤c：对核控制棒线圈室进行磷酸盐Al粉涂料喷涂工作；

步骤d：喷涂完毕后转移工件至固化炉，进行高温固化；

步骤e：对固化后磷酸盐AI涂层进行喷丸处理，并测试涂层表面电阻。

作为优选，步骤a中清洁液为丙酮或者专用金属清洗剂。

作为优选，步骤b中的喷砂采用120-240#白刚玉砂；喷砂的参数为：压力0.3-0.4MPa，喷嘴到工件表面距离100-150mm，喷砂角度30-40°。

作为优选，步骤b中的喷砂采用120#白刚玉砂。

作为优选，步骤c中磷酸盐Al粉涂料主要成分为磷酸复合盐类、微米级铝粉、铬酐、表面活性剂，喷涂厚度为0.05-0.1mm，喷涂环境为：温度20-25℃，湿度50-55％RH。

作为优选，步骤d中涂层的固化温度为300-400℃，固化时间为30min。

作为优选，步骤d中涂层的固化温度为优选350℃。

作为优选，步骤e中玻璃丸的型号为120-180#；喷玻璃丸参数为：压力0.1-0.2MPa，喷嘴到工件表面距离100-150mm，喷砂角度30-40°；涂层表面电阻＜15Ω。

作为优选，步骤e中玻璃丸的型号为180#玻璃丸。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：将磷酸盐AI粉涂料应用于核控制棒线圈室的表面防腐，核控制棒线圈室具有更好的防腐性能；通过在核控制棒驱动装置的线圈室表面制备磷酸盐Al防腐涂层，涂层致密、导电性能良好，很好的起到了牺牲阳极的作用，能够有效保障线圈室的防腐效果，进一步延长产品的使用周期；并且制备方法简单。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

本实施例中，磷酸盐AI粉涂料喷涂于核控制棒线圈室表面，在其表面制备磷酸盐AI涂层，核控制棒线圈室表面包括核控制棒线圈室所有表面，该所有表面包括但不仅限于外表面、内表面和内表面上小孔表面，磷酸盐AI粉涂料的成分包括磷酸复合盐类、铝粉、铬酐和表面活性剂。

核控制棒线圈室表面磷酸盐AI涂层的制备方法，包含以下步骤：

步骤a：使用金属专用清洗剂对待涂层的线圈室表面进行清洁处理，去除表面油污、异物，使用干净的压缩空气将线圈室表面吹干；

步骤b：对喷涂表面做喷砂预处理，去除表面钝化层，并净化表面，增加待喷涂表面的粗糙度；喷砂采用120#白刚玉砂，工艺参数：0.4MPa，喷嘴到工件表面距离150mm，喷砂角度30°；

步骤c：对核控制棒线圈室进行磷酸盐Al粉涂料喷涂工作；喷砂的参数为：0.4MPa，喷嘴到工件表面距离150mm，喷砂角度30°，喷涂厚度为0.08mm，喷涂环境：温度20℃，湿度50％RH。

步骤d：喷涂完毕后转移工件至固化炉，进行高温固化；固化温度为350℃，固化时间30min；

步骤e：对固化后磷酸盐AI涂层进行喷丸处理，并测试涂层表面电阻；玻璃丸的型号为180#玻璃丸；喷玻璃丸参数为：压力0.2MPa，喷嘴到工件表面距离150mm，喷砂角度30°；

对喷丸后涂层进行电阻测定，电阻＜15Ω判定产品合格，否则重新进行喷丸处理，直至电阻＜15Ω为止。

对比例1

本对比例采用以丙烷和氧气为燃气的丝材火焰喷涂的方式，在核控制棒驱动装置线圈室表面制备Zn防腐涂层，表面防腐涂层的厚度为0.08mm。

制得的核控制棒驱动装置线圈室表面防腐涂层的主要性能指标如下：

结果表面，核控制棒驱动装置线圈室表面的磷酸盐AI涂层比Zn涂层表面更均匀，孔隙率小，具有更好的防腐性能。

综上所述，本发明将磷酸盐AI粉涂料应用于核控制棒线圈室的表面防腐，核控制棒线圈室具有更好的防腐性能；通过在核控制棒驱动装置的线圈室表面制备磷酸盐Al防腐涂层，涂层致密、导电性能良好，很好的起到了牺牲阳极的作用，能够有效保障线圈室的防腐效果，进一步延长产品的使用周期；并且制备方法简单。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种核控制棒线圈室的防腐方法，其特征在于：在所述核控制棒线圈室的表面制备磷酸盐Al涂层，所述磷酸盐Al涂层的制备方法包含以下步骤：

步骤a:使用清洗液清洁待喷涂的线圈室表面；

步骤b:对喷涂表面做喷砂预处理，喷砂采用120-240#白刚玉砂；喷砂的参数为：压力0.3-0.4MPa，喷嘴到工件表面距离100-150mm，喷砂角度30-40°；

步骤c:对核控制棒线圈室进行磷酸盐Al粉涂料喷涂，喷涂厚度为0.05-0.1mm，喷涂环境为：温度20-25℃，湿度50-55%RH；

步骤d:喷涂完毕后转移工件至固化炉，进行高温固化，固化温度为300-400℃；

步骤e:对固化后磷酸盐Al涂层进行喷丸处理，玻璃丸的型号为120-180#，喷玻璃丸参数为：压力0.1-0.2MPa，喷嘴到工件表面距离100-150mm，喷砂角度30-40°，测试涂层表面电阻＜15Ω；

所述磷酸盐Al涂层由磷酸盐Al粉涂料喷涂制得，所述磷酸盐Al粉涂料包括磷酸复合盐类、铝粉、铬酐和表面活性剂。

2.一种核控制棒线圈室，其特征在于：使用权利要求1的核控制棒线圈室的防腐方法，使所述核控制棒线圈室表面具有磷酸盐Al涂层。

3.如权利要求2所述的核控制棒线圈室，其特征在于：所述磷酸盐Al涂层位于核控制棒线圈室所有表面，所有表面包括外表面、内表面和内表面上小孔表面。

4.如权利要求2所述的核控制棒线圈室，其特征在于：所述涂层的厚度为0.06-0.08mm。