CN114350241B - 深海用耐高压抗腐蚀法兰及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了深海用耐高压抗腐蚀法兰及其加工工艺，具体涉及深海用法兰技术领域，包括高压法兰、表面处理剂，表面处理剂包括环氧树脂、填料、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯。本发明可有效提高深海用耐高压抗腐蚀法兰的耐磨性能、耐腐蚀性能，保证法兰在深海高盐度、高含氧量环境下的长期使用安全性，保证其表面耐磨性能；在法兰表面形成互穿网络聚合物，可有效加强法兰表面的耐盐、耐腐蚀性能和疏水性能；可形成纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维填料；将表面处理剂喷涂到法兰表面形成双层涂层，在法兰表面形成致密的氧化膜，可有效加强法兰表面的耐腐蚀性能、耐酸碱性能和耐氧化性能。
Description
技术领域
本发明涉及深海用法兰技术领域，更具体地说，本发明涉及深海用耐高压抗腐蚀法兰及其加工工艺。
背景技术
法兰又称法兰凸缘盘或者突缘，法兰连接和法兰接头指的是由法兰、垫片和螺栓相互连接作为组合密封结构的可拆装连接。法兰分螺纹连接(丝扣连接)法兰、焊接法兰以及卡夹法兰。法兰都是成对使用的，低压管道可使用丝接法兰，四公斤以上压力的需要使用焊接法兰。国际上对深海的定义是200米以下水深的海域。深海环境特点为：高压、底层水流速缓慢，无光，水温低，盐度高，氧含量较丰，沉积物多。法兰式连接是深水海底管道常用的机械连接方式，也是海底管道回接技术急需解决的课题。
现有的深海用耐高压法兰长期在高盐度、高含氧量环境下容易被腐蚀，并发生表面磨损。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供深海用耐高压抗腐蚀法兰及其加工工艺。
深海用耐高压抗腐蚀法兰，包括高压法兰和表面处理剂，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶140～160，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.40～30.40％的环氧树脂、14.40～15.40％的填料、7.40～8.80％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯。
进一步的，所述填料按照重量百分比计算包括：8.40～9.40％的硝酸铝、7.60～8.60％的硝酸锆、3.80～4.80％的石墨、3.40～5.40％的氮化碳、4.40～5.40％的碳化硼、0.015～0.021％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
进一步的，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶140，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.40％的环氧树脂、14.40％的填料、7.40％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.40％的硝酸铝、7.60％的硝酸锆、3.80％的石墨、3.40％的氮化碳、4.40％的碳化硼、0.015％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
进一步的，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶160，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：30.40％的环氧树脂、15.40％的填料、8.80％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：9.40％的硝酸铝、8.60％的硝酸锆、4.80％的石墨、5.40％的氮化碳、5.40％的碳化硼、0.021％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
进一步的，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶150，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.90％的环氧树脂、14.90％的填料、8.10％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.90％的硝酸铝、8.10％的硝酸锆、4.30％的石墨、4.40％的氮化碳、4.90％的碳化硼、0.18％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，具体加工步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的高压法兰、表面处理剂的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯、填料的硝酸铝、硝酸锆、石墨、氮化碳、碳化硼、KH-560硅烷偶联剂、二甲基亚砜；
步骤二：将步骤一中的二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混后，微波剥离处理3～5分钟后，得到混合料A；
步骤三：将步骤一中的硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂加入到步骤二中制得的混合料A中，超声处理20～30分钟，得到混合料B；
步骤四：对步骤三中制得的混合料B进行静电纺丝，得到填料；
步骤五：将步骤一中的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯和步骤四中制得的填料进行共混，水浴超声处理20～30分钟，得到表面处理剂；
步骤六：对高压法兰表面进行等离子清洗处理，完成对高压法兰表面的预处理；
步骤七：使用二分之一步骤五中制得的表面处理剂采用等离子喷涂到高压法兰表面，干燥，形成第一层表面涂层；
步骤八：使用剩余的步骤五中制得的表面处理剂采用静电喷涂到第一层表面涂层表面，干燥，形成第二层表面涂层，得到深海用耐高压抗腐蚀法兰。
进一步的，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590～1630MHz，微波输出功率密度为97～101mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21～25KHz，超声功率为1000～1200W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16～18KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9～11cm；在步骤五中，水浴温度为40～50℃，超声频率为1.8～2.0MHz，超声功率为400～500W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225～235W，清洗时间为6～8min，工作距离为14～15mm，气体流量为190～210ml/min，工作气体为氢气。
进一步的，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590MHz，微波输出功率密度为97mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21KHz，超声功率为1000W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9cm；
在步骤五中，水浴温度为40℃，超声频率为1.8MHz，超声功率为400W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225W，清洗时间为6min，工作距离为14mm，气体流量为190ml/min，工作气体为氢气。
进一步的，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1630MHz，微波输出功率密度为101mW/cm3；在步骤三中，超声频率为25KHz，超声功率为1200W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加18KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为11cm；在步骤五中，水浴温度为50℃，超声频率为2.0MHz，超声功率为500W；在步骤六中，等离子清洗的功率为235W，清洗时间为8min，工作距离为15mm，气体流量为210ml/min，工作气体为氢气。
进一步的，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1610MHz，微波输出功率密度为99mW/cm3；在步骤三中，超声频率为23KHz，超声功率为1100W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加17KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为10cm；在步骤五中，水浴温度为45℃，超声频率为1.9MHz，超声功率为450W；在步骤六中，等离子清洗的功率为230W，清洗时间为7min，工作距离为14.5mm，气体流量为200ml/min，工作气体为氢气。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所加工出的深海用耐高压抗腐蚀法兰，可有效提高深海用耐高压抗腐蚀法兰的耐磨性能、耐腐蚀性能，保证法兰在深海高盐度、高含氧量环境下的长期使用安全性，保证其表面耐磨性能；环氧树脂与热塑性聚氨酯共混复配，在法兰表面形成互穿网络聚合物，可有效加强法兰表面的耐盐、耐腐蚀性能和疏水性能；填料中的硝酸铝、硝酸锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼在超声处理后进行静电纺丝处理下，形成纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维填料；将填料复合到表面处理剂中；将表面处理剂喷涂到法兰表面形成涂层，纳米氧化铝和纳米氧化锆在法兰表面形成致密的氧化膜，可有效加强法兰表面的耐腐蚀性能、耐酸碱性能和耐氧化性能，石墨烯复合到氧化膜中，可进一步加强法兰表面的耐磨性能，当石墨烯在高含氧环境中的发生氧化后形成氧化石墨烯膜，可进一步加强法兰表面的耐腐蚀性能和耐磨性能；氮化碳纳米片与环氧树脂进行复合，可有效加强法兰表面的抗腐蚀性能；
2、本发明在加工深海用耐高压抗腐蚀法兰的过程中，在步骤二中，可剥离处理形成氮化碳纳米片和石墨烯，为后续加工步骤提供氮化碳纳米片和石墨烯；在步骤三中，可有效加强硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂和混合料A的共混处理效果；在步骤四中，可形成纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维；在步骤五中，可有效加强填料与上述物料的复合效果，进而保证涂层的致密性和稳定性；在步骤六中，可有效对高压法兰表面进行蚀刻处理，同时完成对高压法兰的预热，提高后续涂层与高压法兰的结合效果；在步骤七中，在高压法兰表面形成第一表面涂层，在步骤八中，形成第二层表面涂层，从而得到深海用耐高压抗腐蚀法兰；双层式保护，使得法兰的耐腐蚀和耐磨性能更佳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了深海用耐高压抗腐蚀法兰，包括高压法兰和表面处理剂，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶140，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.40％的环氧树脂、14.40％的填料、7.40％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.40％的硝酸铝、7.60％的硝酸锆、3.80％的石墨、3.40％的氮化碳、4.40％的碳化硼、0.015％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜；
本发明还提供深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，具体加工步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的高压法兰、表面处理剂的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯、填料的硝酸铝、硝酸锆、石墨、氮化碳、碳化硼、KH-560硅烷偶联剂、二甲基亚砜；
步骤二：将步骤一中的二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混后，微波剥离处理3分钟后，得到混合料A；
步骤三：将步骤一中的硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂加入到步骤二中制得的混合料A中，超声处理20分钟，得到混合料B；
步骤四：对步骤三中制得的混合料B进行静电纺丝，得到填料；
步骤五：将步骤一中的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯和步骤四中制得的填料进行共混，水浴超声处理20分钟，得到表面处理剂；
步骤六：对Q235材质的高压法兰表面进行等离子清洗处理，完成对高压法兰表面的预处理；
步骤七：使用二分之一步骤五中制得的表面处理剂采用等离子喷涂到高压法兰表面，干燥，形成第一层表面涂层；
步骤八：使用剩余的步骤五中制得的表面处理剂采用静电喷涂到第一层表面涂层表面，干燥，形成第二层表面涂层，得到深海用耐高压抗腐蚀法兰。
在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590MHz，微波输出功率密度为97mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21KHz，超声功率为1000W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9cm；在步骤五中，水浴温度为40℃，超声频率为1.8MHz，超声功率为400W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225W，清洗时间为6min，工作距离为14mm，气体流量为190ml/min，工作气体为氢气。
实施例2：
与实施例1不同的是，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶160，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：30.40％的环氧树脂、15.40％的填料、8.80％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：9.40％的硝酸铝、8.60％的硝酸锆、4.80％的石墨、5.40％的氮化碳、5.40％的碳化硼、0.021％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶150，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.90％的环氧树脂、14.90％的填料、8.10％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.90％的硝酸铝、8.10％的硝酸锆、4.30％的石墨、4.40％的氮化碳、4.90％的碳化硼、0.18％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
分别取上述实施例1-3所制得的深海用耐高压抗腐蚀法兰与对照组一的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组二的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组三的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组四的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组五的深海用耐高压抗腐蚀法兰和对照组六的深海用耐高压抗腐蚀法兰，对照组一的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例三相比无硝酸铝，对照组二的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例三相比无硝酸锆，对照组三的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例三相比无石墨，对照组四的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例三相比无氮化碳，对照组五的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例三相比无碳化硼，分八组分别测试三个实施例中加工的深海用耐高压抗腐蚀法兰以及五个对照组的深海用耐高压抗腐蚀法兰，每个对照组和实施例都制出30组深海用耐高压抗腐蚀法兰，进行测试；测试结果如表一所示：
表一：
采用04#号白刚玉砂纸进行摩擦处理
由表一可知，当深海用耐高压抗腐蚀法兰的原料配比为：表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶150，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.90％的环氧树脂、14.90％的填料、8.10％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.90％的硝酸铝、8.10％的硝酸锆、4.30％的石墨、4.40％的氮化碳、4.90％的碳化硼、0.18％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜时，可有效提高深海用耐高压抗腐蚀法兰的耐磨性能、耐腐蚀性能，保证法兰在深海高盐度、高含氧量环境下的长期使用安全性，保证其表面耐磨性能；实施例3为本发明的较佳实施方式，环氧树脂与热塑性聚氨酯共混复配，在法兰表面形成互穿网络聚合物，可有效加强法兰表面的耐盐、耐腐蚀性能和疏水性能；在原料中加入聚四氟乙烯，可有效加强法兰表面的耐寒、耐腐蚀、耐磨性能；填料中的二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混进行微波剥离，将氮化碳在微波剥离作用下形成氮化碳纳米片，将石墨在微波剥离作用下形成石墨烯，并将氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼共混，填料中的硝酸铝、硝酸锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼在超声处理后进行静电纺丝处理下，形成纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维，即为填料；将纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维与环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯进行共混水浴超声处理，可有效将填料复合到表面处理剂中；将表面处理剂喷涂到法兰表面形成涂层，纳米氧化铝和纳米氧化锆在法兰表面形成致密的氧化膜，可有效加强法兰表面的耐腐蚀性能、耐酸碱性能和耐氧化性能，石墨烯复合到氧化膜中，可进一步加强法兰表面的耐磨性能，当石墨烯在高含氧环境中的发生氧化后形成氧化石墨烯膜，可进一步加强法兰表面的耐腐蚀性能和耐磨性能；氮化碳纳米片与环氧树脂进行复合，可有效加强法兰表面的抗腐蚀性能；碳化硼复合到法兰涂层中，可进一步加强法兰表面涂层的结合效果和耐磨性能。
实施例4：
本发明提供了深海用耐高压抗腐蚀法兰，包括高压法兰和表面处理剂，表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶150，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.90％的环氧树脂、14.90％的填料、8.10％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.90％的硝酸铝、8.10％的硝酸锆、4.30％的石墨、4.40％的氮化碳、4.90％的碳化硼、0.18％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜；
本发明还提供深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，具体加工步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的高压法兰、表面处理剂的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯、填料的硝酸铝、硝酸锆、石墨、氮化碳、碳化硼、KH-560硅烷偶联剂、二甲基亚砜；
步骤二：将步骤一中的二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混后，微波剥离处理4分钟后，得到混合料A；
步骤三：将步骤一中的硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂加入到步骤二中制得的混合料A中，超声处理25分钟，得到混合料B；
步骤四：对步骤三中制得的混合料B进行静电纺丝，得到填料；
步骤五：将步骤一中的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯和步骤四中制得的填料进行共混，水浴超声处理25分钟，得到表面处理剂；
步骤六：对Q235材质的高压法兰表面进行等离子清洗处理，完成对高压法兰表面的预处理；
步骤七：使用二分之一步骤五中制得的表面处理剂采用等离子喷涂到高压法兰表面，干燥，形成第一层表面涂层；
步骤八：使用剩余的步骤五中制得的表面处理剂采用静电喷涂到第一层表面涂层表面，干燥，形成第二层表面涂层，得到深海用耐高压抗腐蚀法兰。
在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590MHz，微波输出功率密度为97mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21KHz，超声功率为1000W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9cm；在步骤五中，水浴温度为40℃，超声频率为1.8MHz，超声功率为400W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225W，清洗时间为6min，工作距离为14mm，气体流量为190ml/min，工作气体为氢气。
实施例5：
与实施例4不同的是，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1630MHz，微波输出功率密度为101mW/cm3；在步骤三中，超声频率为25KHz，超声功率为1200W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加18KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为11cm；在步骤五中，水浴温度为50℃，超声频率为2.0MHz，超声功率为500W；在步骤六中，等离子清洗的功率为235W，清洗时间为8min，工作距离为15mm，气体流量为210ml/min，工作气体为氢气。
实施例6：
与实施例4-5均不同的是，在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1610MHz，微波输出功率密度为99mW/cm3；在步骤三中，超声频率为23KHz，超声功率为1100W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加17KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为10cm；在步骤五中，水浴温度为45℃，超声频率为1.9MHz，超声功率为450W；在步骤六中，等离子清洗的功率为230W，清洗时间为7min，工作距离为14.5mm，气体流量为200ml/min，工作气体为氢气。
分别取上述实施例4-6所制得的深海用耐高压抗腐蚀法兰与对照组六的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组七的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组八的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组九的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组十的深海用耐高压抗腐蚀法兰、对照组十一的深海用耐高压抗腐蚀法兰，对照组六的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比在步骤二中没有微波处理的操作，对照组七的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比在步骤三中没有超声的操作，对照组八的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比没有步骤四中的操作，对照组九的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比在步骤五中没有超声的操作，对照组十的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比没有步骤六中的操作，对照组十一的深海用耐高压抗腐蚀法兰与实施例相比采用单层喷涂，分九组分别测试三个实施例中加工的深海用耐高压抗腐蚀法兰以及六个对照组的深海用耐高压抗腐蚀法兰，每个对照组和实施例都制出30组深海用耐高压抗腐蚀法兰，进行测试，测试结果如表二所示：
表二：
采用04#号白刚玉砂纸进行摩擦处理
由表二可知，实施例6为本发明的较佳实施方式；在步骤二中，将二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混后，微波剥离处理，可有效对上述物质进行剥离处理，形成氮化碳纳米片和石墨烯，为后续加工步骤提供氮化碳纳米片和石墨烯；在步骤三中，采用超声处理方式将硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂和混合料A进行共混复合，可有效加强硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂和混合料A的共混处理效果；在步骤四中，对混合料B进行静电纺丝处理，可有效对混合料B中的物料进行反应和复合处理，形成纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化碳纳米片、石墨烯和碳化硼复合纤维；在步骤五中，将填料和环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯共混，可有效加强填料与上述物料的复合效果，进而保证涂层的致密性和稳定性；在步骤六中，对高压法兰表面进行等离子清洗处理，可有效对高压法兰表面进行蚀刻处理，同时完成对高压法兰的预热，提高后续涂层与高压法兰的结合效果；在步骤七中，将表面处理剂等离子喷涂到高压法兰表面，在高压法兰表面形成第一表面涂层，在步骤八中，将表面处理剂等离子喷涂到第一层表面涂层表面，形成第二层表面涂层，从而得到深海用耐高压抗腐蚀法兰；双层式保护，使得法兰的耐腐蚀和耐磨性能更佳。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：具体加工步骤如下：
步骤一：称取重量份的高压法兰、环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯、硝酸铝、硝酸锆、石墨、氮化碳、碳化硼、KH-560硅烷偶联剂、二甲基亚砜；
步骤二：将步骤一中的二甲基亚砜、氮化碳、石墨、碳化硼共混后，微波剥离处理3～5分钟后，得到混合料A；
步骤三：将步骤一中的硝酸铝、硝酸锆、KH-560硅烷偶联剂加入到步骤二中制得的混合料A中，超声处理20～30分钟，得到混合料B；
步骤四：对步骤三中制得的混合料B进行静电纺丝，得到填料；
步骤五：将步骤一中的环氧树脂、聚四氟乙烯、热塑性聚氨酯和步骤四中制得的填料进行共混，水浴超声处理20～30分钟，得到表面处理剂；所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶140～160，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.40～30.40％的环氧树脂、14.40～15.40％的填料、7.40～8.80％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.40～9.40％的硝酸铝、7.60～8.60％的硝酸锆、3.80～4.80％的石墨、3.40～5.40％的氮化碳、4.40～5.40％的碳化硼、0.015～0.021％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜；
步骤六：对高压法兰表面进行等离子清洗处理，完成对高压法兰表面的预处理；
步骤七：使用二分之一步骤五中制得的表面处理剂采用等离子喷涂到高压法兰表面，干燥，形成第一层表面涂层；
步骤八：使用剩余的步骤五中制得的表面处理剂采用静电喷涂到第一层表面涂层表面，干燥，形成第二层表面涂层，得到深海用耐高压抗腐蚀法兰。
2.根据权利要求1所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶140，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.40％的环氧树脂、14.40％的填料、7.40％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.40％的硝酸铝、7.60％的硝酸锆、3.80％的石墨、3.40％的氮化碳、4.40％的碳化硼、0.015％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
3.根据权利要求1所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶160，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：30.40％的环氧树脂、15.40％的填料、8.80％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：9.40％的硝酸铝、8.60％的硝酸锆、4.80％的石墨、5.40％的氮化碳、5.40％的碳化硼、0.021％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
4.根据权利要求1所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：所述表面处理剂和高压法兰按照重量份比为：1∶150，所述表面处理剂按照重量百分比计算包括：29.90％的环氧树脂、14.90％的填料、8.10％的聚四氟乙烯，其余为热塑性聚氨酯；所述填料按照重量百分比计算包括：8.90％的硝酸铝、8.10％的硝酸锆、4.30％的石墨、4.40％的氮化碳、4.90％的碳化硼、0.18％的KH-560硅烷偶联剂，其余为二甲基亚砜。
5.根据权利要求1所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590～1630MHz，微波输出功率密度为97～101mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21～25KHz，超声功率为1000～1200W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16～18KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9～11cm；在步骤五中，水浴温度为40～50℃，超声频率为1.8～2.0MHz，超声功率为400～500W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225～235W，清洗时间为6～8min，工作距离为14～15mm，气体流量为190～210ml/min，工作气体为氢气。
6.根据权利要求5所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1590MHz，微波输出功率密度为97mW/cm3；在步骤三中，超声频率为21KHz，超声功率为1000W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加16KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为9cm；在步骤五中，水浴温度为40℃，超声频率为1.8MHz，超声功率为400W；在步骤六中，等离子清洗的功率为225W，清洗时间为6min，工作距离为14mm，气体流量为190ml/min，工作气体为氢气。
7.根据权利要求5所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1630MHz，微波输出功率密度为101mW/cm3；在步骤三中，超声频率为25KHz，超声功率为1200W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加18KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为11cm；在步骤五中，水浴温度为50℃，超声频率为2.0MHz，超声功率为500W；在步骤六中，等离子清洗的功率为235W，清洗时间为8min，工作距离为15mm，气体流量为210ml/min，工作气体为氢气。
8.根据权利要求5所述的深海用耐高压抗腐蚀法兰的加工工艺，其特征在于：在步骤二中，在惰性气体环境下进行微波处理，微波频率1610MHz，微波输出功率密度为99mW/cm3；在步骤三中，超声频率为23KHz，超声功率为1100W；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加17KV高压，注射器的毛细管喷头与接收装置间距为10cm；在步骤五中，水浴温度为45℃，超声频率为1.9MHz，超声功率为450W；在步骤六中，等离子清洗的功率为230W，清洗时间为7min，工作距离为14.5mm，气体流量为200ml/min，工作气体为氢气。
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