CN115213014A - 一种涂层阴极线及其静电喷涂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种涂层阴极线及其静电喷涂方法，该涂层阴极线包括中间支撑体、安装头和芒刺，所述安装头的一端设有端头无涂层部，所述芒刺的尖端放电点处具有尖端无涂层部，所述涂层阴极线除端头无涂层部、尖端无涂层部外，其余部分的外表面设有涂层。该涂层阴极线的静电喷涂方法，包括以下步骤：S1.对待涂层的阴极线进行表面预清理处理，然后清除表面润滑油；S2.对尖端无涂层部、端头无涂层部进行物理遮挡；S3.采用喷枪将涂料粉末喷向阴极线；S4.喷涂后撤除物理遮挡，并对过渡区域进行过渡光滑处理；S5.高温固化使粉末完全融化包裹在阴极线的表面。该涂层阴极线的涂层不易脱落及粘灰，不易形成阴极线包裹现象，电晕放电效果好。
Description
【技术领域】
本发明涉及烟气污染物治理的技术领域，特别是一种涂层阴极线及其静电喷涂方法。
【背景技术】
电除尘器是一种把粉尘从烟气中分离出来的设备，是大气污染控制应用最多的设备，也是除尘工程中最重要的设备。电除尘器作为火电厂粉尘治理的主要设备，放电效率高、电耗低的电除尘放电阴极线是目前亟需研发的方向。
为降低化石燃料火电厂碳排放，目前大型城市周围火电厂开始掺烧非化石的生物质燃料，掺烧生物质燃料尤其是污泥后锅炉后烟气的粘附性增加，腐蚀性提高，对炉后环保设备尤其是电除尘器放电阴极线产生了腐蚀、积灰等问题，导致电除尘器电晕封闭，二次电流低，除尘效率无法满足环保要求。另外，造纸行业的碱炉电除尘器收集碱性氧化物(主要是Na2O粉尘，碱性氧化物对电除尘器的阴极线腐蚀严重；钢铁行业的烧结机机头除尘的粉尘，存在碱性氧化物高(主要是CaO、细小粉尘所占比重大、含水分高，对电除尘器的阴极线腐蚀严重，阴极线极易积灰包裹，影响电晕放电，降低除尘效率。
为了解决电除尘器阴极线腐蚀、积灰的问题，目前市面上有多种解决方案。比如通过采用304或316L不锈钢材料提高抗腐蚀性能，但由于烟气中腐蚀成分复杂，采用以上材料的阴极线仍存在较严重的腐蚀，并且不锈钢材料价格昂贵，性价比低。此外，申请号为CN202111267761.X的发明专利，提出了一种用于电除尘器的防积灰阴极线，其通过在阴极线内部设置发热机构和表面涂防黏灰面层的方法解决积灰问题，但是存在涂层工艺差导致涂层易脱落的问题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种涂层阴极线及其静电喷涂方法，涂层不易脱落及粘灰，不易形成阴极线包裹现象，电晕放电效果好。
为实现上述目的，本发明提出了一种涂层阴极线，包括中间支撑体、安装头和芒刺，所述中间支撑体的两端设有安装头，所述中间支撑体的两侧沿长度方向间隔设置有若干个芒刺，所述安装头背向中间支撑体的一端设有端头无涂层部，所述芒刺的尖端放电点处具有尖端无涂层部，所述涂层阴极线除所述端头无涂层部、所述尖端无涂层部外，其余部分的外表面设有涂层。
作为优选，所述涂层厚度为80～150μm。
作为优选，所述涂层包括以下质量份数的原料：有机硅树脂74-80份、环氧树脂8-10份、ZrO2 2-3份、Al2O3 5-6份、云母粉3-5份、铝粉2-3份、二氧化硅4-5份、镉粉5-6份。
作为优选，所述尖端无涂层部距离芒刺尖端2-10mm位置不涂层。
作为优选，所述芒刺上设有两对放电刺，包括自外侧至内侧依次设置的一级放电刺、二级放电刺，每对放电刺包括两个分别向两侧弯折延伸的放电部；所述一级放电刺的尖端放电点部分距离尖端3-10mm位置不涂层；所述二级放电刺的尖端放电点部分距离尖端2-8mm位置不涂层。
作为优选，所述端头无涂层部上具有螺栓连接孔，所述螺栓连接孔的边缘与所述安装头具有涂层的部分的最近距离为10-20mm。
本发明还提出了一种涂层阴极线的静电喷涂方法，包括以下步骤：
S1.前处理：对待涂层的阴极线进行表面预清理处理，然后清除表面润滑油；
S2.物理遮挡：对芒刺尖端放电点处的尖端无涂层部，以及安装头的端头无涂层部进行物理遮挡；
S3.静电喷涂：将物理遮挡后的阴极线送入静电喷涂室，采用喷枪将涂料粉末喷向阴极线，使涂料粉末吸附在阴极线上；
S4.撤除物理遮挡：喷涂后撤除物理遮挡，并对喷涂与不喷涂的过渡区域进行过渡光滑处理；
S5.高温固化：完成粉末喷涂的阴极线进入高温固化炉进行高温固化，固化炉内温度在200-300℃之间，经过20-40分钟的高温固化，涂料粉末完全融化包裹在阴极线的表面形成涂层。
作为优选，步骤S1中，采用抛丸机进行表面预清理处理，包括阴极线表面上的积灰以及芒刺上附绣的清理，清理后进入酸洗室，将阴极线表面的润滑油清洗干净。
作为优选，步骤S2中，物理遮挡尖端无涂层部的位置为芒刺尖端放电点处距离尖端2-10mm的区域。
作为优选，步骤S3中，在静电喷涂室的出口处还设置有人工手动补喷区域，用于中间支撑体两端的口底及中间支撑体与安装头的连接位置进行二次喷涂。
作为优选，在高温固化后还包括性能检测，对喷涂后的阴极线涂层的附着力进行检验，从固化炉内取出后采用附着力测试仪测试附着强度。
本发明的有益效果：
1、阴极线表面涂层光滑，在80-200℃的烟气环境中不发生涂层剥落及粘灰现象，抗腐蚀性能好。
2、涂层工艺可保证涂层表面平滑光洁，没有焊疤、凹凸不平和毛刺等表面问题。使用寿命可保证大于8年，可适应污泥掺烧、碱炉、烧结机机头等烟气处理工况，不易形成阴极线包裹现象，电晕放电效果好。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种涂层阴极线的结构示意图；
图2是图1的AA向剖面结构示意图；
图3是本发明一种涂层阴极线的芒刺的结构示意图；
图4是本发明一种涂层阴极线的安装头的结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1至图4，本发明一种涂层阴极线，包括中间支撑体1、安装头2和芒刺3，所述中间支撑体1的两端设有安装头2，所述中间支撑体1的两侧沿长度方向间隔设置有若干个芒刺3，所述安装头2背向中间支撑体1的一端设有端头无涂层部20，所述芒刺3的尖端放电点处具有尖端无涂层部30，所述涂层阴极线除所述端头无涂层部20、所述尖端无涂层部30外，其余部分的外表面设有涂层。
进一步地，所述涂层的厚度为80～150μm。
进一步地，所述涂层包括以下质量份数的原料：有机硅树脂74-80份、环氧树脂8-10份、ZrO2 2-3份、Al2O3 5-6份、云母粉3-5份、铝粉2-3份、二氧化硅4-5份、镉粉5-6份。
进一步地，参阅图1至图3，所述尖端无涂层部30距离芒刺3尖端2-10mm位置不涂层，能够保证尖端放电点的电晕放电不被涂层干扰。具体的，在本实施例中，参阅图2和图3，所述芒刺3上设有两对放电刺，包括自外侧至内侧依次设置的一级放电刺31、二级放电刺32，每对放电刺包括两个分别向两侧弯折延伸的放电部；所述一级放电刺31的尖端放电点部分距离尖端3-10mm位置不涂层；所述二级放电刺32的尖端放电点部分距离尖端2-8mm位置不涂层。
进一步地，参阅图4，所述安装头2包括端头连接部21和固定部22，所述端头连接部21上设有端头无涂层部20，所述固定部22与中间支撑体1相连接，所述端头无涂层部20上具有螺栓连接孔210，所述螺栓连接孔210的边缘与所述安装头2具有涂层的部分的最近距离为10-20mm。在本实施例中，所述端头连接部21由呈管状的固定部22压扁形成。
进一步地，参阅图1和图2，所述中间支撑体1包括中间管11，以及对称设置于中间管11两侧的支撑翼100，所述芒刺3安装在支撑翼100上，并且呈相交错设置，所述安装头2插装于中间管11的两端。在本实施例中，所述中间支撑体1由两个对称设置的半管板101电焊或铆接而成，各半管板101的两端均设有支撑翼100。
本发明还提出了一种涂层阴极线的静电喷涂方法，包括以下步骤：
S1.前处理：采用抛丸机对待涂层的阴极线进行表面预清理处理，包括阴极线表面上的积灰以及芒刺上附绣等杂质的清理，清理后进入酸洗室，将阴极线表面的润滑油清洗干净。具体的，在本实施例中，将阴极线压制或研究制作完成后，阴极线进入喷涂区域，并挂到喷涂流水线上，缓慢匀速进过抛丸机的清理室，阴极线会放在喷涂线移动挂具上，通过电机带动进入前处理区，通过前处理区的前后毛刷的互相摩擦后，将阴极线表面上的积灰预处理，清除芒刺上的附绣等杂物。抛丸机清理后，进入酸洗室，将阴极线表面的润滑油清洗干净。
S2.物理遮挡：对芒刺3尖端放电点处的尖端无涂层部30，以及安装头2的端头无涂层部20进行物理遮挡，其中，物理遮挡尖端无涂层部30的位置为芒刺3尖端放电点处距离尖端2-10mm的区域；物理遮挡端头无涂层部20的位置为距离螺栓连接孔210的边缘10-20mm的位置。
S3.静电喷涂：将物理遮挡后的阴极线送入静电喷涂室，通过预设的好的喷枪做上下往返运动，自动喷枪将涂料粉末均匀地喷向阴极线，使涂料粉末吸附在阴极线上形成涂层，其中，涂料包括以下质量份数的原料：有机硅树脂74-80份、环氧树脂8-10份、ZrO2 2-3份、Al2O3 5-6份、云母粉3-5份、铝粉2-3份、二氧化硅4-5份、镉粉5-6份；在静电喷涂室的出口处还设置有人工手动补喷区域，用于对中间支撑体1两端的口底及中间支撑体1与安装头2的连接位置进行二次喷涂，以保证每根阴极线的喷涂全覆盖的状态；
S4.撤除物理遮挡：喷涂后撤除物理遮挡，并对喷涂与不喷涂的过渡区域进行过渡光滑处理，包括刮腻、补喷等方法，确保涂层和不涂层的过渡区光滑均匀；
S5.高温固化：完成粉末喷涂的阴极线进入高温固化炉进行高温固化，固化炉内温度在200-300℃之间，经过20-40分钟的高温固化，涂料粉末完全融化包裹在阴极线的表面形成涂层，保证了阴极线表面的粉末完全的有效的融化，使得阴极线表面更为光滑。喷涂的有机硅等涂料厚度80～150μm，耐高温可达到120-200℃，瞬间可承受240℃高温。
S6.性能检测：对喷涂后的阴极线涂层的附着力进行检验，从固化炉内取出后采用附着力测试仪测试附着强度。通过测试刀在中间支撑体1上横纵切割出若干个小方块，后用毛刷刷去底盖上的浮漆，采用胶带来粘划好后的方格，通过观察取下的胶带上是否有涂层，来判断附着力的好与坏。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种涂层阴极线，包括中间支撑体(1)、安装头(2)和芒刺(3)，所述中间支撑体(1)的两端设有安装头(2)，所述中间支撑体(1)的两侧沿长度方向间隔设置有若干个芒刺(3)，其特征在于：所述安装头(2)背向中间支撑体(1)的一端设有端头无涂层部(20)，所述芒刺(3)的尖端放电点处具有尖端无涂层部(30)，所述涂层阴极线除所述端头无涂层部(20)、所述尖端无涂层部(30)外，其余部分的外表面设有涂层。
2.如权利要求1所述的一种涂层阴极线，其特征在于：所述涂层厚度为80～150μm。
3.如权利要求1所述的一种涂层阴极线，其特征在于：所述涂层包括以下质量份数的原料：有机硅树脂74-80份、环氧树脂8-10份、ZrO2 2-3份、Al2O3 5-6份、云母粉3-5份、铝粉2-3份、二氧化硅4-5份、镉粉5-6份。
4.如权利要求1所述的一种涂层阴极线，其特征在于：所述尖端无涂层部(30)距离芒刺(3)尖端2-10mm位置不涂层。
5.如权利要求1所述的一种涂层阴极线，其特征在于：所述芒刺(3)上设有两对放电刺，包括自外侧至内侧依次设置的一级放电刺(31)、二级放电刺(32)，每对放电刺包括两个分别向两侧弯折延伸的放电部；所述一级放电刺(31)的尖端放电点部分距离尖端3-10mm位置不涂层；所述二级放电刺(32)的尖端放电点部分距离尖端2-8mm位置不涂层。
6.如权利要求1所述的一种涂层阴极线，其特征在于：所述端头无涂层部(20)上具有螺栓连接孔(210)，所述螺栓连接孔(210)的边缘与所述安装头(2)具有涂层的部分的最近距离为10-20mm。
7.一种权利要求1至6中任意一项所述涂层阴极线的静电喷涂方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.前处理：对待涂层的阴极线进行表面预清理处理，然后清除表面润滑油；
S2.物理遮挡：对芒刺(3)尖端放电点处的尖端无涂层部(30)，以及安装头(2)的端头无涂层部(20)进行物理遮挡；
S3.静电喷涂：将物理遮挡后的阴极线送入静电喷涂室，采用喷枪将涂料粉末喷向阴极线，使涂料粉末吸附在阴极线上；
S4.撤除物理遮挡：喷涂后撤除物理遮挡，并对喷涂与不喷涂的过渡区域进行过渡光滑处理；
S5.高温固化：完成粉末喷涂的阴极线进入高温固化炉进行高温固化，固化炉内温度在200-300℃之间，经过20-40分钟的高温固化，涂料粉末完全融化包裹在阴极线的表面形成涂层。
8.如权利要求7所述的一种涂层阴极线的静电喷涂方法，其特征在于：步骤S1中，采用抛丸机进行表面预清理处理，包括阴极线表面上的积灰以及芒刺上附绣的清理，清理后进入酸洗室，将阴极线表面的润滑油清洗干净。
9.如权利要求7所述的一种涂层阴极线的静电喷涂方法，其特征在于：步骤S2中，物理遮挡尖端无涂层部的位置为芒刺尖端放电点处距离尖端2-10mm的区域。
10.如权利要求7所述的一种涂层阴极线的静电喷涂方法，其特征在于：步骤S3中，在静电喷涂室的出口处还设置有人工手动补喷区域，用于中间支撑体(1)两端的口底及中间支撑体(1)与安装头(2)的连接位置进行二次喷涂。
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