CN117006135A - 防腐蚀处理方法、紧固组件以及风力发电机组 - Google Patents

防腐蚀处理方法、紧固组件以及风力发电机组 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种防腐蚀处理方法、紧固组件以及风力发电机组。其中，所述防腐蚀处理方法包括采用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料对紧固件露出待连接部件的外露部分进行涂覆，从而进行第一次防腐蚀处理以形成第一防腐层；在紧固件与待连接部件连接预设时间之后，对紧固件的外露部分进行第二次防腐蚀处理，第二次防腐蚀处理包括先采用防锈蜡或者防锈润滑脂在第一防腐层上进行涂覆而形成第一覆盖层，再采用防蚀带包裹在第一覆盖层的外部而形成第二覆盖层。根据本申请，形成的防腐层具有较好的随覆性，不会发生龟裂、剥离等现象，从而防腐蚀效果较好，进而使得耐腐蚀时间更长，并且本申请的防腐蚀处理方法能够适应于紧固件的运维需求。

Description

防腐蚀处理方法、紧固组件以及风力发电机组
技术领域
本申请涉及防腐蚀技术领域，具体涉及一种用于紧固件的防腐蚀处理方法。
背景技术
随着海上风力发电机组的容量和叶轮直径增大，海上风力发电机组支撑结构载荷不断飙升，致使机组外侧紧固件数量逐渐增多，在海洋大气环境，在高温、高湿、高盐雾的共同作用下，极易被腐蚀。目前，应用在风电领域中的紧固件防腐方法，主要有涂覆防腐涂料和金属喷涂的方法。通常来讲，紧固件受载后会发生伸缩、弯曲等变形，现有的方式形成的防腐层会出现龟裂、剥离，从而严重影响防腐层的腐蚀防护效果。因此，面对恶劣的环境工况和复杂的海上运维需求，需要开发新型的紧固件防腐蚀处理方法。
发明内容
因此，本申请的目的在于提供一种防腐蚀处理方法，以解决现有技术中防腐蚀处理方法并不能满足面对恶劣的环境工况的需求。
根据本申请的第一方面，提供一种防腐蚀处理方法，所述紧固件用于连接风力发电机组中的至少两个待连接部件，所述防腐蚀处理方法包括采用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料对所述紧固件露出所述待连接部件的外露部分进行涂覆，从而进行第一次防腐蚀处理以形成第一防腐层；在所述紧固件与所述待连接部件连接预设时间之后，对所述紧固件的外露部分进行第二次防腐蚀处理，所述第二次防腐蚀处理包括先采用防锈蜡或者防锈润滑脂在所述第一防腐层上进行涂覆而形成第一覆盖层，再采用防蚀带包裹在所述第一覆盖层的外部而形成第二覆盖层。
根据本申请的防腐蚀处理方法，先对紧固件的外露部分进行第一次防腐蚀处理而形成第一防腐层，一方面，从将待连接部件相互连接后至连接检查完成时的这段时间内，第一防腐层可以使紧固件进行初步的防护，另一方面，第一防腐层可以对紧固件的外壁面进行保护，避免连接检查操作对其进行过度破坏。在连接检查后，再对紧固件的外露部分进行第二次防腐处理，并且合理设置第二次防腐处理的方式，以使紧固件在面对恶劣的环境工况时，能够具有较好的随覆性，不发生龟裂、剥离等，从而保证了防腐蚀效果，进而提高了连接可靠性。
在实施例中，所述防腐蚀处理方法还包括在所述第二次防腐蚀处理后，采用防护罩固定在所述待连接部件上并罩设在所述外露部分的外部上。
在这些实施例中，在第一次防腐蚀处理之后，可以采用防护罩使紧固件与外界隔绝，从而避免水分、氧气等腐蚀介质进入到防护罩的内腔中，进而保证紧固件的防腐蚀效果。
在实施例中，所述防护罩包括主体材料和第一防锈剂，所述主体材料包括PVC、PE、PA和PC中的至少一种，在所述防护罩中，基于所述防护罩的总重量，所述第一防锈剂的重量占所述防护罩的总重量的1％-1.5％；其中，所述第一防锈剂以重量份计，包括2重量份-3重量份的钨酸钠、2重量份-3重量份的柠檬酸钠、0.3重量份-0.5重量份的己二胺四叉甲基膦酸和1重量份-2重量份的硫酸锌。
在这些实施例中，根据紧固件的使用环境，来制造具有第一防锈剂的防护罩，从而能够有效阻隔腐蚀介质进入，进而发挥更好地防护效果。
在实施例中，所述防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的纺布或无纺布，所述第一覆盖层外至少包裹两层所述防蚀带，每层防蚀带的厚度为0.2mm-0.5mm。
在这些实施例中，进一步限定防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的纺布或无纺布，可以进一步提升防腐蚀效果。在第一覆盖层外至少包裹两层防蚀带，可以使得防蚀带紧密地缠绕并覆盖住第一覆盖层。
在实施例中，所述第二次防腐蚀处理还包括：采用防护剂在所述第二覆盖层的外部涂覆形成第三覆盖层，其中，所述防护剂包括聚氨酯树脂，所述防护剂在所述第二覆盖层每平方米面积上的涂覆量为230g-280g。
具体地，所述第一防腐层的厚度为80μm-100μm。所述防锈蜡的熔点为60℃-80℃，所述防锈蜡或者防锈润滑脂中包括铁锈转换成分，所述第一覆盖层的厚度为10mm-15mm。
在这些实施例中，在第二覆盖层的外部涂覆形成第三覆盖层，可以保证有效地覆盖住防蚀带的搭接缝隙，整体形成致密地结构，共同加强防腐蚀效果。
在实施例中，所述紧固件为经过表面处理工艺预先处理后的紧固件，所述表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理的表面处理工艺中的一种，所述表面处理的深度为40μm-50μm。
在这些实施例中，一方面，经过表面处理的紧固件，表面致密性良好且韧性良好，因此可以阻隔腐蚀介质进入紧固件内部，具有良好的抗腐蚀效果和耐磨性能。另一方面，可以对紧固件的外表面进行粗化，使得后续的防腐层能牢固地附着在紧固件的表面上，从而使得防腐层与紧固件之间具有良好的结合力，进而提升防腐蚀效果。
在实施例中，在所述第一次防腐蚀处理之后，采用所述防护罩固定在所述待连接部件上并罩设在所述紧固件的外露部分的外部，拆掉所述防护罩，进行连接检查，并进行第二次防腐蚀处理，所述防护罩的厚度为2mm-3mm。
在这些实施例中，根据紧固件的使用环境，来制造具有第一防锈剂的防护罩，从而能够有效阻隔腐蚀介质进入，进而发挥更好地防护效果。
在实施例中，所述紧固件包括螺栓、螺母和垫片，所述外露部分包括螺栓头、螺母和垫片。
在实施例中，所述待连接部件为相邻塔筒段上的两个连接法兰；或者所述待连接部件为连接塔筒底部与基础结构顶部的两个T型连接法兰。
根据本申请的第二方面，提供一种紧固组件，所述紧固组件包括紧固件，所述紧固件用于连接风力发电机组中的待连接部件，所述紧固件包括被所述待连接部件遮盖的连接部和相对于所述待连接部件外露的露出部，所述露出部上设有第一防腐层，所述第一防腐层由冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料通过涂覆形成在所述露出部的外部，所述第一防腐层上设有第一覆盖层，所述第一覆盖层由防锈蜡或者防锈润滑脂通过涂覆形成在所述第一防腐层的外部，所述第一覆盖层上设有第二覆盖层，所述第二覆盖层由防蚀带通过包裹形成在所述第一覆盖层的外部。
根据本申请的紧固组件，紧固件露出部上设有第一防腐层，以使紧固件从连接后至连接检查期间可以得到初步的防护，在第一防腐层上依次设置第一覆盖层和第二覆盖层作为第二防腐层，并且第一覆盖层由防锈蜡或者防锈润滑脂通过涂覆形成在第一防腐层的外部，第二覆盖层由防蚀带通过包裹形成在第一覆盖层的外部，第一覆盖层和第二覆盖层能够使紧固件在面对恶劣的环境工况时，能够具有较好的随覆性，避免其发生龟裂、剥离等，从而保证了防腐蚀效果。
在实施例中，所述第二覆盖层上设有第三覆盖层，所述第三覆盖层由防护剂通过涂覆形成在所述第二覆盖层的外部，所述防护剂包括聚氨酯树脂。
在这些实施例中，在第二覆盖层的外部涂覆形成第三覆盖层，可以保证有效地覆盖住防蚀带的搭接缝隙，整体形成致密地结构，共同加强防腐蚀效果。
在实施例中，所述紧固件包括螺栓、螺母和垫片，所述螺栓头、螺母和垫片形成所述露出部，所述紧固组件还包括防护罩，所述防护罩罩设在所述露出部的外周，所述防护罩包括主体材料和第一防锈剂，所述主体材料包括：PVC、PE、PA和PC中的至少一种，在所述防护罩中，基于防护罩的总重量，所述第一防锈剂的重量占所述防护罩的总重量的1％-1.5％。
在实施例中，所述紧固件为经过表面处理工艺预先处理后的紧固件，所述表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理的表面处理工艺中的一种，所述表面处理的深度为40μm-50μm。
根据本申请的第三方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述所述的紧固组件。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的紧固件经过第一次防腐处理后的结构示意图；
图2是根据本申请图1中I处的局部放大图；
图3是根据本申请实施例提供的紧固件经过第二次防腐蚀处理后的结构示意图；
图4是根据本申请图3中J处的局部放大图。
附图标号说明：
10、紧固件；11、露出部；12、连接部；20、防护罩；
30、第一防腐层；40、第二防腐层；41、第一覆盖层；
42、第二覆盖层；43、第三覆盖层；50、连接部件。
具体实施方式
提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。
在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本申请的公开之后将是清楚的。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
在说明书中，当元件诸如，层、区域或基底被描述为“在”另一元件上、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件上、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件上、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于其间的其他元件。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。术语“多个”代表两个以及两个以上中的任一数量。
本申请中的“上”、“下”、“顶部”和“底部”等方位词的限定，均是基于产品处于在正常使用状态下，正立放置时的方位限定。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与由本申请所属领域的普通技术人员在理解本申请之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语诸如，在通用词典中定义的术语应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本申请中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。
此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本申请的模糊解释时，将省略这样的详细描述。
冷镀锌涂料和环氧富锌涂料作为具有良好防腐蚀效果的涂料，具有施工方便等优点，易于在紧固件外表面上形成涂层，因此，通过冷镀锌涂料和环氧富锌涂料不仅可以在紧固件的外表面形成防腐层，还能够降低风电领域中防腐工艺的施工成本。
但本申请的发明人研究发现，在风电领域内的特殊环境下，由于塔筒等设备在连接后，经常处于长期荷载的条件下，倘若使用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料形成的涂层作为防腐层，在荷载的条件下，很短时间内便会出现龟裂、脱落等的现象。
根据本申请的第一方面提供了一种用于紧固件的防腐蚀处理方法。其中，紧固件10用于连接风力发电机组中的至少两个待连接部件50，防腐蚀处理方法包括采用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料对紧固件10露出待连接部件50的外露部分进行涂覆，从而进行第一次防腐蚀处理以形成第一防腐层30。在紧固件10与待连接部件50连接预设时间之后，对紧固件10的外露部分进行第二次防腐蚀处理，第二次防腐蚀处理包括先采用防锈蜡或者防锈润滑脂在第一防腐层30上进行涂覆而形成第一覆盖层41，再采用防蚀带包裹在第一覆盖层41的外部而形成第二覆盖层42。
在本申请中，预设时间为从第一防腐蚀处理后到连接检查完成时所需的时间。通常情况下，风力发电机组的安装周期比较长，如果遇到恶劣天气，安装周期可能会持续数月。将待连接部件50相互连接后，通常会在机组的总体安装完成后再进行连接检查操作，这可能会间隔较长的时间。并且在连接预设时间后，紧固件的外露部分很可能会由于外界环境的侵蚀而受到腐蚀损坏。.
根据本申请的防腐蚀处理方法，先对紧固件的外露部分进行第一次防腐蚀处理而形成第一防腐层30，一方面，从将待连接部件50相互连接后至连接检查完成时的这段时间内，第一防腐层30可以使紧固件10进行初步的防护，另一方面，第一防腐层30可以对紧固件的外壁面进行保护，避免连接检查操作对其进行过度破坏。在连接检查后，再对紧固件的外露部分进行第二次防腐处理，并且合理设置第二次防腐处理的方式，形成防腐蚀效果优异的复合层，以使紧固件在面对恶劣的环境工况时，能够具有较好的随覆性，不发生龟裂、剥离等，从而保证了防腐蚀效果，进而提高了连接可靠性。
下面将结合实施例来介绍本申请提供的防腐蚀处理方法。
现有技术中，紧固件通常采用钢材制备得到，示例性的，采用42CrMo4合金钢为原料制备得到。根据本申请，在紧固件10与待连接部件50连接之前，对紧固件进行表面处理。根据本申请，表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理等工艺中的一种。在紧固件10连接到待连接部件50之前，通过表面处理可以使紧固件获得较好的耐腐蚀性能以及表面硬度，从而提升紧固件在使用时的耐腐蚀性能和耐磨性能。另外，经过表面处理之后的表面具有合适的粗糙度，能够提升与第一防腐层30之间的结合力。
在优选的实施例中，表面处理工艺为粉末渗锌的表面处理方式。具体地，采用粉末渗锌的方式对加工制造所得的紧固件进行表面处理的步骤包括：准备粉末渗锌剂，将渗锌剂和加工制造所得的紧固件装在位于渗锌罐内部的容器中，开启渗锌罐，渗锌罐转动从而容器跟随转动，在45min内，将渗锌罐内的温度从室温加热至419℃，保温4h，随渗锌罐内的温度冷却至室温条件，即可得到具有一定渗锌层(即，表面处理的深度)厚度的紧固件。其中，粉末渗锌剂的原料成分，以重量份计，包括40重量份-60重量份的粒径为325目的球状锌粉、40重量份-50重量份的氧化铝、1重量份-3重量份的NH4Cl和2重量份-4重量份的CeCl4。另外，粉末渗锌剂是将上述原料充分混合后，搅拌均匀，并在100℃下烘干1h制备所得。
粉末渗锌层在一定的深度范围内，深度和耐腐蚀性能呈正相关，但在到达极限深度时，即使增加粉末渗锌层的深度，耐腐蚀性能也不会发生明显的变化。发明人经研究发现，表面处理的深度从表面逐渐增加至50μm深度时，可以达到耐中性盐雾试验2000h的性能。但在50μm深度之后，即便深度继续增加，耐腐性能也不会发生明显的变化，随之还会带来制造成本的增加。为了兼顾成本以及防腐蚀效果多方面考虑，本申请的表面处理的深度优选为40μm-50μm。
在这些实施例中，一方面，粉末渗锌层是由锌铁扩散反应形成的，致密性良好且韧性良好，因此可以阻隔腐蚀介质进入紧固件内部，具有良好的抗腐蚀效果和耐磨性能。另一方面，可以对紧固件10的外表面进行粗化，使得后续的防腐层能牢固地附着在紧固件的表面上，从而使得防腐层与紧固件之间具有良好的结合力，进而提升防腐蚀效果。
在准备好紧固件之后，接下来可以将紧固件和待连接部件50进行连接。在连接完成之后，需要对紧固件进行第一次防腐蚀处理。在本申请中，根据紧固件所处的环境，在紧固件10和待连接部件50连接好之后，应立即进行第一次防腐蚀处理，以避免在此期间发生腐蚀。
在紧固件10和待连接部件50连接好之后，紧固件被分为被待连接部件50遮盖的连接部12和相对于待连接部件50外露的露出部11。紧固件表面棱角结构和狭缝极易导致水分、氧气等腐蚀介质的渗透和存储，容易发生应力腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和电偶腐蚀行为。具体地，氧气和/或水容易从连接部与待连接部件50之间的连接缝隙进入，从而使连接部发生腐蚀。露出部11相对于连接部12更容易与氧气和/或水进行接触，更容易被腐蚀。因此本申请将主要针对露出部、连接部与被待连接部件之间的连接缝隙等位置进行防腐处理。
在一些实施例中，第一次防腐蚀处理包括采用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料对紧固件10露出待连接部件50的露出部11进行涂覆，从而进行第一次防腐蚀处理以形成第一防腐层30。这里的涂覆可以包括喷涂、辊涂和刷涂中的至少一种方式。在优选的实施例中，采用辊涂或者刷涂形成第一防腐层，操作简单且便于施工操作，节约安装时间和成本，能够与风力发电机平价开发的目的相匹配。
在示例性的实施例中，第一次防腐蚀处理的材料采用冷镀锌涂料，其中，冷镀锌涂料由纯度不低于99.9％的锌粉、挥发性溶剂(环己烷：丙酮：醋酸正丁酯＝4:3:1)、分散剂(硅烷偶联剂KH570)和有机树脂(苯乙烯-丙烯酸树脂)配制而成的涂料。其中，锌粉的粒径为350-400目，具体地，冷镀锌涂料以重量份计，包括60重量份-80重量份的锌粉、25重量份-35重量份的挥发性溶剂、3重量份-6重量份的有机树脂和0.5重量份-1重量份的分散剂。
在这些实施例中，冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中均含有大量的锌粉，因此，通过冷镀锌涂料或环氧富锌涂料涂覆形成的第一防腐层30中也含有大量的锌。在发生腐蚀时，第一防腐层30中的锌相对于被其所保护的紧固件10的主要成分铁，更容易发生腐蚀。这里，还原性较强的锌作为保护极，与被保护的铁相连并构成原电池，活性相对较高的锌会使得腐蚀优先发生在第一防腐层30上。因此可以起到牺牲阳极保护阴极的作用，从而可以有效保护紧固件10不被腐蚀。在对紧固件10进行连接检查前，先进行第一次防腐蚀处理而形成第一防腐层30，以使紧固件从将待连接部件50相互连接后至连接检查完成时的这段时间内可以得到初步的保护。
根据本申请，第一防腐层30的厚度为80μm-100μm，并通过多次涂覆形成第一防腐层30。第一防腐层30的厚度低于80μm，厚度过薄，则不能很好的保护紧固件10，第一防腐层30的厚度高于100μm，厚度过厚，则对于增加防腐蚀效果无意义，并且还会使得施工周期增加。
在第一次防腐蚀处理之后，可以采用防护罩20使紧固件10与外界隔绝，从而避免水分、氧气等腐蚀介质进入到防护罩20的内腔中，进而保证紧固件的防腐蚀效果。在示例性实施例中，在第一次防腐蚀处理之后，采用防护罩20固定在待连接部件50上并罩设在紧固件10的外露部分的外部。
根据本申请，防护罩可以采用金属、塑料和橡胶材质中的一种材料制成。防护罩的高度可以根据外露部分的高度进行调整，(如附图1和附图2所示)。针对风电领域的特殊环境，塑料和橡胶相比于金属材料不容易发生腐蚀，因此，在优选的实施例中，防护罩可以采用塑料和橡胶材质中的一种材料制成。
在一些实施例中，防护罩20包括主体材料和第一防锈剂，主体材料包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)中的至少一种。在防护罩20中，基于防护罩20的总重量，第一防锈剂的重量占防护罩20的总重量的1％-1.5％。其中，第一防锈剂的成分以重量份计，包括2重量份-3重量份的钨酸钠、2重量份-3重量份的柠檬酸钠、0.3重量份-0.5重量份的己二胺四叉甲基膦酸和1重量份-2重量份的硫酸锌。
在这些实施例中，根据紧固件的使用环境，来制造具有第一防锈剂的防护罩，从而能够有效阻隔腐蚀介质进入，进而发挥更好地防护效果。
在实施例中，防护罩20通过粘结剂固定在待连接部件50上，防护罩20的厚度为2mm-3mm。在本申请示例性实施例中，粘结剂可以选择硅酮密封胶。
图1是根据本申请实施例提供的紧固件经过第一次防腐蚀处理后的结构示意图。图2是根据本申请图1中I处的局部放大图。如图1和图2所示，紧固件10包括螺栓、螺母和垫片，露出部11包括螺栓头、螺母和垫片。露出部11上设有第一防腐层30，防护罩20粘接在待连接部件50上并罩设在紧固件10的外露部分的外部。
在连接预设时间后，如果在第一防腐层30外设置有防护罩20进行保护，则需要先拆掉防护罩20，再进行连接检查；如果在第一防腐层30外没有设置防护罩20进行保护，则可以直接进行连接检查。现有技术中，在连接预设时间后对紧固件进行连接检查操作通常是使用器械直接作用在紧固件的外表面，因此会对紧固件的外壁面造成一定损坏。根据本申请，连接检查操作是直接作用在紧固件外的第一防腐层30上，因此，第一防腐层30还会对紧固件的外壁面起到一定的保护作用。在连接检查操作完成之后，无需刻意清除第一防腐层30，仅需要吹去第一防腐层30外表的浮灰即可进行下一步操作。
根据紧固件所处的环境，在连接检查之后，应立即进行第二次防腐蚀处理，以避免在此期间发生腐蚀。
在一些实施例中，对紧固件10的外露部分进行第二次防腐蚀处理而形成第二防腐层40，第二次防腐蚀处理包括先采用防锈蜡或者防锈润滑脂在第一防腐层30上进行涂覆而形成第一覆盖层41，再采用防蚀带包裹在第一覆盖层41的外部而形成第二覆盖层42。其中，第二覆盖层42和第一覆盖层41结合为一体而作为第二防腐层40。
在这些实施例中，先采用防锈蜡或者防锈润滑脂形成第一覆盖层41，第一覆盖层41相较于防蚀带层更为致密，能够更好地对连接部12与被待连接部件50之间的连接缝隙进行封闭，在形成第一覆盖层之后，采用防蚀带包裹在第一覆盖层41的外部而形成第二覆盖层42，第二覆盖层42可以对第一覆盖层41起到一定的包覆以及固定作用，使得第二覆盖层42与第一覆盖层41结合为一体而作为第二防腐层40并共同发挥防腐蚀效果。
根据本申请的防腐蚀处理方法，在连接检查后，通过对紧固件进行第二次防腐处理，并且合理设置第二次防腐处理的方式，以使紧固件能够在面对恶劣的环境工况，可以具有较好的随覆性，避免其发生龟裂、剥离等，从而影响防腐蚀效果。
根据本申请的防腐蚀处理方法，还包括选择防锈蜡或者防锈润滑脂的步骤。其中，防锈蜡的熔点为60℃-80℃，防锈润滑脂的锥入度220-295(1/10mm)之间，优选的，为265-295(1/10mm)之间。承接上面的实施例，连接检查操作是直接作用在紧固件外的第一防腐层30上，因此连接检查可能会使部分的第一防腐层30被破坏。根据本申请，部分的第一覆盖层41是直接覆盖在紧固件10的表面上。在一些实施例中，防锈蜡或者防锈润滑脂中均含有预设量的铁锈转化成分。示例性的，铁锈转化成分为羟基乙叉二膦酸(HEDP)。铁锈转化成分可以对紧固件表面的锈蚀、氧化皮等杂质进行去除，去除力较强且除锈效果均匀彻底。并且铁锈转化成分可一次性同时完成除锈和防锈的功效，保障紧固件不生成二次浮锈。
在本申请的示例性实施例中，防锈蜡的成分以重量份计，包括90重量份-98重量份的石蜡、微晶蜡和费托蜡的混合物(石蜡：微晶蜡：费托蜡＝9：0.5：0.5)、0.5重量份-1.5重量份的羟基乙叉二膦酸(HEDP)、0.4重量份-0.6重量份的石油磺酸钡盐、0.4重量份-0.6重量份的乙二胺四乙酸、1重量份-2重量份的柠檬酸钠、1重量份-2重量份的苯并咪唑和0.1重量份-0.2重量份的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四羧酸。防锈润滑脂的成分，以重量份计，包括90重量份-98重量份的凡士林、0.2重量份-1.0重量份的羟基乙叉二膦酸(HEDP)、1重量份-2重量份的石油磺酸钡盐、1重量份-2重量份的乙二胺四乙酸、1重量份-2重量份的柠檬酸钠、1重量份-2重量份的苯并三氮唑。
在准备好防锈蜡或者防锈润滑脂之后，通过现有的形成涂层的方式形成根据本申请的第一覆盖层41。在示例性实施例中，采用涂覆方式形成根据本申请的第一覆盖层41。这里的涂覆可以包括喷涂、辊涂或者刷涂中的至少一种形成涂层的方式。在优选的实施例中，采用辊涂或者刷涂的方式形成第一防腐层，操作简单且便于施工操作，节约安装时间和成本，与风力发电机平价开发的目的相匹配。
根据本申请，第一覆盖层41的厚度为10mm-15mm并通过多次涂覆形成。第一覆盖层41的厚度低于10mm，厚度过薄，则不能很好的保护第一防腐层30，第一覆盖层41的厚度高于15mm，厚度过厚，则对于防腐蚀效果的增加无意义，并且还会使得施工周期增加。
在实施例中，防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的纺布或无纺布，第一覆盖层41外至少包裹两层防蚀带，每层防蚀带的厚度为0.2mm-0.5mm。在示例性实施例中，第二防锈剂的成分，以重量份计，包括90重量份-98重量份的凡士林、0.5重量份-1重量份的石油磺酸钡盐、1重量份-2重量份的乙二胺四乙酸和1重量份-2重量份的柠檬酸钠。
在这些实施例中，进一步限定防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的纺布或无纺布，可以进一步提升防腐蚀效果。在第一覆盖层41外至少包裹两层防蚀带，可以使得防蚀带紧密地缠绕并覆盖住第一覆盖层41。
防蚀带为采用丝线搭接形成的纺布或无纺布，搭接结构形成的防蚀带不致密，丝线间会存在较大的缝隙。根据本申请，可以在防蚀带层(即，第二覆盖层)外形成防护层，防护层压紧防蚀带并与其一起形成致密的防护结构。这里的防护剂，目的是填充在防蚀带的搭接缝隙间以与其构成一个整体。简单来说，防护剂相当于“胶水”，起到将搭接缝隙间进行相互粘接的作用。
在实施例中，第二次防腐蚀处理还包括采用防护剂在第二覆盖层42的外部涂覆形成第三覆盖层43。其中，第三覆盖层43可以通过现有技术中的形成层的工艺形成。在本申请中，防护剂包括聚氨酯树脂。根据本申请的聚氨酯树脂可以通过现有技术的制备方法制备得到。示例性的，聚氨酯树脂可以为溶剂型TDI聚氨酯树脂。防护剂在第二覆盖层42表面每平方米面积上的涂覆量为230g-280g。如此，可以保证有效地覆盖住防蚀带的搭接缝隙，整体形成致密地防护结构，共同加强防腐蚀效果。
为了保证紧固件的防腐蚀效果以及寿命，根据本申请的防腐蚀处理方法还包括在第二次防腐蚀处理后，采用上述实施例中的防护罩20固定在待连接部件50上并罩设在外露部分的外部上。
根据本申请，通过设置防护罩20固定在待连接部件50上并罩设在外露部分的外部上，以使在第二次防腐蚀处理之后，紧固件可以通过防护罩20与外界隔绝，从而避免水分、氧气等腐蚀介质进入到防护罩20的内腔中。
根据本申请，防腐蚀处理方法可以应用于风力发电机组中的紧固件的防腐工程。通常塔筒所使用的法兰有L型法兰和T型法兰两种，L型法兰的连接紧固件位于塔筒的内部。但L型法兰仅有位于塔筒内部的一圈紧固件，其承载能力有限，当待连接部件50连接处的载荷超出L型法兰的承载上限时，则需要采用T型法兰，即在塔筒内外圈均设有一圈紧固件的法兰。
具体的，根据本申请防腐蚀处理方法可以应用于连接相邻塔筒段上的两个连接法兰；或者可以应用于连接塔筒底部与基础结构顶部的两个T型连接法兰。在实际应用中，发现位于塔筒外部的紧固件相比于位于塔筒内部的紧固件更容易发生腐蚀，因此本申请的防腐蚀处理方法，应用于位于塔筒外部的紧固件具有更好的防护效果。根据本申请，位于内部的紧固件可以采用本申请的防腐蚀方法进行处理，也可以采用现有技术中的防腐蚀方法进行处理。如图1和图3所示，位于内部的紧固件可以采用冷镀锌的方式进行处理。
图3是根据本申请实施例提供的紧固件经过第二次防腐蚀处理后的结构示意图。图4是根据本申请图3中J处的局部放大图。如图3和图4所示，紧固件10包括螺栓、螺母和垫片，露出部11包括螺栓头、螺母和垫片。露出部11上设有第一防腐层30，第一防腐层30上设有第二防腐层40，第二防腐层40包括依次设置的第一覆盖层41、第二覆盖层42和第三覆盖层43，防护罩20固定在待连接部件50上并罩设在紧固件10的外露部分的外部。
根据本申请的第二方面，提供一种紧固组件，紧固组件包括紧固件10，紧固件10用于连接风力发电机组中的待连接部件50，紧固件10包括被待连接部件50遮盖的连接部12和相对于待连接部件50外露的露出部11，露出部11上设有第一防腐层30，第一防腐层30由冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料通过涂覆形成在露出部11的外部，第一防腐层30上设有第一覆盖层41，第一覆盖层41由防锈蜡或者防锈润滑脂通过涂覆形成在第一防腐层30的外部，第一覆盖层41上设有第二覆盖层42，第二覆盖层42由防蚀带通过包裹形成在第一覆盖层41的外部。
根据本申请的紧固组件，紧固件10露出部11上设有第一防腐层30，以使紧固件从将待连接部件50相互连接后至连接检查期间可以得到初步的防护，在第一防腐层30上依次设置第一覆盖层41和第二覆盖层42作为第二防腐层40，并且第一覆盖层41由防锈蜡或者防锈润滑脂通过涂覆形成在第一防腐层30的外部，第二覆盖层42由防蚀带通过包裹形成在第一覆盖层41的外部，第一覆盖层41和第二覆盖层42能够使紧固件在面对恶劣的环境工况时，能够具有较好的随覆性，避免其发生龟裂、剥离等，从而保证了防腐蚀效果。
在实施例中，紧固件10用于连接风力发电机组中的至少两个待连接部件50。这里的待连接部件50为相邻塔筒段上的两个连接法兰；或者待连接部件50为连接塔筒底部与基础结构顶部的两个T型连接法兰。
在实施例中，第二覆盖层42上设有第三覆盖层43，第三覆盖层43由防护剂通过涂覆形成在第二覆盖层42的外部，防护剂包括聚氨酯树脂。
在这些实施例中，在第二覆盖层42的外部涂覆形成第三覆盖层43，可以保证有效地覆盖住防蚀带的搭接缝隙，整体形成致密地结构，共同加强防腐蚀效果。
在实施例中，紧固件10包括螺栓、螺母和垫片，螺栓头、螺母和垫片形成露出部11，紧固组件还包括防护罩20，防护罩20罩设在露出部11的外周，防护罩20包括主体材料和第一防锈剂，主体材料包括：PVC、PE、PA和PC中的至少一种，在防护罩20中，基于防护罩20的总重量，第一防锈剂的重量占防护罩20的总重量的1％-1.5％。
在实施例中，紧固件10为经过表面处理工艺预先处理后的紧固件10，表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理的表面处理工艺中的一种，表面处理的深度为50μm-60μm。
根据本申请的第三方面，提供了一种风力发电机组，其中，风力发电机组包括上述各个实施例中的紧固组件，因此具有上述各个实施例中所有的有益效果，在此不做赘述。
以上，结合示例性实施例详细描述了本发明构思的紧固件的防腐蚀处理方法和紧固组件。在下面，将结合具体实施例对本发明构思的有益效果进行更详细地说明，但是本发明构思的保护范围不局限于实施例。
实施例1
通过下面的实施例中描述的具体方法来处理根据实施例1的紧固件。
步骤S10，提供紧固件。其中，紧固件为高强螺栓，高强螺栓采用42CrMo4合金钢为原料制备得到，螺栓选择M56×450-10.9级。
步骤S20，紧固件预处理。其中，将渗锌剂和上述紧固件装在位于渗锌罐内部的容器中，开启渗锌罐，渗锌罐转动从而容器跟随转动，在45min内，将渗锌罐的温度从室温加热至419℃，保温4h，随渗锌罐冷却至室温条件，即可得到渗锌层厚度为50μm的紧固件。其中，粉末渗锌剂，以重量份计，包括50重量份的粒径为325目的球状锌粉、45重量份的氧化铝、2重量份的NH4Cl和3重量份的CeCl4。
步骤S30，通过紧固件连接塔筒底部与基础过渡段顶部上的T型连接法兰，并且使紧固件连接在位于塔筒外部的T型连接法兰的连接孔上。
步骤S40，采用冷镀锌涂料对紧固件露出两个T型连接法兰的外露部分进行刷涂，从而进行第一次防腐蚀处理以形成厚度为90μm的第一防腐层。其中，冷镀锌涂料以重量份计，包括70重量份的锌粉(纯度为99.9％)、30重量份的挥发性溶剂(环己烷：丙酮：醋酸正丁酯＝4:3:1)、4重量份的苯乙烯-丙烯酸树脂和0.8重量份的硅烷偶联剂KH570。
步骤S50，在第一次防腐蚀处理之后，立刻采用防护罩粘接在T型连接法兰上并罩设在紧固件的外露部分的外部，其中，防护罩的厚度为2.5mm，高度为3mm，并由99％的聚丙烯和1％的第一防锈剂制成，第一防锈剂以重量份计，包括2.5重量份的钨酸钠、2.5重量份的柠檬酸钠、0.4重量份的己二胺四叉甲基膦酸和1.5重量份的硫酸锌。
步骤S60，去除保护罩，对紧固件与两个T型连接法兰的连接扭矩进行连接检查。
步骤S70，在连接检查后，采用高压气吹去第一防腐层表面上的浮灰，然后直接在第一防腐层上形成第二防腐层。具体的包括以下步骤：
步骤S71，先采用防锈蜡在第一防腐层上进行刷涂而形成厚度为13mm的第一覆盖层。其中，防锈蜡的熔点为70℃，防锈蜡的成分，以重量份计，包括95重量份的石蜡、微晶蜡和费托蜡混合物(石蜡：微晶蜡：费托蜡＝9：0.5：0.5)、1重量份的羟基乙叉二膦酸(HEDP)、0.5重量份的石油磺酸钡盐、0.5重量份的乙二胺四乙酸、1.5重量份的柠檬酸钠、1.5重量份的苯并咪唑和0.1重量份的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四羧酸。
步骤S72，再采用防蚀带在第一覆盖层的外部包裹两层而形成厚度为1mm的第二覆盖层。其中，防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的无纺布，每层防蚀带的厚度为0.5mm。第二防锈剂的成分，以重量份计，包括95重量份的凡士林、0.8重量份的石油磺酸钡盐、1.5重量份的乙二胺四乙酸、1.5重量份的柠檬酸钠。
步骤S73，采用溶剂型TDI聚氨酯树脂作为防护剂，并在第二覆盖层的外部喷涂而形成第三覆盖层。其中，防护剂在第二覆盖层每平方米面积上的涂覆量为250g(相当于形成厚度为300μm的第三覆盖层)。
步骤S80，在第二次防腐蚀处理之后，立刻采用步骤S50中的防护罩固定在T型连接法兰上并罩设在紧固件的外露部分的外部而完成对实施例1中的紧固件的防腐蚀处理。
实施例2
除了选择另外一组紧固件，并在第一次防腐蚀处理之后，不采用防护罩对第一防腐层进行保护之外(即在实施例1的基础上不进行步骤S50，仅采用第一防腐层作为从连接后至连接检查期间的防护)，采用与实施例1相同的方法完成实施例2中的紧固件的防腐蚀处理。
实施例3
除了选择另外一组紧固件，并在第二次防腐蚀处理之后，不采用防护罩对第二防腐层进行保护之外(即，在实施例1的基础上不进行步骤S80)，采用与实施例1相同的方法完成实施例3中的紧固件的防腐蚀处理。
实施例4
除了选择另外一组紧固件，并在第二次防腐蚀处理中，不形成第三覆盖层之外(即，在实施例1的基础上不进行步骤S73，在步骤S72之后直接进行步骤S80)，采用与实施例1相同的方法完成实施例4中的紧固件的防腐蚀处理。
实施例5
除了选择另外的不经表面预处理的紧固件连接到T型连接法兰上之外(即，在实施例1的基础上，不进行步骤S20)，采用与实施例1相同的方法完成实施例5中的紧固件的防腐蚀处理。
对比例1
选择另外一组紧固件，采用冷镀锌材料通过刷涂在紧固件露出两个T型连接法兰的外露部分上形成厚度为100μm的防腐层(根据冷镀锌涂料的性质，结合现有工艺，冷镀锌材料能够成膜的最高厚度约为100μm，在100μm的厚度上，成膜型较好，防腐蚀性能也较好)。
对比例2
选择另外一组紧固件，采用金属材料(ZnAl15金属合金)通过喷涂在紧固件露出两个T型连接法兰的外露部分上形成厚度为100μm的防腐层(根据金属材料的性质，结合现有工艺，金属材料能够成膜的最高厚度约为100μm，在100μm的厚度上，成膜型较好，防腐蚀性能也较好)。
对比例3
选择另外一组紧固件，并选择熔点为70℃的防锈蜡通过喷涂在紧固件露出两个T型连接法兰的外露部分上形成厚度为14.39mm的防腐层(与上述实施例1中的厚度相同)。其中，防锈蜡包括：55％的费托蜡，加入25％的64号半精炼石油蜡，加入10％的80号石油微晶蜡，余下的组分为1.5％的三乙醇胺、0.5％的石油磺酸盐、3％的乙丙树脂、5％的EVA树脂。
需要再次说明的是，以上各个实施例以及对比例中均选择位于同一组T型连接法兰外圈上不同的紧固件。具体地，紧固件为用于连接塔筒底部与基础过渡段顶部上的T型连接法兰的高强螺栓，各个高强螺栓均沿塔筒的径向方向分布在T型连接法兰的外圈，并且尺寸相同。
性能指标测试
(1)对上述通过防腐蚀处理方法所得紧固件进行防腐蚀性能测试(按照GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀盐雾试验》中性盐雾试验对防腐层进行测试，试验条件如下：
1.盐溶液浓度：5％±1％，所有试剂采用化学纯或化学纯以上试剂。
2.盐溶液pH值为6.5-7.2之间。
3.盐雾沉降量：1.5ml/h±0.5ml/h。
4.试验温度：35℃±2℃。
5.样品放置角度：紧固件被试面朝上，并与垂直方向呈25°角，保持紧固件不接触箱体，连续喷雾。
6.试验周期：10000h。
按照上述试验条件进行盐雾试验，每组测试样品3个以上，详细记录腐蚀出现红锈或起泡等防腐现象开始时间。
表1本申请实施例以及对比例的性能测试数据
根据本申请，经本申请防腐蚀处理方法处理的紧固件，可以达到耐中性盐雾试验5000h以上，具有良好的耐腐蚀性能，另外，根据本申请的防护罩，因为具有防锈剂，能够在很大程度上提升耐腐蚀效果。
虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (16)

1.一种用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述紧固件(10)用于连接风力发电机组中的至少两个待连接部件(50)，所述防腐蚀处理方法包括：
采用冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料对所述紧固件(10)露出所述待连接部件(50)的外露部分进行涂覆，从而进行第一次防腐蚀处理以形成第一防腐层(30)；
在所述紧固件与所述待连接部件(50)连接预设时间之后，对所述紧固件(10)的外露部分进行第二次防腐蚀处理，所述第二次防腐蚀处理包括先采用防锈蜡或者防锈润滑脂在所述第一防腐层(30)上进行涂覆而形成第一覆盖层(41)，再采用防蚀带包裹在所述第一覆盖层(41)的外部而形成第二覆盖层(42)。
2.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述防腐蚀处理方法还包括：
在所述第二次防腐蚀处理后，采用防护罩(20)固定在所述待连接部件(50)上并罩设在所述外露部分的外部上。
3.根据权利要求2所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述防护罩(20)包括主体材料和第一防锈剂，所述主体材料包括PVC、PE、PA和PC中的至少一种，在所述防护罩(20)中，基于所述防护罩(20)的总重量，所述第一防锈剂的重量占所述防护罩(20)的总重量的1％-1.5％；
其中，所述第一防锈剂以重量份计，包括2重量份-3重量份的钨酸钠、2重量份-3重量份的柠檬酸钠、0.3重量份-0.5重量份的己二胺四叉甲基膦酸和1重量份-2重量份的硫酸锌。
4.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述防蚀带为由第二防锈剂浸渍形成的纺布或无纺布，所述第一覆盖层(41)外至少包裹两层所述防蚀带，每层防蚀带的厚度为0.2mm-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述第二次防腐蚀处理还包括：采用防护剂在所述第二覆盖层(42)的外部涂覆形成第三覆盖层(43)，其中，所述防护剂包括聚氨酯树脂，所述防护剂在所述第二覆盖层(42)每平方米面积上的涂覆量为230g-280g。
6.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述第一防腐层(30)的厚度为80μm-100μm。
7.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述防锈蜡的熔点为60℃-80℃，所述防锈蜡或者防锈润滑脂中包括铁锈转换成分，所述第一覆盖层(41)的厚度为10mm-15mm。
8.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述紧固件(10)为经过表面处理工艺预先处理后的紧固件(10)，所述表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理的表面处理工艺中的一种，所述表面处理的深度为40μm-50μm。
9.根据权利要求2所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，在所述第一次防腐蚀处理之后，采用所述防护罩(20)固定在所述待连接部件(50)上并罩设在所述紧固件(10)的外露部分的外部，拆掉所述防护罩(20)，进行连接检查，并进行第二次防腐蚀处理，所述防护罩(20)的厚度为2mm-3mm。
10.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述紧固件(10)包括螺栓、螺母和垫片，所述外露部分包括螺栓头、螺母和垫片。
11.根据权利要求1所述的用于紧固件的防腐蚀处理方法，其特征在于，所述待连接部件(50)为相邻塔筒段上的两个连接法兰；或者所述待连接部件(50)为连接塔筒底部与基础结构顶部的两个T型连接法兰。
12.一种紧固组件，其特征在于，所述紧固组件包括紧固件(10)，所述紧固件(10)用于连接风力发电机组中的待连接部件(50)，所述紧固件(10)包括被所述待连接部件(50)遮盖的连接部(12)和相对于所述待连接部件(50)外露的露出部(11)，所述露出部(11)上设有第一防腐层(30)，所述第一防腐层(30)由冷镀锌涂料和环氧富锌涂料中的至少一种涂料通过涂覆形成在所述露出部(11)的外部，所述第一防腐层(30)上设有第一覆盖层(41)，所述第一覆盖层(41)由防锈蜡或者防锈润滑脂通过涂覆形成在所述第一防腐层(30)的外部，所述第一覆盖层(41)上设有第二覆盖层(42)，所述第二覆盖层(42)由防蚀带通过包裹形成在所述第一覆盖层(41)的外部。
13.根据权利要求12所述的紧固组件，其特征在于，所述第二覆盖层(42)上设有第三覆盖层(43)，所述第三覆盖层(43)由防护剂通过涂覆形成在所述第二覆盖层(42)的外部，所述防护剂包括聚氨酯树脂。
14.根据权利要求12所述的紧固组件，其特征在于，所述紧固件(10)包括螺栓、螺母和垫片，所述螺栓头、螺母和垫片形成所述露出部(11)，所述紧固组件还包括防护罩(20)，所述防护罩(20)罩设在所述露出部(11)的外周，所述防护罩(20)包括主体材料和第一防锈剂，所述主体材料包括：PVC、PE、PA和PC中的至少一种，在所述防护罩(20)中，基于防护罩(20)的总重量，所述第一防锈剂的重量占所述防护罩(20)的总重量的1％-1.5％。
15.根据权利要求12所述的紧固组件，其特征在于，所述紧固件(10)为经过表面处理工艺预先处理后的紧固件(10)，所述表面处理工艺包括粉末渗锌、达克罗、热浸镀锌和发黑处理的表面处理工艺中的一种，所述表面处理的深度为40μm-50μm。
16.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括权利要求12至权利要求15任意一项中所述的紧固组件。
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