PL94868B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób uszczelniania i gruntowania porowatych warstw metalowych, celem podwyzszenia ich odpornosci na korozje, kawitacje i erozje.Powloki metalowe obudowie nieciaglej, do których nalezy zaliczyc powloki metalizacyjne oraz niektóre galwaniczne nie zapewniaja dostatecznej ochrony tworzywa podloza przed korozja w róznych srodowiskach.Znane sposoby wypelniania por i szczelin w warstwach metalolowych mozna podzielic na dwie zasadnicze grupy.W sposobach zaliczanych do grupy pierwszej uszczelnianie metalowej powloki ochronnej nastepuje na skutek reakcji chemicznych lub procesów elektrochemicznych zachodzacych w strefach nieciaglosci powloki. W wymie¬ nionych reakcjach poza jonami metalu warstwy ochronnej i czynnikiem uszczelniajacym moga takze brac udzial jony metalu podloza. W charakterze chemicznych srodków uszczelniajacych próbowano zastosowac miedzy innymi pare wodna i roztwory róznych zwiazków nieorganicznych i organicznych. Jak wykazaly badania obrób¬ ka chemiczna powoduje pogorszenie wlasnosci wytrzymalosciowych porowatych warstw metalowych; dotyczy to zwlaszcza powlok otrzymywanych droga natrysku plomieniowego.Druga grupa obejmuje fizyczne metody impregnowania porowatych warstw metalicznych róznymi substan¬ cjami. Do tych celów poleca sie glównie kompozycje malarsko-lakiernicze, znacznie rzadziej woski, parafine i inne. Impregnowanie fizyczne jako samoistna operacje technologiczna stosuje sie tylko w sporadycznych wy¬ padkach. Zazwyczaj uszczelnianie omawianego typu polaczone jest z wytwarzaniem powlok malarskich na za¬ bezpieczanych elementach. Jak wynika z badan korozyjnych, zarówno w procesie malowania, jak i obróbki che¬ micznej porowatych warstw metalicznych uzyskany stopien uszczelniania por i szczelin w powloce jest niewy¬ starczajacy. Stanowi to glówna przyczyne stosunkowo niskiej trwalosci tego rodzaju pokryc metalowych w wie¬ lu srodowiskach korozyjnych.Sposób uszczelniania oraz gruntowania porowatych powlok metalowych wedlug wynalazku polega na tym, ze nasycona wstepnie srodkiem impregnujacym lub blonotwórczym porowata warstwe metalu poddaje sie jedno¬ krotnemu (wzglednie wielokrotnemu) dzialaniu prózni technicznej i podwyzszonego cisnienia. Uszczelnianie lub A2 94868 gruntowanie metalicznych warstw porowatych nasyconych wstepnie srodkiem wypelniajacym lub powlokotwór- " czym przeprowadza sie w warunkach zmniejszonego cisnienia (w granicach od 760 Tr do 10""2 Tr), lub tez sposób wedlug wynalazku prowadzi sie w dwóch etapach. W etapie pierwszym stosuje sie próznie techniczna, a w etapie drugim — podwyzszone cisnienie (maksymalna wartosc nadcisnienia wynosi 20 atm).Zestaw aparaturowy do uszczelniania lub gruntowania pod zmniejszonym cisnieniem zawiera mechaniczna pompe prózniowa i komore lub zbiornik, w którym jest wytwarzane podcisnienie. Natomiast w sklad aparatury do uszczelniania lub gruntowania prózniowo-cisnieniowego wchodzi poza wyzej wymienionymi elementami równiez sprezarka. Uszczelnianie i gruntowanie metalicznych warstw porowatych przeprowadza sie w zbiorniku prózniowym (prózniowo-cisnieniowym) w srodowisku cieklego srodka impregnujacego (powlokotwórczego) lub w komorze prózniowej (prózniowo-cisnieniowej). W ostatnim wypadku przedmioty pokrywa sie warstwa substan¬ cji wypelniajacej lub blonotwórczej.Optymalne parametry obróbki powierzchniowej, to jest temperatura, podcisnienie, nadcisnienie i czas ope¬ racji sa uwarunkowane wielkoscia i rodzajem pustych przestrzeni wystepujacych w warstwach metalowych oraz wlasnosciami czynnika impregnujacego (powlokotwórczego). W porównaniu ze znanymi sposobami uszczelniania przedstawiony sposób zapewnia znacznie wyzszy stopien wypelniania por i szczelin w powlokach metalowych.W charakterze srodka uszczelniajacego moga byc uzyte jedynie te tworzywa, które wykazuja sie duza wytrzyma¬ loscia mechaniczna, malym skurczem, dobra przyczepnoscia do chronionego metalu oraz odpornoscia na dziala¬ nie wody i okreslonych chemikaliów. Najlepsze rezultaty uzyskuje sie stosujac wyselekcjonowane kompozycje ciekle zywic epoksydowych, poliestrowych, poliuretanowych i niektórych innych.Stwierdzono, ze dodatek rozpuszczalnika przyspiesza przenikanie zestawu zawierajacego zywice syntetycz¬ ne w glab porowatej warstwy metalowej, zwieksza jednak absorpcje wody przez uszczelniona w ten sposób powloke. Uszczelnianie prózniowe lub prózniowo-cisnieniowe warstw metalizacyjnych wybitnie poprawia ich wlasnosci antykorozyjne. Jednoczesnie nastepuje wzrost wytrzymalosci mechanicznej i udarnosci oraz odpor: nosci na kawitacje natryskanego materialu. Zwieksza sie takze przyczepnosc powlok metalizacyjnych do podlo¬ za. Wskutek gwaltownego zahamowania migracji elektrolitu do wnetrza warstwy natryskanej nie bedzie mial miejsca proces niszczenia metalu w strefie przygranicznej ziarn, a tym samym obnizenia spoistosci pokrycia. Wada powlok metalizacyjnych, zwlaszcza anodowych, uszczelnianych metoda powlekania jest ich podatnosc na koro¬ zje podpowlokowa. Jak wykazala praktyka, stanowi to najczestszy powód przedwczesnych uszkodzen takich powlok podczas ich eksploatacji. Prózniowe lub prózniowo-cisnieniowe uszczelnianie eliminuje lub znacznie zmniejsza niebezpieczenstwo wystapienia korozji podpowlokowej.Zasadnicza przyczyna niskiej odpornosci powlok organicznych na kawitacje jest ich niedostateczna adhezja do stali konstrukcyjnej. W procesie gruntowania prózniowego i prózniowo-cisnieniowego zachodzi, poza doklad¬ nym uszczelnianiem powloki metalizacyjnej, jednoczesne formowanie sie warstwy gruntowej z tworzywa sztucz¬ nego. Tak powstala warstwa organiczna jest znacznie silniej powiazana z podlozem niz to ma miejsce w przypad¬ ku, gdy gruntowa powloke organiczna wytworzono znanymi sposobami. W celu uzyskania wymaganej grubosci powloki organicznej na warstwe gruntowa nanosi sie znanymi sposobami material powloko-twórczy wyrózniaja¬ cy sie odpowiednia odpornoscia kawitacyjna. Stwierdzono, ze otrzymane ta droga powloki kombinowane metali- zacyjno-organiczne podlegaja minimalnym uszkodzeniom podczas dlugotrwalych prób w warunkach umiarkowa¬ nej kawitacji lub erozji. Mozliwosci zastosowania w praktyce omawianego sposobu wedlug wynalazku ilustruja ponizsze przyklady.Przyklad I. Uszczelniane chromowe powloki galwaniczne.Powloki chromowe techniczne charakteryzuja sie gesta siatka spekan, co warunkuje ich podatnosc na korozje podpowlokowa.Czynnikiem uszczelniajacym jest zywica epoksydowa Epidian 2, zawierajaca 23,1% bezwodnika kwasu ftalowego.Parametry procesu: 1) Wstepne nasycanie powloki chromowej metoda powlekania w temperaturze 120—140°C i czasie 5—10 min. 2) Prózniowe nasycanie powloki chromowej pod cisnieniem 17,5—4,6 Tr, w temperaturze 120—140°C i czasie 5—10 min. 3) Nasycanie powloki chromowej pod zwiekszonym cisnieniem 5—20 atm, w temperaturze 120—140°C i czasie 5—10 min.Po uszczelnieniu prózniowym (1 i 2 operacja) chromowych powlok technicznych wielokrotnie wzrasta ich odpornosc na dzialanie wody morskiej i mgly solnej. Uszczelniane powloki chromowe o grubosci 50—250 jum moga byc równiez stosowane do ochrony stalowych elementów maszyn pracujacych w warunkach niezbyt inten¬ sywnie rozwinietej kawitacji.94868 3 Przyklad II. Uszczelniane powloki metalizacyjne.Czynnikiem uszczelniajacym jest zywica epoksydowa Epidian 2, zawierajaca 23,1% bezwodnika kwasu ftalowego.Parametry procesu: 1) Wstepne nasycanie powloki metalizacyjnej metoda powlekania w temperaturze 120—140°C i czasie —10 min. 2) Prózniowe nasycanie powloki metalizacyjnej pod cisnieniem 50—4,6 Tr, w temperaturze 120-140°C i czasie 5—10 min. 3) Nasycanie powloki metalizacyjnej pod zwiekszonym cisnieniem 5—20 atm., w temperaturze 120—140°C i czasie 5—10 min.Nadmiar srodka uszczelniajacego usuwa sie z powierzchni przedmiotu. Uszczelniane powloki metalizacyjne moga byc poddawane obróbce mechanicznej po utwardzeniu zywicy epoksydowej zawartej w porach i szczeli¬ nach. W charakterze srodka wypelniajacego mozna stosowac równiez zywice poliuretanowe, poliestrowe, siliko¬ nowe, furanowe i inne. W niektórych srodowiskach korozyjnych powloki metalizacyjne ze stali kwasoodpornych uszczelniane zywicami epoksydowymi moga stanowic trwale zabezpieczenie stali weglowych i niskostopowych.Omawiany sposób umozliwia w pewnych wypadkach zastapienie stali austenicznych i innych deficytowych stopów odpowiednimi stalami konstrukcyjnymi. Dotyczy to elementów aparatów i urzadzen szczególnie narazo¬ nych na dzialanie takich czynników agresywnych, jak woda morska, roztwory kwasów, soli itp. Za pomoca uszczelnianych powlok metalizacyjnych ze stali wysokostopowych, niklowo-chromowych oraz brazu glinowego mozna chronic przed niszczeniem erozyjno-korozyjnym rózne czesci maszyn hydraulicznych eksploatowanych w wodzie morskiej i slodkiej.Przyklad III. Powloki metalizacyjno-organiczne.Do gruntowania prózniowego (prózniowo-cisnieniowego) oraz wytwarzania powloki organicznej uzywa sie cieklych poliuretanów lub innych elastomerów. W wypadku zastosowania cieklych zywic epoksydowych uzysku¬ je sie warstwy mniej odporne na uszkodzenia mechaniczne. Grubosc poszczególnych warstw wynosi: a) metalizacyjna warstwa laczna z molibdenu (lub niklu) 40—50 jzm, b) warstwa metalizacyjna ze stali kwasoodpornej lub brazu glinowego 100—1250 jum, c) warstwa poliuretanowa 200—1500 jim.Parametry procesu: 1) Wstepne nasycanie i gruntowanie powloki metalizacyjnej ciekla kompozycja poliuretanowa metoda powlekania w temperaturze pokojowej i czasie 5—10 min. 2) Prózniowe nasycanie i gruntowanie powloki metalizacyjnej pod cisnieniem 50—4,6 Tr, w temperaturze pokojowej i czasie 5—10 min. 3) Nasycanie i gruntowanie powloki metalizacyjnej pod zwiekszonym cisnieniem 5—20 atm., w temperatu¬ rze pokojowej i czasie 5-10 min.Po przeprowadzeniu gruntowania prózniowego lub prózniowo-cisnieniowego pometalizowanego podloza warstwe poliuretanu nanosi sie znanymi sposobami, na przyklad odlewania, malowania zanurzeniowego itp.Otrzymane w ten sposób powloki metalizacyjno-organiczne sa przeznaczone do ochrony stalowych elementów maszyn i urzadzen przed kawitacja, erozja i korozja. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uszczelniania i gruntowania porowatych powlok metalowych za pomoca substancji wypelniaja¬ cych lub powlókotwórczyeh, znamienny tym, ze przeprowadza sie go pod zmniejszonym cisnieniem lub w warunkach przemiennego dzialania prózni i podwyzszonego cisnienia.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie próznie wynoszaca od 760 Tr do 10"2 Tr.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stoyije sie nadcisnienie do 20 atm. PL