防腐蚀涂装与涂装技术.ppt

1,防腐蚀涂料与涂装（涂装部分-1）,防腐蚀工程师资格认证培训,2005年7月,2,日本对各种防腐蚀措施费用的统计,3,涂装技术的主要内容,5.5防腐蚀涂装的前处理技术5.6防腐蚀涂装方法5.7涂膜的干燥或固化5.8防腐蚀涂装设计5.9防腐蚀涂装施工与管理,4,5.5防腐蚀涂装的前处理技术,5.5.1防腐蚀涂装的前处理技术目的：为了获得一定的表面清洁度和表面粗糙度；5.5.2钢材的表面预处理（内容、方法）5.5.3表面预处理标准（国际、国内）5.5.4非铁金属与混凝土的表面处理,5,何为防腐蚀涂装？,将防腐蚀涂料均匀地涂布在被涂物表面使之形成连续、致密的保护性覆盖层（或涂层）的过程称之防腐蚀涂装。涂装的作用在于：防腐蚀性；防护性；和装饰性。使被保护的钢质结构、有色金属结构、混凝土结构、非金属材料结构等与外界腐蚀环境隔离开来。,6,表面预处理的定义,（surfacepretreatment）指在涂装前，除去基底表面附着物或生成的异物，以提高基底表面与涂层的附着力或赋予表面以一定的耐蚀性能的过程称为表面预处理，又叫前处理。,7,防腐蚀涂层的定义？,NACERP0169-96：Coating：涂敷在构筑物上，使其与环境分离的绝缘材料。（针对埋地或浸在水中的金属构筑物）CJJ95-2003：涂覆在管道及其附件表面上，使其与腐蚀环境实现物理隔离的绝缘材料层。广义定义：使用物理的、化学的、或其它工艺方法，在金属或非金属基体表面形成的具有一定的厚度的、不同于基体材料，并使其与腐蚀环境隔离的具有强化、防腐蚀功能的材料层。,8,涂层质量的影响因素和所占的比率,9,5.5.1-1表面预处理在防腐蚀涂装中的作用,1）可提高涂料的润湿性2）可提高涂膜材料与钢表面的附着力：涂料分子与金属表面分子的作用力绝大部分属于分子间力范德华力（诱导力、色散力、取向力），此力的大小与分子间距离的6次方成反比，分子间距离越近则分子间的作用力越大。或者属于化学键作用等。；3）增强涂层的耐腐蚀性能,10,表面预处理的作用之一提高涂层附着力,涂层附着力（adhesiveforce）：指涂层与底材、底涂层与中间层或面涂层之间的附着力。1、化学键结合力：底涂层通过化学键与底材分子间结合-最佳附着力，此力经拉开法检测应大于10MPa；（如环氧聚氨酯防腐底漆-15MPa）2、分子间力（以分子间固有的极性或诱导产生的偶极为基础）：经过表面预处理的钢铁表面是高度活性的表面（其表面能可达几百毫牛每米）3、机械作用力：机械锚固作用,11,表面预处理的作用之二提高涂料的润湿性,润湿是指液体涂料均一铺展在底材上，达到两者之间的紧密接触。它是涂料与基底材料产生附着力的前提条件。涂料的润湿性是与涂料的表面张力、表面能和基底金属的表面张力、表面能相关的；表面能物体表面的分子所具有的过剩的自由能。它又定义为：产生单位面积所需要的功：J/m2、erg/cm2；1erg等于1dyn/cm，也用表面张力来表示表面能。极性分子比非极性分子具有更高的表面张力，例如：水的表面张力为72.6dyn/cm，己烷则只有18dyn/cm。,12,图5-1液体在固体表面的润湿,接触角：指固体表面上液滴底切线与固体表面的夹角。,13,接触角与润湿的关系,该接触角越大，则表明液体的表面张力远大于固体的表面张力，液体与固体润湿很困难；而如果液体的表面张力小于固体的表面张力，则液体将很容易铺展在固体表面，达到很大程度的润湿或全部润湿。,14,液体涂料润湿固体表面的条件,当液体涂料的表面张力远远低于固体底材的表面张力时，液体涂料在固体表面的该接触角很小，则液体涂料将会完全铺展在固体底材的表面，称之为液体涂料润湿固体底材表面。通常清洁的钢材表面的自由能很高，可达410-3N/cm，而涂料则为（26）10-4N/cm。环氧树脂类的涂料具有较高的表面能，如果钢结构的表面存在污染物（表面能会降低到210-4N/cm），则不可能粘结良好。（熔结环氧粉末涂层）,15,表面预处理的作用之三增强涂层的耐腐蚀性,正常情况下，喷丸除锈工艺可使金属材料的常温疲劳极限提高1.35倍，即强化了钢材的表面；磷化处理后的钢表面可将涂层的防腐蚀性能提高23倍；磷化处理是通过化学反应在金属表面形成一层难溶的、非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜，既增强了基体材料的抗蚀性，又提高了涂层与金属基体表面的附着力。,16,5.5.2钢结构的表面预处理,1）除油或脱脂；2）除锈斑、氧化皮；3）表面的清洁和机械性污物，如粉尘、毛刺等的清除；4）表面的化学转化处理。,17,钢结构表面的油污的清除,动物油污、植物油污可采用皂化、乳化和溶解的方式去除（油脂+NaOH，生成：甘油+脂肪酸钠）；矿物油是高级烷烃混合物，不能皂化，可通过加入弱酸强碱盐如磷酸钠、碳酸钠等来增加润湿、乳化、溶解和分散作用；粘度大、极性强的油污较难于清洗；对难于清洗的油污可采用增强化学反应和物理机械作用的方法。,18,表5-18钢结构物表面的脱脂方法,19,20,溶剂乳化清洗,利用有机溶剂、表面活性剂等对油污的溶解和乳化剂的分散作用来去除油污；清洗方式可采用浸渍、喷射方法；在清洗槽内进行。国内有各种用途的金属清洗剂出售。清洗剂由多种表面活性剂、助剂组成，适用于不同类型的金属和清洗环境。,21,超声波清洗,利用高频声波将浸泡在溶液中的钢结构物表面的污物去除。高频声波通过换能器产生正负交变的压力波，所产生微小的气泡从生长到崩溃，此过程称之为“空化效应”。气泡在崩溃前时内部所积聚的巨大能量，在崩溃时释放出高温、高压、高速的气泡流，冲向被清洗物的表面，所产生的机械作用力可使污物破碎，而从结构物表面剥离。,22,除脂质量的评定方法,GB/T13312-1991钢铁涂装前除油程度检测方法。水膜法：清洗后的结构物表面浸入干净的水中后，在取出检查，结构物表面应带有一层连续的水膜；如果水膜破裂。则表明油污未除净。揩拭法：喷雾法：试纸法等等。,23,除油质量检测方法表,24,铁基金属的表面除锈,1、化学除锈（酸洗除锈）：FeO+H2SO4FeSO4+H2OFe（OH）2+H2SO4FeSO4+2H2O2Fe（OH）2+3H2SO4Fe2（SO4）3+6H2O对难溶的四氧化三铁，通过铁阳极的腐蚀而产生氢，促使氧化皮的脱落，同时析出的氢又使难溶的氧化皮还原而溶解，：2Fe+3H2SO4Fe2（SO4）3+3H2H2+Fe3O43FeO+H2O,25,化学除锈常用酸、缓蚀剂、润湿剂,无机酸和有机酸柠檬酸、草酸、氨基磺酸等）缓蚀剂：若丁乌洛托品等润湿剂：吐温-80乳百灵A十二烷基磺酸纳等,26,物理方法（机械）除锈,1、手工除锈：人们利用钢丝刷、刮刀、砂布等工具的除锈方法（清除较轻的、疏松锈）；2、动力工具除锈：使用以电动机带动或以压缩空气驱动的除锈工具（各种电动砂轮机等）；3、喷射除锈：喷射除锈是以压缩空气为动力，将磨料以一定的速度喷向被处理的钢结构表面，以除去钢结构表面的铁锈、氧化皮及其它污物，并使钢结构表面获得一定的表面粗糙度的表面预处理方法。也可强化表面。（利用摩擦、冲刷、切削作用）,27,喷射除锈所使用的磨料（丸料、棱角状磨料）,金属：钢钢丝段、钢碎粒；铸钢铸钢丸粒、铸钢碎粒；可锻铸铁丸粒、碎粒；非金属：天然的石英砂、碎砂；人造的金刚砂、熔渣等。石英砂是最常用的非金属磨料，适合于要求较高的的钢结构物的除锈处理，但由于粉尘大、且消耗量也大，又会造成工人的矽肺，其使用已受到限制。,28,钢材表面喷射除锈方法比较,29,图5-2喷丸（砂）除锈系统示意图1压缩机2油水分离器3空气过滤器4喷丸机5喷丸室6除尘器7集丸坑8丸粒回收装置9进风口10风机,30,影响喷丸除锈效果的主要因素,空气压力；磨料的种类、尺寸与形状；喷枪的口径；磨料喷射的角度、投射的速度与距离等，都是影响除锈效果的因素。如：入射角30：磨料起锤击作用入射角30时：磨料起切削和冲刷作用一般锈层时选择入射角70，而具有氧化皮时选择入射角170MPa。“返锈”问题的处理,37,高压水除锈的使用场合与压力选择,38,磷化处理（化学转化膜）,磷化处理是指使用化学或电化学手段，通过化学反应在金属表面形成一层难溶的、非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜的过程。所生成的薄膜也称为化学转化膜，或磷化膜。磷化膜是针状结晶，除可增强涂膜和金属的附着力外，还具有耐蚀性，可作为金属保护性涂层的底层。粉末喷涂中常常采用磷化膜打底。（14页表）,39,采用不同的表面预处理方法涂装后钢表面的腐蚀情况,40,5.5.3钢表面预处理的国际标准（表面清洁度）,瑞典工业标准：SIS055900：1967涂装前钢材表面除锈图谱标准；美国钢结构涂装委员会的标准：SSPC表面预处理规范英国的国家标准：BS4232国际标准ISO8501-1：1988涂装油漆和有关产品前钢材预处理表面清洁度的目视评定第一部分：未涂装过的钢材和全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级,41,表面预处理的国际标准（表面粗糙度）,ISO85031ISO表面粗糙度比较样块的技术要求和定义；ISO85032喷射处理后钢材表面粗糙度分级比较样块法；ISO85033ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法显微镜调焦法；ISO85034ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法触针法。,42,表面预处理的国家标准,1、有关表面清洁度的标准：GB892388涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级2、有关表面粗糙度的标准：GB13288-1991涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较样板法）,43,表面清洁度的典型样板照片的目视评价方法,GB8923是以钢材表面的目视外观来评价钢材表面的锈蚀等级和除锈等级的，共包括了典型样板照片28张未处理前的原始锈蚀等级：4张除锈后的表面状态：24张,44,表5-20GB8923规定的除锈等级和质量要求,45,46,GB8923喷射除锈与几种通用国际规范的除锈等级的对应关系,47,表面粗糙度评价的国家标准,指经过喷（抛）除锈后，在钢材表面形成的具有较小间距的微观无规则的凹凸特征。粗糙度参数RY是根据ISO85034触针法测量得到的。粗糙度参数RY指“最大峰-谷高度”，用触针法测量通常采用RY5，系指“平均最大峰-谷高度”。评定时也是通过与表面粗糙度基准样块比较和直观触摸的方式进行,48,表5-22表面粗糙度等级划分,49,接上一页表,50,关于表面粗糙度,钢材表面涂装时最合适的粗糙度范围：4075m；最大的粗糙度不应超过100m；表面粗糙度的大小取决于磨料的粒度、形状、材料、喷射的速度、作用时间等工艺参数。,51,磨料与处理方法对粗糙度的影响,52,5.5.4混凝土构筑物的表面预处理,混凝土、钢筋混凝土结构是现代重要的建筑材料，广泛应用于工程建设和市政建设领域如：水利工程中的大坝、桥梁、管道、地坪、建筑诸多领域。自来水系统、污水处理系统储水池、管道、石油化工系统储罐、交通运输系统等。,53,混凝土、钢筋混凝土结构物的腐蚀,1、溶出型腐蚀：Ca（OH）2产生物理溶解，从水泥石中溶出；2、分解型腐蚀：水泥石中的Ca（OH）2与酸性溶液作用，生成可溶性的盐，或无胶结性的产物，是水泥石丧失强度；3、膨胀型腐蚀：水泥石中的Ca（OH）2与硫酸盐溶液作用，产生新的物质-石膏，又进而生成31结晶水的硫铝酸钙，是体积增大（2.5倍）；结晶型溶液在水泥缝隙中脱水、结晶、而体积膨胀（NaOH、Na2CO3）（1.54倍）,54,混凝土结构涂装前的表面处理,美国ASTM发布了专用于混凝土表面处理的标准：ASTMD-4258涂装前的混凝土表面预处理方法ASTMD-4259混凝土表面喷射打毛方法ASTMD-4260混凝土表面的酸蚀的打毛方法NACE标准：6G1-91防腐蚀的混凝土表面污染物的表面预处理,55,混凝土结构的表面预处理程序与要求,水泥、混凝土底材必须经过充分的养护（28天）；由于水泥、混凝土是多孔结构物，因此在表面处理时应首先去除水泥、混凝土表面的任何疏松物质；应清除水泥、混凝土表面的油污或油脂；用粗磨料喷射混凝土的表面，使其表面被打毛，或者采用10%的盐酸刻蚀混凝土表面，使其变得毛糙，再用水将酸液冲净；严格控制混凝土表面的含水量，应在5%以下；混凝土表面的pH值应控制在10以下；混凝土表面的缺陷如：裂纹、坑、微孔等必须修复。,56,普通带轮喷砂机,57,人工控制型喷砂机,58,管道内壁喷砂机,59,抛丸处理机,60,喷砂设备布置图例,61,5.6防腐蚀涂装方法,5.6.1溶剂型防腐涂料的涂装方法5.6.2粉末涂料的涂装方法5.6.3钢结构的热喷涂涂层技术,62,5.6.1溶剂型防腐涂料的涂装方法,1、刷涂：最古老、最简单、最传统的手工涂装方法；涂膜常见的缺陷是流挂、刷痕、气泡、厚度不均。2、刮涂：用于粘度较高的高固体成分涂料；常见缺陷是开裂、脱落、翻卷等，其涂膜的厚度也很难均匀。,63,溶剂型涂料的涂装方法,3、浸涂（适用于烘烤型涂料）涂料的施工粘度是浸涂的重要工艺条件，直接影响浸涂后的涂膜的效果。最佳黏度：2030s，（用涂-4杯黏度计，25时测量）浸涂的方式有：手工浸涂、离心浸涂和真空浸涂。该法适用于结构复杂的器材或工件，不适用于挥发性涂料。但溶剂损失较大，容易造成空气污染；浸涂应设有搅拌、加热和通风装置；浸涂得到的涂膜不易均匀，还会产生气泡、或有表面粗糙的缺陷。大型浸涂槽必须设有事故排放口，保证事故发生时槽内涂料能在5分钟内全部排放至室外储漆槽。,64,溶剂型涂料的涂装方法,4、淋涂：与浸涂相近，涂料是由喷嘴喷淋至被涂物表面的涂装方法。应选择表干较慢的烘烤漆和自干型漆；常见故障：漆膜不平整、厚度不均匀、漆膜有流痕、覆盖不完整。也会产生完全和污染问题。,65,喷涂,利用压缩空气及喷枪使涂料雾化的施工方法称为喷涂法。缺点是材料的损耗远大于刷涂和淋涂等方法，且使用溶剂性涂料时会造成环境的污染。种类：1）空气喷涂法2）无空气喷涂（高压无空气喷涂）3）静电喷涂法：,66,空气喷涂法（高压空气喷涂）,利用压缩空气在喷枪嘴产生的负压将涂料容器中的涂料从涂料喷嘴喷出，并迅即进入高速的压缩空气流，使涂料液-气相急剧扩散，被分散为雾状微粒射向被涂物表面形成连续的涂膜。空气喷涂喷枪是喷涂的关键性设施，按压缩空气的供给可分为：外混式、内混式；按涂料的供给可分为3种：重力式、吸上式和压送式；。,67,空气喷涂法的特点,1）涂装效率高，比刷涂提高10倍；（2）涂膜质量好，均匀且与被涂面附着力得到提高；（3）适用性强，几乎适用于各种涂料和被涂物；（4）设备简单实用，喷枪的价格低；（5）涂料损耗大，利用率低（50%或更少），污染环境。新式喷枪：HVLP空气喷枪、LVLP空气喷枪等都可以提高涂料的利用率。,68,高压空气喷涂的作业要点,喷涂距离：口径低于1.5mm的喷枪，喷涂距离为1520mm，高于1.5mm的则为2030mm；喷枪运行方式：角度、运行速度；喷雾图样搭接：搭接宽度应为有效喷雾图样幅度的1/41/3。而且要保持一致；涂料粘度：调整到工艺规定值范围内。,69,无气喷涂（高压无气喷涂）,利用压缩空气驱动高压泵，使涂料吸入并增压至1125MPa通过软管和喷枪喷出，获得高压的涂料离开喷嘴时，快速雾化成极细的微粒，喷射至被涂物表面形成均匀的涂膜。与空气喷涂的区别：压缩空气不参与涂料的雾化、不与涂料混合；无气喷涂的开发是为了减少涂料的损失，减少对大气的污染，提高涂装作业的效率。涂料在1125MPa压力下喷向被涂物表面，使涂料的渗透能力大为提高，涂膜的附着力好。并使涂膜具有光滑致密的表观。,70,无空气喷涂工艺的特点,1）一次性涂膜厚度大，可喷涂各种高固体成分及厚浆涂料，获得的涂膜较厚；2）喷涂效率高，是空气喷涂的3倍左右，可达到400-1000m2/h。特别适用于大型工业领域如造船业、建筑业等领域的应用；3）涂料可加热后喷涂，降低涂料的粘度，增加涂膜的附着力；4）涂料的利用率高（不采用空气雾化，涂料飞散少）；5）可喷涂各种环氧、聚酯、聚氨酯、聚脲等双组分涂料。,71,无气喷涂的主要设备,动力源、高压泵、蓄压过滤器、输漆管、涂料容器和喷枪。动力源：压缩空气、油压与电源；喷枪：应具有优异的耐高压的密封性，枪体应轻，扳机启闭应灵敏，操作要方便；有手持式、长杆式（2米）、自动式高压泵：气动高压泵、液压高压泵、电动高压泵；输漆管：耐压强度1225MPa，最高35MPa；,72,喷嘴的选择与工艺条件的确定,涂料喷嘴的选择：根据涂料喷出量、喷雾图形宽度，每种喷嘴都有一固定的范围，实际喷涂作业时一般选择标准的喷嘴，各厂家生产的喷嘴的规格、涂料喷出量和喷雾图形幅宽都有产品表格供查询；常用涂料无气喷涂的工艺条件：也可以参照相应的技术表格。提供：喷嘴的等效口径、涂料喷出量、喷雾图形幅宽、涂料黏度、涂料压力。,73,无气喷涂的应用领域,广泛应用于船舶、桥梁、汽车车辆、钢结构、建筑领域，以及机械行业等，尤其是大型结构物或建筑结构的现场喷涂作业，无气喷涂是首选的涂装工艺方法。无气喷涂是目前应用最广泛的涂装方法之一。,74,GRACO电动高压无气喷涂机,美国GRACO公司作为全球最大的喷涂设备厂商之一，从发明了世界上第一台高压无气喷涂机至今，拥有多项技术专利。GRACO公司根据重防腐涂料及其施工特点，研发了ULTRAMAX系列高性能电动高压无气喷涂机。ULTRAMAX是一种用途广泛的电动喷涂机，该机采用最新的Endurance柱塞泵，具有即时响应的电子调压系统，喷涂压力可随意调整，满足不同品种、粘度的重防腐涂料喷涂的需求。强劲的压力与流量，可接驳长达90米的高压涂料软管，作业范围大，喷涂效率达每小时800-1000平方米。,75,电动无气喷涂机,76,常用机型的主要性能指标,ULTRAMAX695最大涂料出口压力3300Psi(22.4MPa)最大涂料流量2.3L/Min最大喷嘴尺寸0.026in软管最大长度300ft(91.4m),77,电动无气喷涂机（适用于高粘度防腐蚀涂料喷涂）,78,气压式喷涂机,79,无气喷涂机,80,便携式,81,美国GUSMER公司聚脲喷涂全套设备,82,GX-7型聚脲喷枪（美国GUSMER产）,83,聚脲喷枪GX-8型（美国GUSMER产）,84,美国GUSER公司生产的聚脲喷涂机H-20/35型,85,86,静电喷涂法,利用静电发生器产生高压电场，喷枪和被涂物分别与高压电场的两端相连，喷枪喷出的涂料在高压电场中雾化并在静电场力的作用下沉积在被涂物的表面，形成一层均匀的涂膜，称之为静电喷涂。原理：喷涂时一般将工件接地，为阳极；喷枪口为负高压，当电场强度足够高时，枪口附近的空气产生电晕放电，而使空气电离。涂料粒子通过枪口时被带上电荷成为带电粒子，在通过电晕放电区时，进一步与离子化的空气结合再次带电，在高压静电场的作用下，被带到极性为正电的被涂工件的表面，沉积在其表面而形成涂膜。,87,静电喷涂的优点,喷涂效率高，可实现多支喷枪同时作业；涂料的利用率可达8090，与空气喷涂相比可节约30%40的涂料，甚至比空气喷涂提高12倍；涂层均匀；对环境的污染小；可大规模自动化生产，是应用最为普遍的涂装技术之一。汽车、家电、仪器仪表、钢制家具、电器、电动工具、燃气机具等各个领域。,88,静电喷涂的缺点,存在高压火花放电而引起火灾的危险；易受环境温度、湿度的影响；对涂料的电性能有一定的要求；静电喷涂的技术要求比较高。,89,5.6.2粉末涂料的涂装方法,粉末涂装系指将粉末涂料涂布到被涂物上，经加热熔融流平成膜的工艺过程。粉末涂装工艺分为以下两类：热涂装工艺、冷涂装工艺两类，常见的粉末涂装法有：火焰喷涂法；：静电喷涂法；流化床法；静电流化床法；当前应用最为广泛的是粉末静电喷涂法。,90,粉末涂料涂装与溶剂型涂料涂装的区别,91,粉末涂料涂装与溶剂型涂料涂装的区别,92,钢门采用三种工艺的涂膜质量对比,93,火焰喷涂法（熔射喷涂法）,利用压缩空气使粉末涂料从火焰喷嘴中吹出，并以高速通过从喷嘴外围喷出的火焰区域，使粉末涂料呈熔融状态后喷射到被涂物的表面。可用于金属粉末的涂装，也用于热塑性的粉末的涂装。应用于大型结构物的涂装与维护，作为防腐涂层、耐磨涂层使用。也可用于使用静电喷涂、或流化床喷涂的大型结构物的涂层缺陷的现场修补。,94,粉末静电喷涂法,利用高压静电电晕原理，将喷枪的端部与一负高压静电电极相连，被涂物接地，带有负电荷的粉末涂料粒子在静电场的作用下，喷涂到被涂物的表面（被涂物表面已被加热），熔融、固化后形成一层均匀致密的涂膜；或者在固化炉中熔融、流平而形成均匀的涂膜。热塑性粉末：聚乙烯粉末；热固性粉末：环氧粉末（装饰性、重防腐性的）,95,粉末静电喷涂的冷喷涂与热喷涂,粉末静电喷涂的冷喷涂：被涂装的工件在进行表面预处理后，不预热直接进行粉末喷涂的工艺，称之为静电粉末冷喷涂。粉末静电喷涂的热喷涂：被涂装的工件经过表面预处理后，先进行预热，然后再进行静电粉末涂膜的喷涂，则称之为热喷涂工艺,96,97,粉末静电喷涂的设备,粉末喷涂法需使用高压静电发生器；供粉器；喷粉枪；喷涂室；粉末回收装置；传动装置；固化设备；及空压机。喷涂设备较复杂，技术要求高，造价高。,98,静电流化床法,通过静电引力，用气流使流化槽内的粉末涂料呈沸腾状态，并带有负电，放入带正电的预热到粉末涂料熔点以上温度的被涂工件（工件接地），粉末被吸引到被涂工件表面，熔融固化的涂装方法。大型流化床工艺复杂，静电喷涂的设备造价高；涂膜较薄，较多用于复杂工件的涂装。,99,5.6.3钢结构的热喷涂涂层技术,利用对被喷涂的材料加热与喷射的方法获得涂层的技术。热喷涂过去被称之为火焰喷涂或金属喷涂。热喷涂技术是满足大型钢结构物长效防腐蚀要求、减少其服务期间的维护费用的最有竞争力的防腐蚀方法。寿命：在大气、土壤或水中至少20年不需维护，和40年后的少量维护。喷涂方法不但可以喷涂纯锌或纯铝涂层或它们的合金涂层，还可以喷涂锌铝合金、铝镁合金、以及稀土铝合金，,100,热喷涂的定义,热喷涂技术是利用高温的热源，将喷涂所使用的固体金属材料、陶瓷材料等加热至熔融状态，借助高速气流再将其雾化后喷涂到表面已经被处理过的基体表面，并沉积成具有优良防护性能的涂层的喷涂方法。,101,热喷涂技术的应用,国际上始于20世纪20年代；20世纪40年代，英国用于威尔士海峡大桥钢索的防护；20世纪60年代，对新建桥梁采用热喷涂防护；北海近海钻井平台；美国则大量用于水工结构物；美国还将热喷涂技术应用于公路钢筋混凝土桥梁中的钢筋的防护；（19年实验53年、54年，4248个试片，12年延长到19年）我国较大规模应用始于70年代；大型桥梁（南京长江）、葛州坝水利枢纽（1984年）煤矿的竖井井筒（至少延长10年以上寿命），2001年的磁悬浮列车的轨道梁，三峡水利枢纽工程等。,102,热喷涂原理与方法比较,喷涂材料（金属粉末、线材、陶瓷、等）在喷枪中被加热、熔化或软化、加速后喷射到工件的基底金属表面而形成涂层。工件表面应经过表面预处理，具备一定的表面粗糙度，喷涂粒子以熔融状态瞬间被冲击到基底表面后，在强大的压缩空气急剧冷却作用下凝固、沉积成涂层。热喷涂涂层与基底表面的附着为冶金结合（机械嵌合）为主；主要方法有：火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂。,103,常用的热喷涂方法的工艺比较,104,热喷涂涂层的后处理,在工业气体、海洋环境、腐蚀性气体及高温环境下的热喷涂涂层必须进行封闭处理。封闭处理：即加封闭涂层和面涂层，加封闭涂层的原因是由于绝大部分热喷涂涂层具有孔隙。例如：氧-乙炔火焰线材喷涂铝的涂层的孔隙率为5%12%，使用最多的电弧喷涂孔隙率都较大。热喷涂涂层结构：热喷涂涂层+封闭涂层+面漆,105,热喷涂涂层的特征,1、在压缩气流作用下冲击在被涂装的基底的表面，形成扁平状的薄片，喷涂液滴的持续堆积，形成了层状结构的喷涂涂层。2、外观表面比较粗糙、具有较高的表面能；3、微观结构各向异性，不均匀的和存在孔隙与气孔的涂层。4、热喷涂涂层可进行涂层结构设计，满足各种严酷的腐蚀环境。,106,封闭涂层的种类和使用环境,107,电弧喷涂,利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧熔化金属，用压缩空气把熔化的金属雾化，并对雾化的金属细滴加速，使它们喷向工件形成涂层。电弧喷涂系统主要由喷涂枪、送丝软管、送丝机构、喷涂电源、控制箱（器）等组成。按喷涂枪的不同又可分为手持式与固定式两种。手持式便于现场操作，固定式电弧喷涂设备将喷涂枪、送丝机构固定在可自动行走的机械化的装置上，适合于规则表面、大面积的防腐蚀工程的施工。电弧喷涂的喷涂效率是线材火焰喷涂的38倍，而能源消耗仅为其1/10。,108,电弧喷涂系统示意图,用压缩空气把熔化的金属雾化,109,几种常用的防腐蚀涂层的封闭涂层,铝乙烯树脂：空气干燥型的含铝乙烯共聚物，常用于锌与铝的面漆；钝化铬酸锌：能生成多孔膜。可与铝乙烯树脂配合使用，为面漆提供强粘结作用，可用于工业大气、盐雾大气环境；沥青基铝粉：高熔点漆料，工作温度：870980C，主要成分为片状铝粉。（国外的相关产品）,110,国内常用的封闭涂料、面漆,面漆涂料：聚氨酯涂料、环氧体系、醇酸涂料；（选用原则：与底层封闭底漆的适应性、匹配性、作为面漆的涂层的技术性能、经济性）,111,热喷涂涂层在防腐蚀领域的应用,钢铁结构件表面喷涂铝、锌及其合金；热喷涂层在化工防腐工程中应用陶瓷涂层搪瓷反应釜或搅拌浆、叶、局部破坏，不能使用，采用氧乙炔火焰喷涂陶瓷涂层，再进行封孔处理，可修复如新，一般一台反应釜至少要八万至十万元，修复及效益可观。,112,普通尼龙，塑料涂层环境在100以下使用，采用氧乙炔火焰塑料粉末喷涂方法，可进行低温或常温防酸、碱介质腐蚀。高温塑料涂层聚醚砜、聚醚酮、聚苯硫醚等涂层可在150350环境下应用，用于化工容器、贮罐等，大有应用前景。氧乙炔焰塑料粉末喷涂是近年来应用化工防腐中一个重要手段，值得大力开发。不锈涂层各种容器、贮罐等，采用普通钢制造表面喷涂1Cr18Ni9Ti或0Cr、00Cr等不锈钢材料，再进行封孔处理，代替整体制造不锈钢，,113,热喷涂在火电厂的应用,电厂锅炉的水冷壁管、过热器、再热器、燃烧器等由于高温腐蚀、硫化腐蚀和磨蚀，从而造成爆管和泄露，这是由于电厂锅炉水冷壁壁面的温度高达1000，管内水的工作温度达到360，从而导致高温腐蚀的产生，同时，燃煤中含有的“硫”等杂质元素也会在煤粉燃烧中的烟气中产生具有腐蚀性的SO3气体，引起管道的热腐蚀和硫腐蚀等。国外从80世纪早期就使用热喷涂铬合金涂层来防护锅炉管道的热腐蚀、硫腐蚀和磨蚀，并已制定了相关标准。,114,等离子喷涂设备图例,115,电弧热喷涂示意,116,超音速、等离子组合喷涂,117,火电厂锅炉的电弧热喷涂,118,电弧热喷涂机械手,119,金属丝火焰喷涂枪,120,金属粉末火焰喷涂大型柱塞,121,上海东方明珠电视塔天线的Ac合金铝防护层,122,上海磁悬浮轨道采用Ac合金铝防护涂层,1