火焰喷塑防腐技术及应用

wyj7506

火焰喷塑防腐技术及应用

一、概述 　　大陆陕西中科表面工程有限公司研制的 Z K 8032 型多功能高速火焰粉末喷枪、ZK1232傻瓜型亚音速火焰粉末喷枪、ZK6018型高效火焰喷塑机等系列产品，应用计算机CAD软件设计，军工制造，每个零部件每道工序都经过了严格质量把关。凡是有氧气、乙炔气和压缩空气的场合均可使用ZK系列喷涂设备，可方便快捷的喷涂聚乙烯、环氧粉末、尼龙系列、EVA树脂、氯化聚醚、聚丙烯、丙烯酸、聚苯硫醚、氟塑料等各种静电喷塑粉末及铝、锌、巴氏合金、锅、不锈钢和各种金属，镍铬碳化铬、碳化钨复合粉、氟化铝、氧化钛、氧化铬、氧化锆等陶瓷粉末制备耐磨损、耐腐蚀、耐热抗氧化保护涂层；修复已磨损、腐蚀及误加工的机械零部件；弥补静电粉末涂装和流化床涂装对工件尺寸限制而不能对大型构件、储罐等到现场喷涂施工的难题。本文重点介绍塑料粉末火焰喷涂工艺。 　　二、火焰喷塑涂层用途 我公司设计制造的ZK6018型高效火焰喷塑机，可以现场喷塑解决静电粉末涂装和流化床涂装无法解决的以防腐蚀为目的的塑料涂层。火焰喷塑材料主要有聚乙 烯、尼龙、环氧、EVA、氯化聚醚、聚丙烯、丙烯酸、聚苯硫醚等塑料粉末；火焰喷塑涂层已重点应用于火电厂除盐水箱、核电站海水取水管、舰船螺旋浆、海洋及港湾设施、高速公路收费站护栏、市政照明灯杆、体育馆网架结构、水处理及污水处理设备、自来水水泵、化工风机、电镀挂具、汽车花键轴、印刷机滚筒、石油、化工、食品行业储罐等防腐、装饰、减磨、密封、绝 缘、防滑、防冻及其它特殊用途的涂层有着极其广阔的应用前景。 　　三、火焰喷塑原理及特点 　　3.1 火焰喷塑是采用特制的送粉器和火焰喷塑 枪，借助氧——乙炔火焰产生热量，压缩空气做保护气喷射焰流，将所喷塑料粉末加热至熔融或半熔融状态，喷涂到事先经过预处理并预热到接近所喷粉末熔点温度的被涂工作表面，形成连续、均匀、无孔隙的塑料涂层。 　　3.2 火焰喷塑与静电粉末涂装、流化床涂装相比，具有以下优点： 　　1）装备所需成本低，不用特制喷涂室、烘房。 　　2）装备轻便易携带，可现场施工，喷涂可不受工件尺寸及形状限制。 　　3）可以在100%的相对湿度、低温等环境条件下施工。 　　4）粉末涂料不含溶剂，喷涂后无需干燥养护时间，即喷即用。 　　5）可涂覆多种基体材料如钢铁、混凝土等。 　　6）涂层可修补，对小缺陷部分只要加热表面即可进行修补，大缺陷部分可重新喷涂。 　　7）换粉、换色容易。 　　3.3 ZK6018型高效火焰喷塑机组成和特点： 　　1）ZK6018型高效火焰喷塑机主要喷枪（单枪/双枪）、送粉器、调节阀和管路组成；顾客自备 ≥0.6m3/min空压机、氧气、乙炔气及氧乙炔减压表和管线即可。 　　2）中科公司在长期施工实践中，针对火焰喷塑工作稳定性、喷涂速度、送粉性能等方面普遍存在两个关键问题，一是解决了火焰喷塑枪易发热、回火、难以长时间连续稳定喷涂问题，二是解决了火焰喷塑送粉器的粉末均匀输送问题。国内外火焰喷塑送粉器一般采用沸腾加射吸式、压力式、反吹式等，其中反吹式最简单，只要在一小型密闭粉桶上附加一根吹粉气导管和调节阀以及进气软管，再从粉桶上引出另一根出粉软管，接入喷枪，送粉量通过调节阀调节气流大小来实现送粉量，上述送粉方式无法达到不停枪加粉。中科公司采用反吹沸腾气+可调射吸式关粉不关送粉气的供粉结构，避免了常规送粉器关闭送粉气时粉末停留在输送管产生积 粉，每次喷涂开始送粉会现场粉末冲击波影响局部涂层厚度均匀性和外观质量等缺陷。由于粉桶不承压，可不停枪加粉，从而保证了喷枪全方位长时间连续稳定喷涂作业，满足了大面积火焰喷塑施工需要。 　　四、喷涂参数 　　4.1 火焰温度参数：乙炔气+氧气=3150℃，乙炔气+空气=2700℃，液化石油气+氧气=2800℃，液化石油气+空气=2200℃；如果需要使用液化石油气取代乙炔气作燃气，必须自行改制乙炔气减压表与液化石油气钢瓶减压阀螺纹配套接头连接，液化石油气必须使用乙烯气减压表压力调节0.1～0.15MPa，使用氧气或空气作助燃气压力调节0.4～0.6MPa均可满足火焰喷涂的需要。 　　4.2 火焰喷塑工艺流程：火焰喷塑工艺主要由基体的表面处理→预热→喷涂→检测等工艺流程组成。 　　4.3 被喷工件的基体处理：大型构件或容器等表面可以采用喷砂、打磨和其它工艺方法（如酸洗、磷化）清除表面油污、锈或其它腐蚀介质，工艺研究表明喷砂和磷化对火焰喷塑涂层的结合最为有利。 　　4.4 预热：将被喷工件表面预热到塑料粉末的熔点以上，这是必不可少的，工件预热主要使用火焰喷塑枪、火焰重熔枪、中频电加热设备等。不同的塑料粉末和工件形状、规格、工件的预热温度有所不同。研究和实际应用的经验，不同塑料粉末的工件预热温度详见上述喷涂参数。 　　4.5 工件板厚度小于3mm时，工件起始预热温度 （区域约为本体1㎡=热塑性塑料熔点温度-10～20 ℃）。 　　4.6 工件板厚度大于3mm时，工件起始预热温度 （区域约为本体1㎡=热塑性塑料熔点温度10～20 ℃）。 　　4.7 凹型工件和罐体内的预热温度高于凸型工件和平板件的预热温度的10～20℃。 　　4.8 热固性塑料粉末火焰喷涂时，工件的预热温度和每道涂层厚度有关，建议喷涂热固性塑料粉末时，每道涂层厚度以薄为主，以利于塑料涂层的塑化交联。 　　4.9 喷枪火焰功率与输入喷枪的燃气压力及流量大小有关，大功率燃气火焰易造成塑料粉末燃烧变 质，小功率燃气火焰易造成涂层结合不牢和塑化不完全，火焰功率的大小主要由塑料粉末粒度决定，粗粉末采用大功率火焰喷涂，细粉末采用小功率火焰喷涂为宜。 　　4.10 喷涂距离：热塑性塑料粉末粒度约60～140目时，喷涂距离约200～250mm，热固性塑料粉末粒度约100～180目时，喷涂距离约140～200mm。 　　4.11 保护气一般为压缩空气、二氧化碳、氮气三 种，其中二氧化碳气体的冷却效果最佳，氮气适合尼 龙、聚苯硫醚材料喷涂的保护，粗粉末保护气流略小，细粉末保护气流略大，保护气压力为0.2～0.4MPa即 可。 　　4.12 一般火焰喷塑送粉量在60～100g/min之间，若涂层厚度大于0.3mm则可得到无气孔的涂层，根据塑料的种类，一次喷涂可形成2mm左右的涂层，当粉末喷 出量为300g/min时，膜厚1mm，喷涂效率为12～15㎡/小时。 　　4.13 检测：根据膜厚情况合理选择测厚仪的电火花检漏仪进行检测。