锌铝材料的热喷涂

锌、铝及其合金的热喷涂钢结构防护技术主要内容1.热喷涂技术简介2.防护原理与材料3.电弧喷涂工艺4.应用1热喷涂技术简介热喷涂技术简介个热喷涂方法概述热喷涂涂层特点热喷涂防腐1.1热喷涂技术按热源分类1.2火焰喷涂Flamespraying氧乙炔火焰喷涂是最早的一种喷涂方法，具有设备简单、工艺成熟、操作灵活、投资少、见效快的特点可制备各种金属、合金、陶瓷及塑料涂层但是，涂层孔隙度较大,与基体材料的结合强度也较低1.3电弧喷涂两根丝状的金属材料之间产生电弧，产生的热使金属丝熔化,熔化部分由压缩空气气流雾化并喷向基体表面而形成涂层原理与电容器端面喷金相同它的高效率使得它在喷涂Al、Zn及不锈钢等大面积防腐应用方面成为首选工艺1.4等离子体喷涂当某种气体如氮、氩、氢及氦等通过一压缩电弧时产生电离而形成电中性的等离子体(是物质除气、液、固态外的第四态)温度高、结合强度高是制备陶瓷涂层的最佳工艺2防护原理与材料腐蚀原理：电化学腐蚀锌铝层的两种基本防护作用机械隔离、阴极保护金属材料选择封闭材料2.1电化学腐蚀阳极：氧化反应Fe–2e=Fe2+阴极：还原反应1/2O2+H2O+2e=2OH-形成铁锈：2Fe2++1/2O2+4OH-=Fe2O3+2H2O2.2机械隔离表1铝、锌、碳钢在几种大气中的腐蚀速率大气类型平均腐蚀速率(微米／年)碳钢锌铝海洋26~1040.5～80.4~0.6工业28~1752~161乡村4~650.2～30~0.12.3阴极保护Cathodicprotection钢与锌覆盖层构成微电池，锌的电极电位比铁较负，锌覆盖层成为牺牲性阳极(Sacrificialanode/coating)受到腐蚀，钢基体为阴极，只起传导电流的作用，受到保护铝的电极电位比锌更负，应该有更强的阴极保护作用。但有研究认为，铝表面生成的三氧化二铝薄膜使覆盖层电极电位升高，影响了铝的阴极保护作用2.4金属材料选择普通大气中，锌(99.9%)覆盖层的腐蚀速度较慢，而且有阴极保护作用，可得到理想的防腐效果在工业大气和海洋大气环境中，不宜选用锌覆盖层防腐,可选择铝(99%)或铝合金(如Zn-Al15,Al-Mg5)锌铝合金覆盖层可以保持锌铝各自的优点，使覆盖层有更卓越的防护性能，更长的使用寿命锌、铝的适用环境环境优选金属污染Al碱性Zn酸性Al热水Al阴极保护Zn机械损伤Zn或电弧喷涂Al电弧喷涂同火焰喷涂相比，由于采用了电能代替气体燃烧，大大提高了工作效率和工作安全性喷涂层金属以机械镶嵌和微冶金方式与基体金属相结合，在轻微的弯曲、冲击或碰撞下也能确保防腐涂层不脱落、不起皮、结合牢固，防腐寿命可达到50年以上3电弧喷涂工艺3.1电弧喷涂工艺参数喷涂材料电弧电压，V电弧电流，A空气压力，MPa喷涂距离，mm铝24~30100~3000.5~0.6150~200锌20~2450~3000.4~0.6150~200喷涂层设计厚度与防护寿命的关系腐蚀环境设计寿命,年喷涂层厚度,μm铝(不封闭)锌(不封闭)铝(封闭)锌(封闭)乡村10~20100100100100＞20150150100150工业10~20100150100100＞20150250150150海洋10~20--150100100＞201502502501503.2电弧喷涂防腐技术特点防腐寿命长：是重防腐油漆的4~5倍、热浸镀锌的2~3倍与金属基体的结合力高是火焰喷涂的3倍生产效率高：是火焰喷涂的3~4倍涂层质量好：融化温度高，融化均匀，喷涂致密，涂层质量稳定可修复性强适合大面积防腐工程美国焊接学会19年腐蚀实验结果铝喷涂层厚度为0.08mm~0.15mm时，可以在海水、苛刻的海洋与工业大气中提供19年以上的完全的基体金属防护未封闭的锌喷涂层厚度至少需要0.30mm，才可以在海水中提供19年以上的完全的金属防护。在苛刻的海洋与工业大气中厚度至少需要0.23mm，封闭的锌喷涂层厚度需要0.08mm~0.15mm电弧喷涂防腐技术经济效益分析防腐体系建设投入元/m2维护周期年防腐年限年维护成本元/m2综合成本元/m2油漆涂装80~100540480560~580电喷锌+环氧树脂封闭140~160404060200~2204热喷涂防腐技术的应用桥梁工程英国的许多大桥都有25年以上的喷锌防腐蚀经验国内自90年代起，千岛湖南浦大桥、长江黄柏河大桥、下牢溪大桥、广州机场三元里立交桥、徐连高速公路邳州运河大桥水利电力工程输电铁塔水工钢结构防腐：淮河入海水道滨海枢纽、三峡水利枢纽4热喷涂防腐技术的应用海洋钢结构工程海军舰船、海上钻井平台石油化工设备、黄岛油库油罐浮船市政工程照明钢结构、天安门广场国旗杆、东方明珠的顶部钢结构及三套平台4热喷涂防腐技术的应用建筑装潢医疗卫生方面沈阳市国际商场的孔雀开屏大型壁画、生物领域用热喷涂方法，制造人工骨骼、医疗方面使用热喷涂方法制造的人工牙齿市场开发建议热喷涂防腐前景无疑是光明的，应该面向重点建设工程，如：跨海大桥、海上工程、水利工程（运河）、大型石油化工设备设施如何取得工程业主、设计方、施工方（防腐工程公司）的认可产品要获得的质量许可与认证，应该进一步了解相关标准或规范：防腐、热喷涂调研喷铝方面的应用或复合喷涂