重防腐涂料与涂装-2011-6.ppt
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1、重防腐涂料与涂装,重防腐涂料概念,定义 在严重恶劣环境中,使复合涂层有一定使用寿命的防腐涂料。应用范围大型工矿企业:石油化工;管道、储槽、设备;环境治理;矿山冶炼建筑钢结构:钢结构住宅、机场、体育场馆、会展中心重要能源工业:天然气、油管、油罐、输变电站、核电设备、煤矿矿井现代化交通运输:桥梁、船舶、集装箱、火车、汽车新兴海洋工程:海上设备、海岸、海上石油钻井平台,重防腐涂料的特点涂料:防腐蚀性好;固含量高、厚膜型;施工性能好;涂层低收缩率涂装:钢材表面处理:以抛丸、喷砂为主 喷漆:无气喷漆法 固化干燥:自然干燥法、固化配套涂层:底漆:车间底漆、底漆与底材有良好的附着性、防腐性 中层漆增加涂层厚
2、度、提高屏蔽性、柔韧性 面漆抵抗介质、耐候性 整体涂层:优良附着力,适当的硬度、韧性、耐磨性,光 泽度、颜色符合业主的要求,涂层较长的防腐寿命 按ISO12944-2007国际标准 C1C4C5-IC5-M环境定义 很低 高 很高(工业)很高(海洋)ISO12944-2007-5配套涂层体系 ISO12944-1涂层设计寿命,涂层系统耐久性范围,重防腐涂料涂层寿命耐久性判定标准:ISO12944-1标准规定:涂层耐久性涂层在第一次大修之前所期望保持年限(配套设计寿命)涂层状态 ISO 4628 判定 Ri3级 锈蚀面积1%ISO12944标准中涂层厚度、腐蚀环境和使用寿命的关系(见下表),一、
3、重防腐涂料类型及配套介绍,底漆 重防腐涂料配套体系中底漆的作用最重要:对钢材有良好的附着力 起到优异的防锈防腐作用(1)车间底漆:钢材预处理底漆、保养底漆称造船、集装箱行业涂装工艺上的革命,钢结构涂装工艺的发展方向。,基本特性:有3-6个月的户外防锈能力;干燥迅速、能适合自动化流水线的干燥速度;不影响钢板的物理机械性能及其焊接强度和切割速度;低毒或无毒性,即电焊、气焊和切割时产生的气体中有害成分的浓度(如氧化锌蒸气等)应在卫生标准允许范围内;耐热性好,在焊接、切割、火工校正等热加工时,烧损面积较小,蔓延应控制在10-25mm;较好的耐电位性,对于浸水部位需适应阴极保护;附着力好,能与各种涂层配
4、套,层间附着力好;能控制膜厚以达到焊接、安全卫生和经济性的要求,一般不含锌粉的车间底漆,其干膜厚度可控制在20-25m;含锌粉的车间底漆其干膜厚度可控制在15-20m。,常见车间底漆品种:按GB/T6747-2008国家标准,及JT/T 722-2008部标准 无锌车间底漆 环氧铁红车间底漆:丙烯酸车间底漆车间底漆 有锌车间底漆:环氧富锌车间底漆 无机硅酸锌车间底漆 水性无机富锌车间底漆,(2)底漆:防锈底漆是整个涂层的基础。选择标准:对底材具有良好的附着力和润湿性 基材适宜选用耐碱性树脂 具有良好的屏蔽性 漆膜表面粗糙度大、收缩率低底漆分类以防锈颜料分类:铁红防锈漆 红丹防锈漆(含Pb 禁用
5、)铬酸盐防锈漆(含Cr+6禁用)鳞片型防锈漆(含云母氧化铁)锌粉防锈漆(富锌底漆)新型无毒颜料防锈漆(磷酸锌、三聚磷酸铝、铁钛 粉),以树脂类型分:醇酸漆(AK)可持续发展型涂料 硅酸乙酯漆(ESI)防锈性能好 丙烯酸漆(AY)替代CR(氯化橡胶)氯化聚乙烯漆(PVC)现在很少 环氧及其改性产品漆(EP)最主要 聚氨酯漆(PUR),主要底漆品种介绍富锌底漆富锌底漆作用:阴极保护作用、自修复作用,富锌底漆类型 有机富锌底漆以环氧富锌底漆为主 无机富锌底漆:水溶性、醇溶性,富锌底漆性能比较表,三种富锌底漆性能对比,表 8 2007年我国重防腐涂料行业中富锌底漆产量分析,关于富锌底漆锌粉含量的标准
6、国际标准ISO12944-5(1998)规定:富锌底漆不挥发中锌粉含量不低于80%(质量分数),锌粉颜料符合ISO3549规定。中国部颁标准HG/T 3668-2009规定:不挥发分中的金属锌含量:无机富锌底漆分别是80%、70%、60%;耐盐雾分别是1000h、800h、500h;有机富锌底漆分别是80%、70%、60%;耐盐雾分别是600h、400h、200h(TB/T铁道部标准、JT/T交通部标准)。,厚膜型环氧底漆:有环氧铁红底漆、环氧磷酸锌底漆、环氧玻璃鳞片底漆、环氧云铁底漆 环氧云铁底漆(防锈漆):环氧树脂+片状云母氧化铁,与环氧云铁中层漆不同 环氧磷酸锌底漆:无毒防锈颜料、厚膜型
7、底漆、环保型涂料,可作底漆、中层漆、亦可作面漆,用途广泛。醇酸底漆(云铁、铁钛粉、磷酸锌)钢结构加工行业中,占底漆用量1/4以上;属可持续性发展涂料;发展方向:高油度醇酸树脂涂料;高固体份醇酸涂料(达50%),VOC低,一次膜厚50-80m;改性醇酸涂料,性能好,醇酸铝粉漆可耐高温230C;注意事项:醇酸底漆只能配套醇酸面漆,中层漆作用:是配套涂层的关键所在 承上启下,与底漆和面漆保持良好附着力;增加涂层总厚度,提高涂层屏蔽能力,降低成本;提高整体涂层丰满度,提高面漆装饰性。种类:环氧云铁中层漆(最常用)与环氧云铁防锈漆不同,增加了填料、云母氧化铁用量,片状颜料在漆膜中均匀分布。(见图),图2
8、 云母氧化铁(片状颜料)对腐蚀介质渗透的良好阻隔作用,不同的涂料厂有不同的云铁中层漆,有不同的涂装间隔,时间3月-不限。厚膜型云铁中层漆,有的体积固含量可达80%,单道施工膜厚DFT=100-300m,环氧磷酸锌中层漆用途:作底漆、中层漆、面漆均可施工性能:体积固含量高、单道施工DFT=100微米,干燥迅速,低毒环保,涂装间隔不限其他:有氯化橡胶、丙烯酸等中层漆,面漆作用:遮蔽太阳光紫外线以污染大气对涂层破外作用,抵挡风雪雨水;抵抗化学介质;良好的美观装饰作用(重防腐涂料对光泽度要求不高)。种类:醇酸面漆:只能复涂在醇酸底漆上,不能复涂在富锌底漆上。环氧面漆:耐碱耐腐蚀性好,与环氧类涂料配套,
9、对环境要求高。氯化橡胶面漆:是九十年代末钢结构行业主要面漆。1995年蒙特利尔法规:停止、限制使用CCl4、2010年完全停止。我国尚无相应法规。,氯化橡胶涂料的优缺点,丙烯酸面漆:单组份、施工方便,是氯化橡胶面漆最好替代品。高耐候性的三种重防腐蚀面漆丙烯酸聚氨酯面漆 是目前钢结构行业应用最多的面漆,占60%以上;无最大涂装间隔的要求,符合钢结构涂装工艺;价廉物美、性价比高。氟碳面漆 以FEVE为主要基料的氟碳面漆,可最大限度抵抗紫外线辐射。有机改性的聚硅氧烷涂料 有两种:以氢化环氧树脂改性的聚硅氧烷面漆(第一代)以丙烯酸树脂改性的聚硅氧烷面漆(第二代)高耐候性:高固体份、低VOC、无异氰酸酯
10、;低粘度,易控制湿膜厚度,减少损耗;可直接复涂于富锌底漆上,省略中层漆涂装。,常用防腐面漆比较,重防腐涂料配套体系的建立标准:ISO 12944-2007标准,钢结构重防腐涂料体系,配套涂层 最高防腐年限提法15年14713-1998标准,金属热喷涂(Zh、Ae、Zh-Ae合金、Ae-Mg合金)+重防腐涂料复合涂层,涂层最大使用寿命25年选择过程:,聚硅氧烷涂料,钢结构涂装体系举例说明(见下表),二、重防腐涂料涂装施工,1.重防腐涂料涂装的定义 将钢结构喷漆前表面处理、预涂装重防腐涂料的喷漆、干燥、固化成膜整个工艺方法与过程,以及与此相关的技术上管理上的活动,称为钢结构的涂装。,2.目的,(1
11、)防止或延缓钢结构锈蚀,达到使用寿命(2)防止钢材损伤和磨损,消除内应力,具 有特定使用价值(3)使钢结构呈现装饰作用,传达标志信号(4)发挥特种功能,如防污、示温、发光、隔音,3.重要性,(1)三分涂料,七分涂装(2)涂装工艺比电焊工艺更重要(3)发展涂装工艺必要性(4)涂料涂装整体发展,三、涂装工艺,(一)工艺流程:1.有预处理机及流水线,预处理机及流水线 冷加工、成型 部件组装、焊接 焊缝等打磨处理 预涂装 喷底漆 喷中层漆 喷第一道面漆 运至施工现场 总装焊接 焊缝打磨处理、补涂层漆、中层漆 统喷第二道面漆 检查质量 修补 交验。,钢板 开卷 剪切 型钢 剪切,预处理机及流水线:钢板
12、抛丸 喷车间底漆20um 烘干 冷加工 型钢 抛丸 装运 部件组装,2.无预处理机及流水线,冷加工、成型 部件组装、焊接 喷砂除锈 焊缝处理 预涂装 喷底漆 喷中层漆 喷第一道漆 运至施工现场 总装焊接 焊缝打磨处理、补涂底漆、中层漆 统喷第二道面漆 检查质量 修补 交验。,钢板 开卷 剪切 型钢 剪切,3.设计正确的工艺流程,(1)表面处理方法 设 备 环 保 质 量 单面成本 抛丸 预处理机 有利 均匀、很好 低 喷砂 喷砂工 不利 好 高(2)焊缝处理预涂是必不可少的涂装关键(3)第二道面漆前,均在车间内进行;(4)氯化橡胶面漆、丙烯酸面漆、丙烯酸聚氨酯面漆均属可复涂涂料,没有重涂间隔限
13、制。,(二)表面处理,表面处理质量是决定涂膜质量的关键因素,影响程度达50%,1.目的(1)清洁度:GB8923-88 ISO8501-1 Sa 2 机械除锈 St 2 手工或风电动工具除锈 P3 钢材表面缺陷处理等级(ISO8501-3),GB/T18839.12002 涂覆涂料前钢材表面处理 表现处理方法 总则,GB/T18839.22002 涂覆涂料前钢材表面处理 表现处理方法 磨料喷射清理,GB/T18839.12002 涂覆涂料前钢材表面处理 表现处理方法 手工和动力工具清理,(2)粗糙度 钢材机械除锈后,表面形成的微观不平度。(图1)膜厚DFT(um)=Rz粗糙度(um)3 Rz=
14、Ra(46),(3)喷砂后,提高钢材抗疲劳、应力腐蚀能力。喷砂可使钢材常温疲劳极限提高1.35倍。,表面粗糙度,四、表面处理方法,(1)工程中,热轧钢材用200#溶剂汽油(松香水)局部擦揩,稀释剂及溶剂危险性大;冷轧钢板表面用油封,不能采用此法。(2)手工和动力工具除锈 手工 动力:风动 电动(3)喷砂机 它是一种连续高速度输送磨料的压力容器,是喷砂工艺的主体。(下图),焊缝处理、低表面处理、涂料、带锈涂料。,单缸压出式喷丸缸结构示意图,喷砂机应用:,船 厂 二次除锈,焊缝处理,集装箱厂 焊缝喷砂,1、喷砂房,2、户外 钢结构厂 钢构件表面处理,比例占80%,磨料、黄砂占80%,压缩空气经过油
15、水分离器 磨料选择 粒度:质地:石英砂应该淘汰 铜矿砂重复用两次 密度7.4g/cm3 钢丸 密度7.5g/cm3 钢丝段 密度7.6g/cm3 棱角钢砂 颗粒度:1mm时,钢板厚 6mm,循环使用,表 铜矿渣的等级,喷枪角度与距离:距离 200400mm 角度 45-75,钢质磨料:颗粒一般控制在0.81.2mm,硬度:60HV 2HRC,表 喷砂机工作参数,其他工作参数:见下表“喷砂机工作参数”防尘与安全,抛丸,适当的选择磨料:钢质磨料寿命长 钢丸 I 钢丝切段 III 棱角钢砂 II,抛射磨料处理除锈,也称为抛丸除锈,是利用抛丸设备高速旋转的叶轮将磨料(砂、丸、钢丝段等)抛向钢铁表面,产
16、生打击和磨削作用来达到除锈的目的,在船舶和钢板预处理流水线中应用很广。,颗粒直径:0.81.2mm硬度:60HV 2HRC密度:g/cm 钢丸 7.4 棱角钢砂 7.6 钢丝切断 7.5,钢材等传输速度:无级调速 3.5米/分钟6.5米/分钟抛丸器数量与质量:数量:412只 厚板薄板 8只比4只抛丸量提高20%质量:选择耐磨损好的叶片。球墨铸铁 40小时使用时间 低铬稀土白口铸铁 200-328小时 有效射程及可抛面积:直径500mm抛丸器,射程在5米以内,抛丸效果好。抛距增加1米,动能损失10%。喷射速度50m/s时,不能去除氧化皮。,抛丸机工作参数:见下表“Pangbon公司抛丸机工艺参数
17、”,表 Pangbon 公司抛丸机工艺参数,五、喷漆工艺,1.车间底漆的喷漆 车间底漆的喷涂品种:环氧铁红、环氧富锌、无机硅酸锌膜厚 DFT:1520um漆膜优异性能 优异的加工性能 优异的焊接性能 与底漆的配套性能良好,车辆厂:环氧铁红3个月,集装箱厂:环氧富锌3个月,船厂、钢结构厂:无机硅酸锌36个月,无气喷漆机:富锌专用喷漆机,自动喷枪:上下两把(长江、WIWA、Graco)计算流量、喷嘴类型、移动速度钢板传输速度:无级调速 3.55.0米/分钟,工艺条件 见下表,2.喷涂方法,刷涂:预涂装必不可少。a.损坏区域的局部修补 b.角和边的切割处涂漆 c.在裂缝或腐蚀出现的凹坑处有良好的渗透
18、作用 d.一些特殊关键部位,喷涂易造成破坏。如机器、马达等 部位,只能用手工涂刷 e.对焊缝饰钉、法兰、角落的预涂滚涂:不提倡应用于重防腐涂料,特别是底漆。空气喷涂:不提倡应用于重防腐涂料,漆膜装饰效果好。,无气喷涂,原理:无气喷涂是使涂料通过加压泵(0.140.69MPa)被加压,通过特制的硬质合金喷嘴(0.171.8mm)喷出,其速率非常高。当高压漆流离喷嘴到达大气后,随着冲击空气和高压的急剧下降,涂料内溶剂剧烈膨胀而分散雾化,高速地涂敷在被涂物件上。因涂料雾化不用压缩空气,所以称之为无空气喷涂。,优点:,.涂装效果高。有些现代化的钢结构厂生产中,属于高速度,快节奏 的流水线作业,只有无气
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