本发明涉及化工容器及其附件的防腐蚀保护层的制造工艺及其装置。 一般的电镀层只能抗大气腐蚀,不耐强酸碱。化工容器,特别是反应釜的抗腐蚀要求高,已有技术的反应釜通常采用搪瓷保护层,其工艺过程要求把工件加热到950℃以上,工作环境恶劣,能耗大,并且搪瓷保护层的缺点是不耐冲击,不适用于磷酸,氢氟酸等介质及苛性碱的工作介质,也不能在低温条件下工作,因此提高防腐层的性能、拓宽其应用范围是当今一大课题。
本发明的目的在于克服已有技术存在的问题,改变防腐层的加工工艺,改善工作环境,降低能耗,提高耐腐蚀层的抗冲击等项性能,拓宽工件的适用范围并提高其使用寿命。
本发明的工艺过程如下:
1、坯件成型工序:
本发明的化工容器或其附件的金属基体可以是各种金属材料,一般为钢铁,最好采用廉价低碳钢,当所用钢种的抗拉强度>102公斤/毫米2时,电镀前应进行消除应力热处理,电镀后进行除氢处理。
坯件按设计图要求成型,并要求待涂敷防腐层工件的连接处需圆滑过渡,过渡区的最小曲率半径>3毫米,不允许出现尖锐的梭角。
2、坯件表面处理工序:
为了提高电镀层与金属基体间的结合力,电镀之前必须经过除油,除锈处理得到光亮的金属表面。
3、电镀工序:
经过工序2处理地坯件必须立即进入电镀槽进行电镀。
电镀可以是镀锌、镀铬、镀镍,其工艺均为常规工艺过程。但要求控制镀层厚度在0.007~0.015毫米范围内。镀锌层不再进行绝缘处理,镀铬或镀镍可根据要求决定是否进行绝缘处理。
4、离心喷甩涂敷工序:
在电镀层上高速离心喷甩涂敷耐酸、碱腐蚀层,其工艺参数如下:
a)涂敷料液配方:
喷甩底液:树脂与石墨粉(或铬酐)与蒸馏水配比为1∶0.05~0.1∶1~1.5,最好1∶0.06∶1.25,
喷甩面液:树脂与蒸馏水配比为1∶1~1.5,最好1∶1.25,
手喷修补底液∶树脂与石墨粉(或铬酐)与乙醇配比为1∶0.05~0.1∶1.5~2,最好1∶0.06∶1.8,
手喷修补面液:树脂与乙醇配比为1∶1.5~2
b)树脂粉未在配料前经球磨并过80~120目筛,配料后经搅拌混匀,
c)零件预热到110~150℃温度范围内,并趁热喷涂,
d)料液从高位槽在压缩空气作用下流到高速旋转的甩盘上,在离心力的作用下料液均匀粘附在工件表面的电镀层上,
e)每次涂敷厚度控制在0.03~0.08毫米范围内,
f)局部未喷到的地方待工件干燥后用手工喷涂,
g)整个防腐层厚度在0.25~0.35毫米范围内。
5、干燥、固化工序:
已涂敷的工件经自然干燥后进烘房,在130~150℃之间保持20~30分钟,升温到240~260℃,保温60~80分钟,待涂层全部呈现融熔状态,并待固化后,再进行第二轮,第三轮……涂敷、干燥、固化工序,直到厚度达到要求后立即投入冷水中水淬。
一种适用于电镀层上离心喷甩涂敷防腐层的装置,工件4在工件支承转动架1上与甩盘2反向缓慢旋转,甩盘2通过联接器13与高速电机10相连,并用甩盘支承升降杆3通过进退传动箱9和升降丝杆8调节甩盘位置,压缩空气经管5进入料液密封容器6中,推动料液经软管7流经料液贮存输送器11的进料孔12,经联接器13的出料口14喷到甩盘2上并高速喷甩到工件4的内表面上。
为了测试防腐层性能,采用Φ90×2毫米的低碳钢试片,用上述工艺进行表面处理,试片的耐腐蚀性能列于表1,本发明的防腐层的性能与已有技术搪玻璃防腐层的性能对比列于表2。
从表中可见,本发明的防腐层的显著特点是:基体材料适应面宽,预热温度低,工作环境较好,防腐层具有优良的耐冲击抗弯曲强度,导热性、绝缘性能好,特别是能耐强酸强碱,甚至氢氟酸等介质的腐蚀,并且能在-195~200℃的温度范围内使用。
本发明的离心喷甩涂敷防腐层的装置的特点是设备比较简单,可适用于各种型号规格的化工容器如反应釜、换热器、阀门等等。
分析先电镀后喷涂防腐层的性能优异的原因有二:一是由于先电镀防止了基体表面的氧化层的形成,电镀金属层与金属基体及树脂均有良好的结合力。二是由于万一喷涂层出现针孔,电镀层起到阳极保护作用,从而保护了金属基体,延长了工件的使用寿命。
图面说明:
图1是本发明的装置的原理图。
图2是离心喷甩甩盘结构图。
实施例
如图1所示的反应釜,用低碳钢加工成型,表面清理、镀锌工序,形成镀锌层后,工件预热到110~150℃,立即进行喷甩涂敷,其料液的配比为:
喷甩底液:F-3树脂 100克
石墨粉 6克
二次蒸馏水 125毫升
喷甩面液:F-3树脂 100克
二次蒸馏水 125毫升
手喷修补底液:F-3树脂 100克
石墨粉 6克
乙醇 185毫升
手喷修补面液:F-3树脂 100克
乙醇 185毫升
先喷底液,再喷面液,形成一层0.03~0.08毫米的涂层后经自然干燥,再进烘房在130~150℃之间保持20~30分钟,然后升温至240~260℃,恒温60~80分钟待涂层全部呈现融熔状态并固化后再进行第二轮第三轮涂敷、干燥、固化工序直到防腐层厚度达到0.3毫米。喷甩不到的局部地方待工件干燥后用手工喷修补涂敷。