2.4火焰喷涂防腐
火焰喷涂是以氧气、乙炔气混合燃烧为热源,将金属锌、铝丝加热到熔融或高塑性状态,在压缩空气流或火焰流的泄引下,熔融或高塑性的金属颗粒被雾化喷涂至工件表面形成涂层,加热丝村熔化温度在2500℃左右。
由于受氧气、乙炔气源影响,火焰温度低,锌铝丝不能很好熔化,无法与钢铁基体形成很好的机械镶嵌结合,导致涂层结合力差,很难达到国家标准规定值,从而大大降低了其防腐效果,另外火焰喷涂为单丝送进,生产效率低,无法应用于大面积钢结构防腐施工,仅适用焊缝修补等少量面积的防腐施工。
2.5电弧喷涂防腐
通过具有平直特性的电弧喷涂电源,两根带正负电的金属(锌、铝或其他合金)丝材连续被送到电弧喷枪端头,在端部短路接触产生电弧熔化,溶融铝的高温液滴被压缩空气喷吹雾化,喷涂至工件表面,与基体形成良好的电弧喷涂涂层。丝材被熔化温度达6000℃。
由于电弧喷涂丝材熔化温度高,丝材熔化均匀,无半熔化或高塑性的喷涂颗粒,喷涂粒子携带较大的热能和动能撞击,涂层与基体具有优良的涂层结合力,在弯曲、冲击或碰撞下也能确保防腐涂层不脱落、不起皮、结合牢固,防腐长久有效,这一点是其他从任何表面防腐涂层无法达到的。
电弧喷涂层防腐原理为阴极保护和机械屏蔽相结合,在腐蚀环境下,即使防腐涂层局部破损,它仍具有牺牲自己保护钢铁基体之效果。涂层(阳极)与钢铁基体(阴极)的面积比大于等于1。另外,电弧喷涂层的厚度可根据设计进行施工,能够达到较厚的厚度,使得涂层耐蚀寿命大大延长。
电弧喷涂防腐涂层是由电弧喷涂层和有机封闭涂层组成,其耐腐蚀寿命还是二者之和,而是二者之和的15-2.3倍,这是世界上公认的最佳协同效应。经合理设计涂层厚度,其耐腐蚀寿命完全可以达到30a以上,30a以后的维护仅需在电弧喷涂层上刷封闭涂料,无需重新喷涂,实现一次防腐,长久不腐。
通过以上技术分析可得出结论,电弧喷涂技术相对于其他防腐方法具有生产效率高,涂层结合好,耐蚀寿命长,经济效益显著等突出特点,是煤矿钢结构的长效防腐发展趋势。
3、煤矿钢结构的长效防腐发展趋势
国外发达国家关于热喷涂锌、铝涂层的大量腐蚀试验数据表明,只有热喷涂锌、铝涂层加封闭的复合涂层体系才可提供30a以上的腐蚀保护,挪威、英国、美国、法国等大量应用实例显示,热喷涂层已成功实现对钢铁桥梁、码头钢结构、水工闸门、户外各类塔架等实现30a以上的防腐保护。美国、英国、日本、欧洲各国热喷防腐标准规定不同涂层体系及其腐蚀年限的对应关系,并且明确规定只有热喷涂层才或提供20a以上的腐蚀保护。这些都为电弧喷涂防腐涂层提供了设计依据和质量保证,也为热喷涂防腐在煤矿钢结构上应用提供了最有价值的应用实例旁证。
在欧洲和北美地区钢结构件的防腐发展过程,20世纪40年代为油漆防腐,50-70年代为重防腐涂料防腐、热浸锌防腐、火焰喷涂防腐、电弧喷涂防腐并存。80年代后,电弧喷涂防腐技术得到广泛应用。我国目前煤矿钢结构仍大量采用涂料重防腐,由于其防腐寿命较短,且后期维护费用庞大,维护期间严重影响生产等,因此已越来越显现出局限性。
近年来,由于电弧喷涂防腐技术优点显著,在国内有识之士的倡导和有关单位领导的大力支持下,电弧喷涂技术在我国煤矿钢结构防腐领域得到推广应用,如中国矿业大学的大正公司自1993年起已把电弧喷涂防腐技术成功应用于兖州矿业集团吉林济宁三号井副井,平煤集团十三矿副井等多个煤矿钢结构长效防腐。
近10a的实际使用证明,电弧喷涂防腐效果好,能有效延长煤矿钢结构的使用寿命,大大地降低了钢结构的防腐维护费用,有力保证了煤矿的安全高效生产。
4、结语
随着对煤矿钢结构防腐重要性认识的不断发展,将胡越来越多的钢结构应用电弧喷涂长效防腐技术。这项技术的推广应用将有效提高我国煤矿钢结构的防腐科技含量,缩小与发达国家的差距,为国家节约大量的防腐维护费用,延长钢结构的使用寿命,产生巨大的经济效益和社会效益。