一種法蘭面絕緣處理方法
【專利摘要】本發明屬于表面工程涂裝技術領域，涉及表面工程的靜電粉末噴涂技術，包括噴砂、噴涂、燒結、二次噴涂和燒結及后處理五個步驟，利用靜電噴涂燒結方法，將聚醚醚酮基粉末沉積于法蘭的對接面和部分管段內，距離焊接部位間隔一定距離，在其表面形成平整可靠的300?500μm厚的絕緣涂層，涂層吸水率低，隔絕效果好，將法蘭兩端的異種金屬隔絕，對于船舶或金屬工程結構變形時對法蘭間的擠壓耐受性好，能夠提供良好的隔絕保護作用，有效防止異種金屬間解除導致的電偶腐蝕和管路連接墊片老化、管路微小變形導致的縫隙腐蝕；其工藝簡單，原理可靠，制備成本低，絕緣效果好，期效長，使用環境友好，應用范圍廣。
【專利說明】
一種法蘭面絕緣處理方法
技術領域
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[0001 ]本發明屬于表面工程涂裝技術領域，涉及表面工程的靜電粉末噴涂技術，具體涉及一種法蘭面絕緣處理方法，有效防止異種金屬材料間接觸時發生的電偶腐蝕和縫隙腐蝕現象。
【背景技術】
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[0002]船舶及其他金屬工程中的異種金屬材料間的接觸是難以避免的，電偶腐蝕和縫隙腐蝕是法蘭的常見腐蝕形態，尤其是翻邊法蘭由于法蘭墊片吸水、老化，或者管路由于受力微變形，出現縫隙，使得銅、鈦和不銹鋼等縫隙腐蝕敏感材料發生嚴重的腐蝕甚至穿孔，金屬構件的腐蝕失效事故頻發，加速了金屬材料的損壞和老化，給船舶正常運行帶了安全隱患;現有技術中，解決電偶腐蝕問題主要是在異種金屬間實行電絕緣措施，但是電絕緣措施在實際使用過程中，隨著絕緣材料的老化絕緣狀態逐漸惡化，過早失效，絕緣效果不佳，仍然會發生電偶腐蝕，不能起到隔離電偶腐蝕電流的作用;解決縫隙腐蝕問題采用的是絕緣套管和墊片，采用由不同絕緣材料制作成的套管和墊片置于異種金屬材料之間以隔離其接觸，達到絕緣目的，絕緣套管包括玻璃纖維絕緣套管、PVC套管、熱縮套管、鐵弗龍套管和陶瓷套管等；中國專利201310321466.7公開的一種絕緣套管包括絕緣管、包覆在絕緣管上的傘裙、分別連接在絕緣管兩端的第一法蘭和第二法蘭，以及導電體，第一法蘭由一個構件構成，導電體為柱狀物，導電體直接連接在第一法蘭上并和第一法蘭共同封閉絕緣管；中國專利201510490225.4公開的一種絕緣套管及絕緣管，絕緣套管包括絕緣子，絕緣子包括中間的傘裙部和連接在傘裙部下端的下法蘭，頭部，包括連接在絕緣子的上端的油枕，及連接在油枕上的接線端子，尾部，連接在絕緣子的下端，尾部包括絕緣管，絕緣管為玻璃鋼材質，絕緣管通過纖維纏繞和樹脂澆注的工藝制備；中國專利201510489210.6公開的一種絕緣管及絕緣套管包括絕緣子，絕緣子包括中間的傘裙部，及傘裙部下端的下法蘭，頭部，連接在絕緣子的上端，頭部包括連接在絕緣子的上端的油枕，及連接在油枕上的接線端子，絕緣管，連接在下法蘭上，絕緣管包括上部的互感器管及下部的油浸管，互感器管包括內管和設置在內管外的導電層，導電層接地設置;但是絕緣套管的結構復雜，安裝時經常出現錯配，造成異種金屬間的導通，不能有效解決縫隙腐蝕問題。目前，尚未有在法蘭面設計絕緣涂層直接進行防腐絕緣的相關報道和文獻。因此，研發一種直接在法蘭面噴涂絕緣涂層的方法，有效解決法蘭間異種金屬接觸導致的電偶腐蝕與由于管路連接墊片老化和管路微變形導致的縫隙腐蝕，具有良好的社會價值和經濟效益。
【發明內容】
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[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，設計一種法蘭面絕緣處理方法，為異種金屬材料的連接提供長效可靠的絕緣保護，廣泛應用于船舶及其他金屬工程中。
[0004]為了實現上述目的，本發明涉及的法蘭面絕緣處理方法包括如下工藝步驟:
[0005](—)、噴砂:去除法蘭接觸面上的水、灰塵、油、脂類物質和其他雜質并保持清潔、干燥和無污染，灰塵數量和粒度不超過灰塵測試標準ISO 8502-3的2級，選取水溶性氯化物含量小于125ppm的噴砂磨料，采用10倍放大鏡對噴砂磨料進行污染物和碎片殘骸檢測和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m2，當法蘭接觸面的溫度高于露點溫度3°C以上，相對空氣濕度低于85%時，采用無油和無水的壓縮空氣對法蘭接觸面進行噴砂，噴砂角度大于65°，噴砂清理至Sa2級，表面粗糙度為10-30um時停止噴砂并清理法蘭接觸面上的噴砂磨料；
[0006](二)、噴涂:選用粒徑為20_100um的聚醚醚酮基粉末作為噴涂粉末，噴涂前將噴涂粉末置于烘箱中在120°C條件下烘干30min，用溫度為15-25°C的清潔和干燥的低溫壓縮空氣沖刷和清洗封閉的靜電噴涂室，在靜電噴涂室的溫度為260°C，體積電阻率為113-1O14Ω.m時對法蘭接觸面進行噴涂，靜電高壓為40-70kV，靜電電流為10-30μΑ，流速壓力為0.40-0.65Mpa，霧化壓力為0.40-0.65Mpa，供粉桶流化壓力為0.04-0.1OMpa，噴槍口至法蘭接觸面的距離為150-400mm，噴涂厚度為200-350um;
[0007](三)、燒結:清理烘箱的加熱風道和爐膛，將噴涂后的法蘭置于溫度為250°C的烘箱中，將烘箱的溫度升高到360-420°C并保持10-30min，關閉烘箱電源，敞開烘箱保溫門，5min后取出法蘭使其自然冷卻至室溫；
[0008](四)、二次噴涂和燒結:再次進行步驟(二)和(三)的操作；
[0009](五)、后處理:測量步驟(四)處理后的法蘭接觸面的聚醚醚酮基粉末涂層厚度，當聚醚醚酮基粉末涂層厚度大于500um時，對聚醚醚酮基粉末涂層進行車削使其厚度達到300-500um，每次進刀量為10-25um，車削后進行完整性檢測，當聚醚醚酮基粉末涂層厚度為300-500um時直接進行完整性檢測，采用電刷對聚醚醚酮基粉末涂層進行完整性檢測，電刷的電壓為500V，電刷與聚醚醚酮基粉末涂層表面的距離為10mm，無漏電情況為合格，有漏電情況則車削掉聚醚醚酮基粉末涂層按照順序重新進行上述所有步驟。
[0010]本發明涉及的壓縮空氣由空壓機產生或由氣罐提供，壓縮空氣經過A級、C級和T級的3級過濾后達到污染物和清潔度等級標準ISO 8573.1-2001中規定的2級潔凈度;A級過濾是用超高效除油過濾器過濾，能濾除小至0.0 Ιμ??的液體及固體微粒，達到0.001 ppm的最低殘油含量，用于H級過濾和吸干機之前起保護作用，用于冷干機之后可確保空氣中不含油;C級過濾是用主管路過濾器過濾，能除去大量的液體及3μπι以上的固體微粒，達到5ppm的最低殘留油分含量，有少量的水分、灰塵和油霧，用于空壓機、后部冷卻器之后和其它過濾器之前起一般保護之用，用于冷干機之前作為處理裝置;T級過濾是用空氣管路過濾器過濾，能濾除小至Iym的液體及固體微粒，達到0.5ppm的最低殘油分含量，有微量水分、灰塵和油霧，用于A級過濾器之前作前處理之用，用于冷干機和吸干機之后能進一步提高空氣質量。
[0011]本發明涉及的聚醚醚酮基粉末涂層厚度為300-500um，不影響與法蘭連接的管道內介質的流動，不會因為湍流導致聚醚醚酮基粉末涂層與管道交接部位的沖刷腐蝕。
[0012]本發明涉及的法蘭面絕緣處理方法適用于鋁合金、碳鋼、不銹鋼、銅合金和鈦合金材質的板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、對焊環松套法蘭和環松套法蘭。
[0013]本發明涉及的法蘭面絕緣處理方法噴涂法蘭與管道焊接部位時，法蘭的噴涂長度為焊接管道直徑的1/4-1/3。
[0014]本發明與現有技術相比，通過靜電噴涂燒結方法，將聚醚醚酮基粉末沉積于法蘭的對接面和部分管段內，距離焊接部位間隔一定距離，在其表面形成平整可靠的300-500μπι厚的絕緣涂層，涂層吸水率低，隔絕效果好，將法蘭兩端的異種金屬隔絕，對于船舶或金屬工程結構變形時對法蘭間的擠壓耐受性好，能夠提供良好的隔絕保護作用，有效防止異種金屬間解除導致的電偶腐蝕和管路連接墊片老化、管路微小變形導致的縫隙腐蝕;其工藝簡單，原理可靠，制備成本低，絕緣效果好，期效長，使用環境友好，應用范圍廣。
【具體實施方式】
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[0015]下面通過實施例做進一步說明。
[0016]實施例1:
[0017]本實施例涉及的法蘭面絕緣處理方法包括如下工藝步驟:
[0018](一)、噴砂:去除法蘭接觸面上的水、灰塵、油、脂類物質和其他雜質并保持清潔、干燥和無污染，灰塵數量和粒度不超過灰塵測試標準ISO 8502-3的2級，選取水溶性氯化物含量小于125ppm的噴砂磨料，采用10倍放大鏡對噴砂磨料進行污染物和碎片殘骸檢測和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m2，當法蘭接觸面的溫度高于露點溫度3°C以上，相對空氣濕度低于85%時，采用無油和無水的壓縮空氣對法蘭接觸面進行噴砂，噴砂角度大于65°，噴砂清理至Sa2級，表面粗糙度為10-30um時停止噴砂并清理法蘭接觸面上的噴砂磨料；
[0019](二)、噴涂:選用粒徑為20_100um的聚醚醚酮基粉末作為噴涂粉末，噴涂前將噴涂粉末置于烘箱中在120°C條件下烘干30min，用溫度為15-25°C的清潔和干燥的低溫壓縮空氣沖刷和清洗封閉的靜電噴涂室，在靜電噴涂室的溫度為260°C，體積電阻率為113 Ω.m時對法蘭接觸面進行噴涂，靜電高壓為40kV，靜電電流為30μΑ，流速壓力為0.50Mpa，霧化壓力為0.40Mpa，供粉桶流化壓力為0.1OMpa，噴槍口至法蘭接觸面的距離為400mm ；
[0020](三)、燒結:清理烘箱的加熱風道和爐膛，將噴涂后的法蘭置于溫度為250°C的烘箱中，將烘箱的溫度升高到420°C并保持lOmin，關閉烘箱電源，敞開烘箱保溫門，5min后取出法蘭使其自然冷卻至室溫；
[0021](四)、二次噴涂和燒結:再次進行步驟(二)和(三)的操作；
[0022](五)、后處理:測量步驟(四)處理后的法蘭接觸面的聚醚醚酮基粉末涂層厚度，測量結果為400um，采用電刷對聚醚醚酮基粉末涂層進行完整性檢測，電刷的電壓為500V，電刷與聚醚醚酮基粉末涂層表面的距離為10mm，無漏電情況，完整性測試結果為合格。
[0023]本實施例涉及的壓縮空氣由空壓機產生或由氣罐提供，壓縮空氣經過A級、C級和T級的3級過濾后達到污染物和清潔度等級標準ISO 8573.1-2001中規定的2級潔凈度;A級過濾是用超高效除油過濾器過濾，能濾除小至0.0lym的液體及固體微粒，達到0.0Olppm的最低殘油含量，用于H級過濾和吸干機之前起保護作用，用于冷干機之后可確保空氣中不含油;C級過濾是用主管路過濾器過濾，能除去大量的液體及3μπι以上的固體微粒，達到5ppm的最低殘留油分含量，有少量的水分、灰塵和油霧，用于空壓機、后部冷卻器之后和其它過濾器之前起一般保護之用，用于冷干機之前作為處理裝置；T級過濾是用空氣管路過濾器過濾，能濾除小至Iym的液體及固體微粒，達到0.5ppm的最低殘油分含量，有微量水分、灰塵和油霧，用于A級過濾器之前作前處理之用，用于冷干機和吸干機之后能進一步提高空氣質量。
[0024]本實施例涉及的聚醚醚酮基粉末涂層厚度為400um，不影響與法蘭連接的管道內介質的流動，不會因為湍流導致聚醚醚酮基粉末涂層與管道交接部位的沖刷腐蝕。
[0025]本實施例涉及的法蘭面絕緣處理方法適用于鋁合金、碳鋼、不銹鋼、銅合金和鈦合金材質的板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、對焊環松套法蘭和環松套法蘭。
[0026]本實施例涉及的法蘭面絕緣處理方法噴涂法蘭與管道焊接部位時，法蘭的噴涂長度為焊接管道直徑的1/4-1/3。
【主權項】
1.一種法蘭面絕緣處理方法，其特征在于制備工藝為: (一)、噴砂:去除法蘭接觸面上的水、灰塵、油、脂類物質和其他雜質并保持清潔、干燥和無污染，灰塵數量和粒度不超過灰塵測試標準ISO 8502-3的2級，選取水溶性氯化物含量小于125ppm的噴砂磨料，采用10倍放大鏡對噴砂磨料進行污染物和碎片殘骸檢測和清理使水溶性氯化物含量小于等于30mg/m2，當法蘭接觸面的溫度高于露點溫度3°C以上，相對空氣濕度低于85%時，采用無油和無水的壓縮空氣對法蘭接觸面進行噴砂，噴砂角度大于65°，噴砂清理至Sa2級，表面粗糙度為10-30um時停止噴砂并清理法蘭接觸面上的噴砂磨料； (二)、噴涂:選用粒徑為20-100um的聚醚醚酮基粉末作為噴涂粉末，噴涂前將噴涂粉末置于烘箱中在120°C條件下烘干30min，用溫度為15-25°C的清潔和干燥的低溫壓縮空氣沖刷和清洗封閉的靜電噴涂室，在靜電噴涂室的溫度為260°C，體積電阻率為113-1O14Ω.m時對法蘭接觸面進行噴涂，靜電高壓為40-70kV，靜電電流為10-30μΑ，流速壓力為0.40-0.65Mpa，霧化壓力為0.40-0.65Mpa，供粉桶流化壓力為0.04-0.1OMpa，噴槍口至法蘭接觸面的距離為150-400臟，噴涂厚度為200-350um; (三)、燒結:清理烘箱的加熱風道和爐膛，將噴涂后的法蘭置于溫度為250°C的烘箱中，將烘箱的溫度升高到360-420°C并保持10-30min，關閉烘箱電源，敞開烘箱保溫門，5min后取出法蘭使其自然冷卻至室溫； (四)、二次噴涂和燒結:再次進行步驟(二)和(三)的操作； (五)、后處理:測量步驟(四)處理后的法蘭接觸面的聚醚醚酮基粉末涂層厚度，當聚醚醚酮基粉末涂層厚度大于500um時，對聚醚醚酮基粉末涂層進行車削使其厚度達到300-500um，每次進刀量為10-25um，車削后進行完整性檢測，當聚醚醚酮基粉末涂層厚度為300-500um時直接進行完整性檢測，采用電刷對聚醚醚酮基粉末涂層進行完整性檢測，電刷的電壓為500V，電刷與聚醚醚酮基粉末涂層表面的距離為10mm，無漏電情況為合格，有漏電情況則車削掉聚醚醚酮基粉末涂層按照順序重新進行上述所有步驟。2.根據權利要求1所述的法蘭面絕緣處理方法，其特征在于所述壓縮空氣由空壓機產生或由氣罐提供，壓縮空氣經過A級、C級和T級的3級過濾后達到污染物和清潔度等級標準ISO 8573.1-2001中規定的2級潔凈度。3.根據權利要求1所述的一種法蘭面絕緣處理方法，其特征在于處理方法適用于鋁合金、碳鋼、不銹鋼、銅合金和鈦合金材質的板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、對焊環松套法蘭和環松套法蘭。4.根據權利要求1所述的一種法蘭面絕緣處理方法，其特征在于噴涂法蘭與管道焊接部位時，法蘭的噴涂長度為焊接管道直徑的1/4-1/3。
【文檔編號】H01B19/04GK105976952SQ201610495843
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】黃國勝, 邢路闊, 李相波
【申請人】中國船舶重工集團公司第七二五研究所