海上施工设备防腐蚀设计方案A.docx
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海上施工设备防腐蚀设计方案A.docx
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海上施工设备防腐蚀设计方案A
海上施工设备防腐蚀设计方案
编制:
王孝仁
审核:
批准:
三一电气海上工程技术项目部
2009年10月
第一章概述
为了促进和保障三一电气海工设备的设计与制造水平,延长设备使用寿命,规范海工设备的防腐蚀技术方案,海上工程技术部在参考军用两栖车辆防腐蚀设计方案,并借鉴国家防腐蚀标准,总结国内外各个行业大量的防腐蚀实践及研究成果的基础上,编写了三一电气海工设备防腐蚀设计规范。
第二章适用范围
本标准适用于三一电气海上施工设备的防腐蚀设计、工艺和检验。
对上述规定以外的其他海上工程设备,亦可参照本标准进行设计和检验。
第三章设计依据
1184-2007零部件底漆涂装工艺与检验通用规范
1182-2007工程机械涂装用油漆技术规范
5832—2006两栖装备牺牲阳极保护设计和安装
8923-88《涂装前钢材表面腐蚀等级和除锈等级》
2063-2005,.
2.23M2.23:
2003().
D4541-02.
8923-1988《涂装前钢材表面锈蚀等级和防腐等级》
470-1997《锌锭》
4956-2003《磁性金属基体上非磁性覆盖层、覆盖层厚度测量磁性法》
11374-1989《热喷涂涂层厚度的无损测量办法》
11373-1989《热喷涂金属件表面预处理通则》。
9793-1997《金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金》。
8642-2002《热喷涂层抗拉强度的测量》
C633-2001《热喷涂层的粘附力或粘结强度的标准试验方法》
E1920-2003《热喷涂层的金相制备用标准指南》
7706-1995《有机涂料刷涂通用技术规范》或9188-1999。
第4章海工设备防腐蚀技术设计方案
6.1概述
海上施工设备包括以下四种类型的设备:
90多履带运输车;8580起重机;130起重机及800履带桩机。
设计使用年限30年.
90多履带运输车主要由四个浮箱履带、四个可伸缩支腿、高架浮箱、驾驶室、动力系统、电气控制系统、液压控制系统等组成。
其外观结构如图6.1所示。
图6.190多履带运输车
8580起重机上车采用上海三一科技有限公司生产的6300履带起重机上车,底盘采用90多履带运输车经过局部修改而成。
其外观结构如图6.2所示。
图6.28580起重机
130起重机由上车总成、配重、高架浮箱总成、履带支腿总成、浮箱履带总成及支腿等部件组成,见图6.3所示。
图6.3130起重机
800履带打桩机由桩架、回转平台、回转支承、高架浮箱、四个履带支腿、四条浮箱履带组成,见图6.4所示。
图6.4800起重机
6.2履带板、、支重轮、导向轮、驱动轮和链轨
6.2.1防腐蚀技术设计方案
履带板、支重轮、导向轮、驱动轮、支重轮和链轨采用的防腐方案为:
A方案:
单件热浸锌铝,厚度要求为70—100微米。
部件装配后,喷涂黑色脂肪族聚氨酯面漆,干膜厚度100µm。
6.2.2热浸锌概述
在各种保护钢基体的涂镀方法中,热浸锌是非常优良的一种。
它是在锌呈液体的状态下,经过了相当复杂的物理、化学作用之后,在钢铁上不仅镀上较厚的纯锌层,而且还生成一种锌一铁合金层。
这种镀法,不仅具备了电镀锌的耐腐蚀特点,而且由于具有锌铁合金层。
还具有电镀锌所无法相比拟的强耐蚀性。
因此这种镀法特别适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。
6.2.3热浸锌形成原理
热镀锌层是锌在高温液态下,分三个步骤形成的:
⑴铁基表面被锌液溶解形成锌—铁合金相层;
⑵合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌铁互溶层;
⑶合金层表面包络着锌层。
6.2.4热浸锌的特点
(1)具有较厚的致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上,它可以避免钢铁基体与任何的腐蚀溶液的接触,保护钢基体免受腐蚀。
(2)具有铁—锌合金层,结合致密,在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性;
(3)由于结合牢固,锌—铁互溶,具有很强的耐磨性;
(4)由于锌具有良好的延展性,其合金层与钢基附着牢固,因此热镀件可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型而不损坏镀层;
(5)热镀锌后的件表面光亮美观。
(6)纯锌层是热镀锌中最富有塑性的一层镀锌层,其性质基本接近于纯锌,具有延展性,所以它富于挠性。
该防腐方案既具有耐磨性、防腐蚀性,又具有牺牲阳极的保护作用,规格大小满足锌锅的要求。
(锌锅尺寸4200×1200×2200)因此,该区域的零部件选用热浸锌防腐方案。
6.3高架浮箱、发动机外罩、驾驶室、锚装置、围栏和扶梯等
6.3.1防腐蚀技术设计方案
采用的重防腐涂料作为防腐方案的零部件为:
高架浮箱、发动机、驾驶室、锚装置、围栏和扶梯等。
6.3.2高架浮箱
防腐蚀技术方案为牺牲阳极保护法+重防腐涂料。
牺牲阳极保护法:
1.9公斤锌阳极8块,均布焊接在高架浮箱的两底侧,安装要求符合标准5832-2006。
重防腐涂料:
⑴外表面:
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.5
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
热喷锌铝伪合金(50/50)
150μm
环氧连接漆
60μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
260μm
⑵内表面:
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.5
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
底漆采用环氧富锌底漆(含锌≥80%)
80μm
环氧连接漆
60μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
220μm
表面处理:
喷砂处理,达到8923标准,21/2级。
涂层:
底漆采用环氧富锌底漆(含锌≥80%),干膜厚度200µm。
中间漆采用厚浆环氧漆,干膜厚度100µm。
面漆采用(颜色未定)聚氨酯面漆,干膜厚度100µm
⑵内表面:
。
表面处理:
喷砂处理,达到8923标准,21/2级。
涂层:
底漆采用改性环氧厚浆漆,干膜厚度100µm。
面漆采用(白色)脂肪族聚氨酯面漆,干膜厚度100µm。
6.3.3甲板的涂装
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.5
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
热喷锌铝伪合金(50/50)
120μm
环氧连接漆
60μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
260μm
表面处理:
涂漆前须进行喷砂处理,达到8923-88标准21/2级。
涂层:
底漆采用通用耐磨环氧漆,干膜厚度100µm。
中间漆采用环氧云母氧化铁漆,干膜厚度100µm。
面漆采用(颜色待定)脂肪族聚氨酯面漆,干膜厚度50µm。
6.3.4桅杆、主臂、起重臂、发动机外罩、驾驶室、锚装置、液压油缸的外表面、围栏和扶梯、配重的涂装
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.5
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
热喷锌铝伪合金(50/50)
120μm
环氧连接漆
60μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
260μm
表面处理:
涂漆前须进行喷砂处理,达到8923-88标准21/2级。
涂层:
底漆采用环氧富锌底漆(含锌≥80%),干膜厚度200µm。
中间漆采用厚浆环氧漆,干膜厚度100µm。
面漆采用(颜色未定)聚氨酯面漆,干膜厚度100µm。
6.3.5履带浮箱内表面、支腿(液压、起重机)内表面的涂装
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.5
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
环氧富锌底漆
80μm
1
环氧连接漆
40μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
200μm
表面处理:
喷砂处理,达到8923标准,21/2级。
涂层:
底漆采用改性环氧厚浆漆,干膜厚度100µm。
面漆采用(颜色待定)脂肪族聚氨酯面漆,干膜厚度100µm。
6.4履带浮箱、桶基础、卷扬机、滑轮组、液压支腿、起重支腿外表面
涂层名称
干膜厚度
道数
参考标准
喷砂除锈
2.535~75
1527
11373
8923
9793
9286
6463
4077
热喷锌铝伪合金(50/50)
120μm
环氧连接漆
60μm
1道
聚脲树脂涂料
80μm
1道
干膜总厚度
260μm
表面处理:
喷砂处理达到21/2或6或动力工具打磨至3,表面粗糙度40-75µm.。
涂层:
金属涂层+重防腐涂层
金属涂层:
喷锌铝合金,干膜厚度120~150µm。
重防腐涂层:
底漆采用环氧富锌底漆(含锌≥80%),干膜厚度60µm。
中间漆采用厚浆环氧漆,干膜厚度200µm。
面漆采用(颜色待定)聚氨酯面漆,干膜厚度60µm。
6.5紧固件
1、采用达克罗防腐蚀技术,涂层的厚度为6-8µm。
2、对紧固螺栓在装配时采用螺纹密封锁固胶锁紧密封,使螺栓与螺纹之间消除间隙。
6.6活塞杆
采用等离子喷涂陶瓷防腐蚀技术。
主要技术要求:
厚度控制在200μm以上;陶瓷涂层的结合强度要求≥30,活塞杆涂层硬度达850-1200;表面粗糙度:
0.4;弯曲性能:
直径φ50陶瓷涂层活塞杆在支点距离为1000,最大变形5下反复弯曲2000次,涂层不发生裂纹、断裂和剥落;惰性材料将涂层孔洞彻底封闭。
盐雾腐蚀的寿命≥1200小时。
6.7钢丝绳
选用标准镀锌钢丝绳。
6.8液压系统
1、液压阀体、接头、螺栓、螺母、法兰,采用不锈钢材料(316),或者采用镍磷化学镀,厚度为25-30微米,能够有效地防止海上工况环境的腐蚀。
2、液压油箱、液压泵、马达、减速机表面等采用重防腐涂料。
3、液压软管两端的接头采用不锈钢(316)材料防腐。
6.9电气系统
1、采用平面密封胶对电缆、车内仪表等的安装配合间隙进行密封处理;
2、应选用防护等级(67、68以上)高的电线、电缆、插座、接头等电气元件;插接件优先选用双弹簧式压紧结构的防水插接件;(发动机控制单元)端子插接件性能要求较高,应选用镀金件;
4、线束应该套在高阻燃性、防水、机械强度高的波纹管内;
5、电控柜的结构应能够满足工作环境的要求(振动、冲击等),防护等级应不低于56,采用平面密封胶对柜门间隙进行密封处理,防止箱体外部的湿气进入箱体内部;电气箱、控制柜采用达克罗技术处理或重涂料防腐。
6、在密封的箱体内部放置适量的吸湿剂,在箱体关闭后,吸收其内部的湿气,使其内部的相对湿度控制在适当的范围内。
7、对箱门与吸湿剂盒使用连锁设计。
6.10动力系统
司机室:
1、活动件、板件、操纵杆采用镍磷化学镀,厚度为25-30微米;
2、司机室内、外表面采用重防腐涂料;
3、门窗密封:
采用氟橡胶密封胶条。
发动机:
1、中冷管、排气管:
采用不锈钢(316);
2、接头:
采用不锈钢(304);
3、软管:
采用三元乙丙橡胶材料;
5、消音器、排气管道等采用不锈钢(316)能够有效地防止高温、海水腐蚀;
6、空气滤清器:
采用防盐雾过滤器;
7、水箱材料及防腐蚀方案是经过处理的有厂家专门提供,能够满足防腐需求。
6.11活动件
采用镍磷化学镀,厚度为25-30微米;
工艺流程
主要工程项目施工方法
(一)流程图
一、金属防腐涂层施工工艺
1.基体表面预处理
钢构件焊缝焊后进行喷丸除锈和打磨处理,使其光滑圆整,如有缺陷,经补焊打磨合格。
热喷涂钢构件必须除去焊渣飞溅的熔滴。
2.钢构件喷砂处理后的表面质量标准必须达到:
表面清洁度:
2.5级,粗糙度35~75µm.
3.电弧喷锌铝伪合金
(1)基本要求
a.钢构件表面经喷砂处理后,应尽快进行电弧喷涂,其间隔时间越短越好,一般八小时内喷涂完成,雨天不应超过两小时完成。
b.钢构件表面经喷砂处理后,由于停留时间过长或其他原因致使其表面明显变质时,应重新进行喷砂处理。
c.喷砂时环境大气温度要高于5°C。
(2)喷涂材料
a.喷涂用铝要求:
材质含量为99.5%,且要求铝丝无油、无锈、无污、光洁、不得有死弯。
b.喷涂用锌要求:
材质含量为99.99%,且要求锌丝无油、无锈、无污、光洁、不得有死弯。
(3)喷涂设备
电弧喷涂设备,采用日本进口400型电弧喷涂设备,送丝机能够保证喷涂过程送丝速度稳定,不致因送丝阻力的变化而导致送丝速度明显改变;喷枪能够保证丝材相交时良好并使丝材交点始终位于雾化气流中心。
喷涂电源具有良好的平伏安特性,以保证电弧燃烧稳定。
压缩空气供给系统能保证压缩空气的足够的压力和流量,并保证无油、无水。
本工艺采用德国-15A型空压机及15空气干燥机,生产的压缩空气经脱油、脱水处理后使用。
(4)电弧喷涂工艺参数
*铝丝直径:
Φ1.3或Φ2mm锌丝直径:
Φ1.3或Φ2mm
*喷涂电压:
14-36V
*喷涂电流:
40-400A或40-500A
*喷涂空气压力:
0.55-0.7
*压缩空气流量:
≥1.6m3
*喷涂距离:
100~300
*喷涂角度:
60º-90º
*喷涂方式:
垂直交叉喷涂,喷枪与工件应成垂直方向,在无法垂直喷镀的情况下,喷枪与工件表面的斜度不小于45。
在工厂作业时,在焊缝处预留焊边50,不喷涂、不封闭,在现场工作时,吊装就位后再补喷锌铝伪合金和涂料涂层。
由于焊缝部位在烧电焊过程中有所损耗,在未来使用过程中,焊缝腐蚀也是一个薄弱环节。
所以,在边沿部分,要求铝涂层厚度增加10%。
在钢结构件的外边沿必须进行倒角处理。
(5)锌铝伪合金涂层的封孔处理
涂层喷完进行性能检查合格后,在两小时之内进行封孔处理,如遇雨天需对涂层进行干燥处理后,再进行封孔。
涂层空隙经封闭处理后,可提高其耐腐蚀抗氧化性能。
用封闭涂料对喷涂层进行封闭处理后,形成的喷涂层+封闭料复合
涂层,其防腐寿命较单一,涂料防腐层寿命的二者之和还要长。
喷涂工艺:
应先将被涂工件清扫干净,清出一切杂物,赃物,灰尘等,使喷漆得到无流淌、无气泡、无漏涂,将空隙完全封闭的均匀涂层,环氧涂层的边缘与未喷锌铝伪合金的基体表面边缘相距不能小于200,否则会影响喷锌铝伪合金层的连接。
封闭涂料的作用:
渗入喷锌铝伪合金层的空隙中将其堵塞,填满喷锌铝伪合金层的凹坑,改善涂层外观,使其表面光滑,减小灰尘和外来污垢在涂层上滞留,简化维护保养,其功能是隔离腐蚀环境,对阳极性涂层起屏蔽作用,从而延长复合涂层体系的使用寿命。
二、关于锌铝伪合金(50/50)防腐涂层的有关设计规范、标准及检测规范
(一)执行标准及规范
A.《金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金》(9793-97)
B.《热喷涂金属件表面预处理通则》(11373-89)
C.《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》(11374-89)
D.《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(8923-88)
E.《热喷涂自熔合金涂层》(16744-97)
F.《磁性金属基体上非磁性覆盖厚度测量磁性方法》(4956-85)
G.《金属和其它无机覆盖层厚度测量方法评述》(6463-86)
H.《铝及铝合金加工产品的化学成分》(3190-82)
I.《热喷涂涂层结合强度的测定》(8642-88)
J.《上海市企业标准》(1-2005)
(二)对喷砂除锈的质量验收标准
(1)、检验依据
国家标准8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》;
(2)、质量标准
2.5级钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,该表面显示均匀的金属光泽。
粗糙度35-75μ即在取样长度内5个最大轮廓峰高与5个最大轮廓谷深的平均值之和。
检验时,采用标准样块进行比较。
(3)、检测方法
①用目测法检验。
检验时必须有良好的光线。
由于喷砂时距离和角度不同、新旧砂的痕迹不一样,工件表面所显示出的色调也不一样,检查时要注意区分。
②粗糙度仪测量法:
用电子粗糙度测试仪直接测量。
③用40倍带光源放大镜10085.1确认表面清洁度。
(三)对金属涂层的检验
(1)、检验依据
国家标准9793-1997《金属和其它无机覆盖层热喷涂锌、铝及其它合金涂层》。
(2)、质量标准
材质:
喷涂用铝丝的材质,含铝量≥99.5%,杂质总含量≤0.5%。
喷涂用锌丝的材质,含锌量≥99.99%,杂质总含量≤0.01%
厚度:
与设计方案一致。
结合力:
8642-2002《热喷涂涂层结合强度的测定》
(3)、金属涂层成分检测
A、工地现场,在无粗糙度的钢板表面(2.5级要求)喷涂,形成一片涂层,进行送样试验,其成分为锌含量约72%,铝含量约为27.3%,其他为氧化物。
B、金相试验法,取4*4方钢,表面冲砂2.5级,35-75μm后喷金属(1:
1),得到小样,送质监中心进行金相分析,其结果为:
锌含量约72%,铝含量约27.3%。
(4)、检验方法
材质:
材质具有出厂合格证。
外观:
目视法。
喷涂层外观均匀一致,无漏喷附着不牢的涂层。
无大熔融颗粒粘附。
厚度:
用磁性测量法测量涂层厚度。
当基准表面为12时,按下图所示十点法,在该基准面上做十次测量,取其算术平均值,此平均值即为涂层平均厚度,所有局部厚度中最小值即为最小局部厚度。
图1
基准表面至少应选择三处,在特大的有效表面上,以10m2为一个测量单元,即每10m2有效表面上至少应选取基准表面三处。
结合力检测:
参照标准8642-2002《热喷涂抗拉结合强度的测定》图2
图2
(四)对封闭漆和面漆涂层的质量验收标准
(1)检验标准
8642-2002《热喷涂涂层结合强度的测定》
(2)质量标准
外观:
表面平整,无气泡,起皮、流挂、漏涂等缺陷。
封闭漆附着力:
有机涂层与金属涂层结合强,其用拉力测试仪抗拉强度5以上。
厚度:
漆膜平均厚度应分布均匀,内表面漆膜厚度达到或超过规定值的测点必须大于测总数的85%,其余15%的测点的漆膜厚度不应小于规定漆膜厚度值的85%,外表面漆膜厚度达到或超过规定值的测点必须大于检测总数的90%,其余10%的测点的漆膜厚度不应小于规定漆膜厚度值的90%。
(3)检验方法
同金属涂层
第七章海工设备涂装后的最终效果图
7.190履带运输车
7.2130履带运输车
7.3800打桩机
第章涂装规范
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