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      1. 風電設備電泳技術和靜電噴涂有哪些要求

        人氣:168次 時間:01-08 來源:鄭州云涂自動化設備有限公司

        風電設備電泳技術和靜電噴涂有哪些要求

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        風能與水能、太陽能、生物能、地熱能、海洋能是一樣的可再生能源。 具有資源分布廣、開發潛力大、環境影響小、可持續利用等特點。 近年來,隨著風力發電技術水平的提高,風力發電設備的建設成本越來越低,世界各國風力發電設備容量迅速增加,到2018年底,世界風力發電設備累積容量達到590.8 GW,我國風力發電設備累積容量達到209.5 GW。


        為實現風電設備的安全運行,必須重視其鋼結構的防腐蝕,根據其運行環境腐蝕等級的不同,必須使用不同的防腐蝕結構和不同種類的涂料體系。 粉末涂料是一種環保的綠色涂料,涂裝時可以很容易地得到厚涂層,涂裝后的設備在運輸和應用中涂層不易被破壞,基材的保護具有長期性。 此外,粉末涂料具有利用率高、綜合成本低等特點,應用于風力發電設備鋼架具有天生的優勢。


        本文基于ISO  9223~9226、ISO12944-2018、Qualisteelcoat  4.1-2019的大氣腐蝕等級劃分和測量方法,提出了風力發電設備地面鋼結構在不同大氣腐蝕等級的防腐技術、涂裝體系和粉末涂裝解決方案。


        1風力發電設備涂裝技術要求


        1.1風力發電設備的運行環境


        風力發電設備運行環境多種多樣,從平原到山區、內陸到沿海和海上,不同環境對設備腐蝕能力的要求大不相同,所需的防護系統也不同。 目前,我國風力發電業發展迅速,大型風力發電廠的建設已從“三北地區”向沿海、內陸地區發展,逐漸開始走向海上,對風力發電設備的防腐提出了更高的要求。

        國際標準化組織頒布的ISO  9223~9226標準,根據金屬標準試樣在環境中自然暴露試驗得到的腐蝕速度、綜合環境中的大氣污染物濃度和金屬表面的潤濕時間,對大氣腐蝕性進行分類,具有廣泛的適用性。 ISO9223-2012將大氣腐蝕性分為6種,C1:腐蝕性低C2:低C3:中C4:高C5:高CX  :極高。 標準是根據1年暴露的低碳鋼或鋅標準模板的質量或厚度損失數據,評價和定義腐蝕性的種類。 具體見表1。 ISO  12944直接引用了此表數據。 該表數據的具體標本及其暴露前后處理參考ISO  9226。


        1.2風力發電設備鋼結構涂裝實驗室驗收要求


        ISO12944是目前鋼結構涂層防腐領域公認的參考標準之一,目前國內外風力發電設備防腐保護也主要參考以下標準。 該標準論述了采用防護涂料體系防腐保護鋼結構的內容,其應用領域定義如下:鋼結構類型、表面類型和表面處理類型、環境類型、防護涂料體系類型、工作類型和防護涂料體系耐久性。 鋼結構類型是定義受保護鋼結構基材范圍的表面類型和表面處理是鋼結構的表面類型及定義其表面處理的環境類型是6種大氣環境腐蝕級別C1、C2、C3、C4、C5、CX和4種結構浸水或埋設的腐蝕級別Im1、Im2, 定義了Im3和Im4的防護涂料體系類型定義了在不同腐蝕性環境水平和耐久性要求下適用的涂料體系,標準僅限于在環境條件下干燥或固化的物質,粉末涂料、 明確指出不適用于涂裝涂料和熱固化涂料的工作類型標準適用于新型涂裝和維護涂裝的防護涂料體系的耐久性定義了低(l  )、中(m  )、高(h  )、高(VH  ) 4種耐久性范圍根據ISO12944標準的規定,該防護系統只有在相關腐蝕等級的實驗室檢測后,才能適用于相應的腐蝕環境。

        上述ISO12944標準僅對液體涂料,將粉體涂料及其他涂料體系排除在標準適用范圍之外,Qualisteelcoat明確說明了**這一間隙。 Qualisteelcoat是用于有機涂層鋼涂裝的國際質量認證標志。 Qualistelcoat定義了涂料公司必須達到的質量水平和要求,以便作為Qualistelcoat認可的公司在市場上提供產品。 包括涂料公司質量要求的定義、涂料體系和涂料的批準、具有Qualisteelcoat質量標簽的涂料公司的定期外部質量控制。 由于ISO12944-2的大氣腐蝕等級被廣泛認可和參考,Qualisteelcoat將大氣腐蝕等級融合到所有類型的有機涂層中。 ISO  12944-2定義了c1~c5和CX  6的大氣腐蝕等級,這些腐蝕等級與預期壽命H(15-25年)一起構成了Qualisteelcoat的涂裝系統和涂裝工廠認證的基礎。

        此外,ISO  12944重視防腐性能。 即鋼結構能否安全達到使用年限。 Qualisteelcoat不僅要求防腐蝕性能,還包括工件達到使用年限后,涂裝表面能保持一定的裝飾性能。

        雙粉末涂裝解決方案

        2.1涂裝防護系統

        為了實現風電設備的長期運行,各結構件的涂裝防護必須合理設計,嚴格遵循設計材料和工藝參數。 涂裝系統是涂裝相關的整個流程,從原材料到*終成品。 Qualisteelcoat根據基材、預處理、有機涂料的類型定義涂裝系統(參照圖1 )。 完整的涂裝系統包括:

        如圖所示,涂裝系統包括從基材到成品的整體流程

        基材

        風力發電設備中,基材含有各種各樣的鋼材,也含有在各種各樣的表面實施了金屬涂層的鋼材和電泳的鋼材。 當然,鋼材在進行金屬涂裝、浸漬涂布和電泳等之前,為了確保金屬涂層和電泳層與鋼材的結合力,必須進行物理或化學的預處理。

        預處理

        前處理是指在涂料或金屬涂裝之前對基材實施的表面處理,可以是單一的化學或物理前處理,也可以是兩者。 預處理的目的是去除基材表面的油污,增加基材表面的粗糙度,形成薄的保護膜,增加與涂層的結合力,提高防腐蝕效果。有機涂層

        涂裝各種粉末涂料或液體涂料后形成的有機涂層可以是單層涂裝,也可以是多層涂裝。

        Qualisteelcoat按基材開發了下表,定義了粉末涂料系統和電泳不同的涂裝系統能達到的腐蝕水平。 Qualisteelcoat認為,任何基材都有*高的防腐等級(參照表3 )。 當然,前提是合理的預處理和保護涂層。

        2.2粉末涂裝工序

        根據客戶的要求,可以根據表3的推薦和涂裝現場的工藝條件等選擇合適的基材、預處理和對應的粉末涂料。 風力發電設備的各部分有材質、厚度、形狀等各種各樣的不同,因此每個部件的涂裝都需要設計不同的工藝流程。 粉末涂裝技術應從基材的選擇、預處理和涂裝等三個方面進行合理的設計。

        不同的基材可以達到不同的防腐等級。 單純的鋼基材,能達到的*高級別是C4H,如果想防腐蝕C5H級別的話,需要選擇其他的金屬涂裝和實施了電泳的鋼基材。 基材的選擇應根據客戶要求的防腐等級,選擇合適的基材。 具體而言,見上文表3。

        前處理是涂裝前的**道工序,直接關系到基材與涂層的密合性和涂層系統的長期防腐蝕性能。 通過預處理可以達到的腐蝕水平也不同,鐵系磷酸鹽化學預處理和不形成化學被膜的化學預處理*高只能達到C3H。 預處理方式應根據防腐蝕等級的選擇采用物理或化學處理,并應嚴格按工藝文件要求定期檢測處理液的相關指標和化學膜質量。

        值得注意的是,預處理的產品在處理后立即涂裝,需要防止基材再次被氧化或污損,其*長保管時間如表4所示。 貯藏的狀態不允許產品表面產生結露水。 所有預處理車間的工人應佩戴清潔棉紡手套以免污染表面。

        選擇合適的粉末涂料對防護體系至關重要,粉末涂料的防護能力大不相同,設計了不同的防腐結構(涂層種類、層數),得到的防腐效果也完全不同。 粉末涂料系統應在應用前進行相應的腐蝕水平測試,只有通過測試后才能應用于對應腐蝕水平的環境。 在粉末涂裝中,根據工件的外形和特性設計不同的懸掛方式、涂裝參數、烘烤硬化參數等,為了不泄漏,必須完全固化。

        涂料和涂裝應主要考慮以下五點:

        1 )根據基材種類、預處理預處理方式和防腐等級的要求,選擇合適的粉末涂料體系2 )粉末涂裝要注意厚度的控制和角部涂層,在實驗室檢查防腐蝕性能好的涂料體系,角部涂層不好的話,工件尖銳部分會立即產生腐蝕點和線,特別是有無金屬涂層的基材。

        3 )涂料系統的固化應符合涂料廠家的要求,只有完全固化的涂膜才是致密、結實的防腐蝕保護層,可發揮長期的防腐蝕作用。

        4 )如果是多層涂裝技術,必須嚴格控制各層粉末的種類和厚度,不能出錯或混合。 一般來說,底層粉末以防腐性能為重點,表面粉末主要以耐候性能為重點。

        5 )如果是多層涂裝工藝,各層的硬化除了完全的問題之外,還與各涂層層間的層間附著力的問題有關。 一般的多層涂裝與“雙重涂裝雙重烘烤”和“三重涂裝三重烘烤”有關。 以“雙重涂抹雙重烘焙”為例,噴灑底粉烘焙預固化噴灑小麥粉完全固化(參照圖2 )。 其中,底層預固化是非常重要的一環,過燒使底層涂料完全固化,與底層結合力下降,燒傷不足,二次固化時容易發生底粉浮起的現象。 另外,底粉的預固化后應盡快進行面粉的涂裝,如果放置時間過長,表面被破壞或污染,層間附著力也有可能下降。

        2.3高腐蝕等級(C4H和C5H  )環境用粉體涂料的解決方案

        C4H和C5H在目前風力發電設備的實際運行中較多,是一個嚴峻的環境腐蝕等級。 ISO12944-6 2018中的C4H/C5H測試為初始涂膜附著力2.5 MPa、中性鹽霧試驗720h/1440h、冷凝試驗480h/720h、鹽霧和冷凝試驗結束后的涂膜附著力2.5 MPa、鹽霧試驗后的單側銹蝕寬度-1mm  (qualisteelccel  )

        對此我們進行了許多實驗,比較了不同基材、不同預處理和不同粉末涂層系統在不同腐蝕水平測試項目中的表現。 對于高腐蝕等級的C4H和C5H,參考Qualisteelcoat的相關要求,采用雙涂層結構,采用雙涂層技術,滿足高防腐、高耐氣候的要求。 以我們富鋅環氧粉末涂料為底粉,耐候性聚酯粉末涂料為小麥粉,可以滿足C4H的測試要求。 以我們開發的超高防腐蝕環氧粉末涂料為底粉,高耐候聚酯粉末涂料為小麥粉,可滿足C5H的測試要求。

        隨著社會越來越重視環境問題,綠色能源的開發和利用越來越廣泛,風力發電等綠色能源行業也保持著當前的快速發展。 風力發電設備的使用地區不限于內陸地區,在沿海等地也有很多應用,潮濕的高鹽的使用環境對風力發電設備防腐的要求也越來越高。 粉末涂料比液體涂料具有更環保的特性,應用于風力發電設備的防腐有很多優點。 粉末涂料應用于風力發電設備防腐作業的研究,近年來有所增加。 只有嚴格控制基材、預處理、防腐結構設計、涂料選擇、涂裝技術等方面,風力發電設備才能在C4H和C5H的高腐蝕環境下長期保證安全運行。

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        產品標題:風電設備電泳技術和靜電噴涂有哪些要求
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