專利名稱：一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械緊固件表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝。
背景技術(shù)：
海洋平臺是為了進行海洋資源勘探、鉆井、采油等工業(yè)活動而建造的大型海上鋼結(jié)構(gòu)平臺，長期處于鹽霧、潮氣和海水中，受到惡劣的海洋環(huán)境長期侵蝕，嚴(yán)重影響海洋平臺及生產(chǎn)作業(yè)的安全。海洋平臺安裝用各種緊固件則是維護海洋平臺正常運行的關(guān)鍵零件，在豐富的電解質(zhì)作用下易發(fā)生劇烈的電化學(xué)腐蝕，腐蝕速度遠高于陸地，經(jīng)常產(chǎn)生腐蝕失效、咬死等問題，使得海洋平臺的維修成本增高，增加爆炸的危險性。而且由于海洋平臺不能像船舶那樣定期進塢維修保養(yǎng)，因此如何保證緊固件防腐性能的問題成了海洋平臺防腐技術(shù)中應(yīng)首要解決的關(guān)鍵問題。為實現(xiàn)海洋平臺的長效防腐，解決惡劣環(huán)境帶來的腐蝕問題，目前采取的主要方法有兩個(1)隔離腐蝕介質(zhì)是解決腐蝕最直接有效的途徑，其中最常見的方式是涂料防腐，具有施工方便、成本相對低廉的優(yōu)點。(2)陰極保護是采用一種控制金屬電化學(xué)腐蝕的辦法，在陰極保護系統(tǒng)構(gòu)成的原電池中，氧化反應(yīng)主要集中發(fā)生在陽極上，從而抑制了作為陰極的被保護金屬腐蝕。這兩種辦法已在海洋平臺上應(yīng)用了多年，較好的解決了鋼結(jié)構(gòu)主體的防腐問題，但對于海洋平臺的緊固件、標(biāo)準(zhǔn)件涂層防腐存在以下些不足之處(I)厚度大影響配合為實現(xiàn)設(shè)備表面的防腐，通常要求涂漆的厚度不小于300Mm，這給一些機加工零部件的外形尺寸及安裝配合會帶來極大影響。以直徑為100_，公差要求為h7的普通傳動軸為例，軸本身的公差要求為0 0. 035mm，軸表面涂漆后會使軸的直徑至少增大300MmX2，即0. 6_，遠超出公差要求，會給設(shè)備的裝配帶來無法解決的問題。(2)機械強度低雖然現(xiàn)在的涂料大多采用各種樹脂材料作為主要的成膜物質(zhì)，具有了較高的機械強度，但相對于各種金屬材料來說仍然有明顯的差距，特別在一些開放式的傳動設(shè)備上，如外露的齒輪副、鏈輪、蝸桿等即使表面進行了涂漆，也會在正常運轉(zhuǎn)后很快磨損殆盡，無法發(fā)揮正常的防腐效果。( 3 )對標(biāo)準(zhǔn)件不適用對于海洋平臺上使用量巨大的各類緊固件、標(biāo)準(zhǔn)件來說，安裝前涂漆會影響安裝，安裝后涂漆又不能進行良好的表面處理，影響涂料附著力，進而影響防腐效果，對于經(jīng)常更換或有可能反復(fù)拆卸、安裝的零部件，又會無可避免的帶來涂漆損傷的問題。美國華福生產(chǎn)的一種Xylan涂料(Xylan為其商標(biāo))，是一種PTFE防腐涂層,對金屬表面進行表面處理后，進行噴涂加工起到保護金屬的效果，具有優(yōu)異的防腐蝕性能抗化學(xué)品腐蝕等性能。涂層覆蓋的行業(yè)范圍緊固件、五金物件、石油石化設(shè)備件、螺絲、螺母、白鎖螺母、木材螺絲、電子附件、海洋構(gòu)件等。
雖然目前XyIan涂料涂覆螺栓已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)界得到廣泛運用。但是在這種涂料直接涂覆的螺栓經(jīng)過使用在海洋石油鉆機上使用存在腐蝕較快的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝。簡單的說一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其特征是按照如下工藝流程實施工件除油一除銹一磷化或電鍍鋅表面處理一噴涂一晾干一烘干一保溫。具體地說，所述的一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其特征是按照如下工藝流程實施(I).除油采用中溫浸潰脫脂，脫脂液PH = 10，脫脂后浙水；(2)除銹采用氧化鋁噴砂，增強附著力，達到Sa21/2級；或采用酸洗浸潰工藝，之后經(jīng)中和、清洗后浙水；(3).表面處理采用高溫錳系磷化液磷化或采用電鍍鋅涂層；(4).噴涂空氣噴涂Xylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加A 20-500克成膜劑、5-10公斤純凈水配制；(5).晾干晾至表面干燥；(6).烘干200-300°C的工件溫度下，烘干60min ；(7).保溫保溫10分鐘左右；(8).冷卻；自然冷卻至室溫。本發(fā)明采用“電鍍鋅+Xylan獅隆涂料”復(fù)合涂層，首次將該復(fù)合涂層應(yīng)用于海洋環(huán)境緊固件的防腐。該復(fù)合涂層防腐工藝優(yōu)點=Xylan 1424水性涂料具有干膜自潤滑性能，摩擦系數(shù)在0. 05-0. 10之間，相對于發(fā)黑緊固件，減少扭矩高達70%，準(zhǔn)確達到預(yù)估的扭矩系數(shù)，方便緊固件的聯(lián)接。由于干膜自潤滑性能和優(yōu)異的防銹性能，可以在多年使用之后，輕松使用扳手拆除螺母，避免使用氧炔槍破壞性拆除。這樣就使得在油田或者化工廠之類的危險區(qū)域，從事此類活動的安全系數(shù)大大提高。涂層相比鍍鋅，大幅提高防腐蝕能力，防銹和防化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異。Xylanl424加電鍍鋅，可以通過中性鹽霧測試2500小時，而紅銹面積小于15%。而普通的電鍍鋅的中性鹽霧測試一般少于100小時。涂層不導(dǎo)電，所以可以隔絕不同材質(zhì)部件之間由于電極電位差而形成的電化學(xué)腐蝕。持續(xù)工作可達工作溫度+180° C，可在工作溫度+200° C間歇工作。該涂層具有優(yōu)越的防鹽霧腐蝕性能，卓越的抗酸雨性能，以及防化學(xué)腐蝕性能，采用水基涂料，揮發(fā)性有機化合物(VOC)〈3. 0 lb/gal。


圖1 :鹽霧試驗1000小時后外觀效果對比。圖2 :鹽霧試驗2500小時后外觀效果。
具體實施例方式一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其是按照如下工藝流程實施(I).除油采用中溫浸潰脫脂，脫脂液PH = 10，脫脂后浙水；(2).除銹采用氧化鋁噴砂，增強附著力，達到Sa21/2級；或采用酸洗浸潰工藝，之后經(jīng)中和、清洗后浙水；(3).表面處理采用高溫錳系磷化液磷化或采用電鍍鋅涂層；(4).噴涂空氣噴涂Xylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加A 20-500克成膜劑、5-10公斤純凈水配制；(5).晾干晾至表面干燥；(6).烘干200-300°C的工件溫度下，烘干60min ；(7).保溫保溫10分鐘左右；(8).冷卻；自然冷卻至室溫。空氣噴涂Xylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加入20克丙烯酸樹脂成膜劑、5公斤純凈水配制?；蛘呖諝鈬娡縓ylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加入100克丁二烯樹脂成膜劑、6公斤純凈水配制。或者空氣噴涂Xylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加入聚氨酯成膜劑300克、8公斤純凈水配制?；蛘呖諝鈬娡縓ylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加入500克硝酸纖維成膜劑，10公斤純凈水配制。通過本發(fā)明處理的海洋石油緊固件經(jīng)過海洋環(huán)境防腐涂層試驗采用螺栓、螺母分別作耐鹽霧對比實驗，主要測試的指標(biāo)有產(chǎn)品外觀、涂層厚度、附著力、固化檢測等。第一組螺栓、螺母采用電鍍鋅試件，第二組螺栓、螺母采用“電鍍鋅+Xylan獅隆涂料”涂層，經(jīng)204°C烘干30分鐘。涂層相關(guān)性能檢測方式如下涂層表面表面光潔，無雜質(zhì)污染、針眼、橘皮等現(xiàn)象(按照TM 120A)。表面硬度使用鉛筆沿45度角，加一定力量，滑過涂料表面。從硬度比較低的鉛筆開始，直至硬度高的鉛筆刺破涂層，則認為涂料的硬度大于之前鉛筆的硬度，而小于當(dāng)前鉛筆的硬度(TM 131A)。固化測試Xylan 1424，使用白布粘丁酮，來回擦拭50個回合，以不露底和少許顏色轉(zhuǎn)移到白布上為合格。如發(fā)現(xiàn)大量涂料轉(zhuǎn)移到白布上，甚至露底，則視為固化不充分。(TM115A)附著力測試在涂層表面每格I毫米平行劃11道，深至基材，再垂直劃11道，形成一百個小格。使用3M膠帶，沿對角線貼上，快速拔離，重復(fù)5次。觀察涂層是否有剝離。如一格涂料剝離，或兩三個小格剝離且總和面積大于一小格，則判為不合格。(TM 132C)涂層厚度固定螺栓，沿縱面剖開，用顯微鏡測量前處理層和涂料層的厚度。(TM114A)鹽霧測試鹽霧箱保持35攝氏度恒溫，由5%的NaCl鹽水造霧，把樣品由紗線捆綁吊在鹽霧箱中，定期觀察樣品表面的起泡、白銹和紅銹情況。一般認為白銹是鍍鋅層腐蝕，而紅銹則是鐵基材腐蝕。以紅銹面積不超過15%終結(jié)試驗。(ASTM B-117)圖1:鹽霧試驗1000小時后外觀效果對比。圖中自左至右依次是涂覆Xylan涂料、鍍鉻、鍍鋅、熱浸鋅和沒有表面處理的效果。圖2 :鹽霧試驗2500小時后外觀效果。表4 :試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其特征是按照如下工藝流程實施工件除油—除銹一磷化或電鍍鋅表面處理一噴涂一晾干一烘干一保溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其特征是按照如下工藝流程實施 (O.除油采用中溫浸潰脫脂，脫脂液PH = 10，脫脂后浙水； (2)除銹采用氧化鋁噴砂，增強附著力，達到Sa21/2級；或采用酸洗浸潰工藝，之后經(jīng)中和、清洗后浙水； (3).表面處理采用高溫錳系磷化液磷化或采用電鍍鋅涂層； (4).噴涂空氣噴涂Xylan涂料,噴涂所用Xylan涂料按照每公斤Xylan涂料加入20-500克成膜劑、5-10公斤純凈水配制； (5).晾干晾至表面干燥； (6)·烘干:200-300°C的工件溫度下，烘干60min ； (7).保溫保溫10分鐘左右； (8).冷卻；自然冷卻至室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝，其特征是所用成膜劑選自丙烯酸樹脂成膜劑、丁二烯樹脂成膜劑、聚氨酯成膜劑、硝酸纖維成膜劑中一種或者多種混合物。
全文摘要
本發(fā)明目的是提供一種用于海洋環(huán)境緊固件防腐工藝。其是按照如下工藝流程實施工件除油 → 除銹 → 磷化或電鍍鋅 表面處理→ 噴涂 → 晾干 → 烘干 → 保溫。本發(fā)明采用 “電鍍鋅+Xylan獅隆涂料”復(fù)合涂層，首次將該復(fù)合涂層應(yīng)用于海洋環(huán)境緊固件的防腐。該復(fù)合涂層防腐工藝優(yōu)點Xylan 1424水性涂料具有干膜自潤滑性能，摩擦系數(shù)在0.05-0.10之間，相對于發(fā)黑緊固件，減少扭矩高達70%，準(zhǔn)確達到預(yù)估的扭矩系數(shù)，方便緊固件的聯(lián)接。由于干膜自潤滑性能和優(yōu)異的防銹性能，可以在多年使用之后，輕松使用扳手拆除螺母，避免使用氧炔槍破壞性拆除。
文檔編號C09D5/08GK102974519SQ201210461640
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者徐紅九, 黃建勛, 王明磊 申請人:寶雞森特瑞石油機械科技有限公司