一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层及喷涂方法技术

本发明专利技术公开一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其包括喷涂于钢闸门外表面的打底层，打底层的厚度为60～80μm，以纯度大于等于99.99%的锌丝为原料，丝材直径为2.0～3.0mm；喷涂于打底层外表面的耐磨层，耐磨层的厚度为60～80μm，原料为不锈钢合金粉末，粉末粒度为75～200μm；喷涂于耐磨层外表面的封闭层，封闭层的厚度为30～50μm，原料为耐磨环氧面漆；本发明专利技术还公开了上述抗磨防腐蚀涂层的喷涂方法。本发明专利技术的涂层具有良好的防腐性能、适宜的硬度与结合强度，耐磨性能良好，能够很好地达到水利水电工程用钢闸门在高泥沙工况下表面抗磨防腐蚀的要求。

Abrasion resistant anticorrosive coating and spraying method for steel gate of water conservancy and hydropower projects

The invention discloses an anti-wear and anti-corrosion coating for steel gates used in water conservancy and Hydropower projects, which comprises a bottom layer sprayed on the outer surface of the steel gates with a thickness of 60-80 micron, a zinc wire with purity greater than or equal to 99.99% as raw material, a wire diameter of 2.0-3.0 mm, a wear-resistant layer sprayed on the outer surface of the bottom layer and a thickness of the wear-resistant layer. The material is stainless steel alloy powder with a particle size of 75-200 micron and the thickness of the sealing layer is 30-50 micron. The raw material is wear-resistant epoxy top coat. The spraying method of the wear-resistant and corrosion-resistant coating is also disclosed. The coating of the invention has good anticorrosion performance, suitable hardness and bonding strength, good wear resistance, and can well meet the requirements of anti-wear and anti-corrosion of the surface of steel gates for water conservancy and hydropower projects under high sediment conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层及喷涂方法
本专利技术属于水利水电行业防腐材料
，尤其是涉及一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层及喷涂方法。
技术介绍
随着现代社会的发展，钢闸门是广泛应用于水工建筑物的重要组成部分，它主要可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等。钢闸门长期受到阳光的暴晒，且经常与各种液体物质接触，往往工作在酸碱盐及潮湿环境下，所处的环境需要比较好的耐腐蚀效果，在钢闸门结构外表面需要涂设有专用涂层。常用的水工钢结构金属涂层有锌、铝、锌铝合金、锌镁合金、喷稀土铝、先喷锌后喷铝和先喷铝后喷锌，涂层厚度控制在120μm左右，铝基涂层易钝化而失去阴极保护作用，在后期易出现鼓泡和白色物析出现象，而锌基涂层颗粒较细且均匀，阴极保护效果稳定可靠，缺点是锌层的表面硬度较差、耐磨性和抗破坏性较差，因此，不能满足特殊抗磨工况条件闸门的运行需要，影响水工金属结构使用寿命。目前，小浪底排沙洞工作闸门采用“环氧富锌防锈底漆+环氧不锈钢鳞片漆”作为抗磨防腐蚀方案，虽然一定程度提高了防腐抗磨性能，但仍不能满足要求，投运初期运行频繁，闸门面板与粗颗粒泥沙及转铰止水之间的机械磨损尤为严重，这种磨损加大了防腐检修的费用，最关键的是磨损、锈蚀及频繁的防腐、喷砂对闸门基体产生较强的破坏，使闸门变薄，缩短了闸门的使用寿命，危及闸门的安全运行。不锈钢涂层的保护周期为40年左右，其优点是硬度高、耐磨性好、强度大，抗破坏性能好，缺点是易锈蚀、无阴极保护功能，表面粗糙，孔隙率大，防渗透能力弱，很少在水工钢结构中应用。碳化钨金属陶瓷，主要成分为WC-CoCr(Ni)，是具有优良的抗磨和防气蚀、防腐蚀效果的涂层，涂层致密且结合强度高，耐磨性能好，但喷涂设备价格昂贵，且喷涂要求和喷涂成本都很高，涂层一旦遭到破坏不易修复。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种水利水电工程用闸门的抗磨防腐蚀涂层，其具有良好的防腐性能、适宜的硬度与结合强度，耐磨性能良好，能够很好地达到水利水电工程用钢闸门在高泥沙工况下表面抗磨防腐蚀的要求；同时，公开上述抗磨防腐蚀涂层的喷涂方法，使闸门具有良好的耐磨耐腐蚀性能，闸门表面防腐寿命大大提高。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其包括喷涂于钢闸门外表面的打底层，打底层的厚度为60～80μm，以纯度大于等于99.99%的锌丝为原料，丝材直径为2.0～3.0mm，打底层包括以下质量百分比的各组分：Sn≤0.0002%、Pb≤0.0022%、Cd≤0.0004%、Cu≤0.0004%、Fe≤0.0009%、Zn≥99.9959%；喷涂于打底层外表面的耐磨层，耐磨层的厚度为60～80μm，原料为不锈钢合金粉末，粉末粒度为75～200μm，包括以下质量百分比的各组分：C≤0.031%、Si≤0.047%、Mn≤1.35%、P≤0.029%、S≤0.003%、Ni10.0～14.0%、Cr16.0～18.0%、Mo2.0～3.0%，余量为Fe；喷涂于耐磨层外表面的封闭层，封闭层的厚度为30～50μm，原料为耐磨环氧面漆。所述的水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层的喷涂方法，其包括以下步骤：S1、使用喷砂处理方式清理和粗化钢闸门表面，使钢闸门表面清洁度处理至GB8923中规定的Sa2.5级，粗糙度Rz至60～100μm范围内；S2、用压缩空气吹干净钢闸门表面粘附的浮尘；S3、采用电弧喷涂设备在钢闸门表面喷涂打底层，喷涂工艺参数为：工作电压28～35V，工作电流120～180A，压缩空气压力0.5～0.8MPa，送丝速度2～4m/min，喷枪移动速度2～4m/min，喷涂距离150～200mm，喷涂道次为1～2道，喷涂角度60～90°，相邻喷幅之间重叠1/3，喷涂厚度为60～80μm，喷枪以井字形路径移动进行喷涂作业；S4、采用火焰喷涂设备在打底层表面喷涂耐磨层，喷涂工艺参数为：氧气压力0.3～0.8MPa，乙炔压力0.08～0.12Mpa，氧气流量为400～470L/min，乙炔流量为40～50L/min，压缩空气压力0.5～0.8MPa，送粉量40～65g/min，喷枪移动速度2～4m/min，喷涂距离180～220mm，喷涂道次为1～2道，喷涂角度60～90°，相邻喷幅之间重叠1/3，喷涂厚度为60～80μm，喷枪以井字形路径移动进行喷涂作业；S5、采用高压无气喷涂设备在耐磨层表面喷涂封闭层，喷涂工艺参数为：喷嘴直径为0.17～0.25mm，喷枪移动速度18～24m/min，喷涂距离200～400mm，喷涂道次为1～2道，喷涂角度60～90°，相邻喷幅之间重叠1/4，喷涂厚度为30～50μm。上述的封闭层采用的原料耐磨环氧面漆为现有技术中的市售产品。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：本专利技术水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其采用锌涂层作为钢闸门基体的阴极保护，再通过不锈钢具有高强度、高耐磨和长寿命的特点、以及封闭涂料来弥补不锈钢表面粗糙、孔隙率大、防渗透能力弱的缺点，形成喷锌+喷不锈钢+封闭层的组合方案，抗磨防腐蚀效果良好，且成本相对较低，便于推广；能够减少因磨损腐蚀而造成的经济损失，达到节材、节能的效果，符合节能环保政策；有效解决了磨损与电化学腐蚀的双重问题，能够显著延长闸门面板的防腐周期，大幅降低闸门防腐检修费用，解决了闸门面板普遍存在的抗磨防腐蚀问题。本专利技术水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其施工方便，不仅解决了长时间在潮湿环境下运行出现的锈蚀问题，同时也解决了在高泥沙环境下不可避免出现的磨损，显著提高了闸门面板的耐磨、防腐蚀两方面的性能。具体实施方式下面参照以下实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明；但是，以下实施例仅仅是例证，本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其包括喷涂于钢闸门外表面的打底层，打底层的厚度为60μm，以纯度大于等于99.99%的锌丝为原料，丝材直径为2.0mm，打底层包括以下质量百分比的各组分：Sn0.0001%、Pb0.0012%、Cd0.0002%、Cu0.0002%、Fe0.00024%、Zn99.9959%；喷涂于打底层外表面的耐磨层，耐磨层的厚度为60μm，原料为不锈钢合金粉末，粉末粒度为75μm，包括以下质量百分比的各组分：C0.015%、Si0.020%、Mn0.50%、P0.016%、S0.003%、Ni10.0%、Cr16.0%、Mo2.0%，余量为Fe；喷涂于耐磨层外表面的封闭层，封闭层的厚度为30μm，原料为耐磨环氧面漆。上述的水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层的喷涂方法，其包括以下具体步骤：S1、使用喷砂处理方式清理和粗化钢闸门表面，使钢闸门表面清洁度处理至GB8923中规定的Sa2.5级，粗糙度Rz至60μm范围内；S2、用压缩空气吹干净钢闸门表面粘附的浮尘；S3、采用电弧喷涂设备在钢闸门表面喷涂打底层，喷涂工艺参数为：工作电压28V，工作电流120A，压缩空气压力0.5MPa，送丝速度2m/min，喷枪移动速度2m/min，喷嘴距待喷涂表面的喷涂距离100mm，喷涂道次为1道，喷涂角度60～90°，相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其特征是：其包括喷涂于钢闸门外表面的打底层，打底层的厚度为60～80μm，以纯度大于等于99.99%的锌丝为原料，丝材直径为2.0～3.0mm，打底层包括以下质量百分比的各组分：Sn≤0.0002%、Pb≤0.0022%、Cd≤0.0004%、Cu≤0.0004%、Fe≤0.0009%、Zn≥99.9959%；喷涂于打底层外表面的耐磨层，耐磨层的厚度为60～80μm，原料为不锈钢合金粉末，粉末粒度为75～200μm，包括以下质量百分比的各组分：C≤0.031%、Si≤0.047%、Mn≤1.35%、P≤0.029%、S≤0.003%、Ni 10.0～14.0%、Cr16.0～18.0%、Mo 2.0～3.0%，余量为Fe；喷涂于耐磨层外表面的封闭层，封闭层的厚度为30～50μm，原料为耐磨环氧面漆。

【技术特征摘要】
1.一种水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层，其特征是：其包括喷涂于钢闸门外表面的打底层，打底层的厚度为60～80μm，以纯度大于等于99.99%的锌丝为原料，丝材直径为2.0～3.0mm，打底层包括以下质量百分比的各组分：Sn≤0.0002%、Pb≤0.0022%、Cd≤0.0004%、Cu≤0.0004%、Fe≤0.0009%、Zn≥99.9959%；喷涂于打底层外表面的耐磨层，耐磨层的厚度为60～80μm，原料为不锈钢合金粉末，粉末粒度为75～200μm，包括以下质量百分比的各组分：C≤0.031%、Si≤0.047%、Mn≤1.35%、P≤0.029%、S≤0.003%、Ni10.0～14.0%、Cr16.0～18.0%、Mo2.0～3.0%，余量为Fe；喷涂于耐磨层外表面的封闭层，封闭层的厚度为30～50μm，原料为耐磨环氧面漆。2.一种权利要求1所述的水利水电工程用钢闸门的抗磨防腐蚀涂层的喷涂方法，其特征是：其包括以下步骤：S1、使用喷砂处理方式清理和粗化钢闸门表面，使钢闸门表面清洁度处理至GB8923中规定的Sa2.5级，粗糙度Rz至60～100μm范围内；S2、用压缩空气吹干净钢闸门表面粘附的浮尘；S3、采...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玉海，唐红海，魏皓，陈飞，谭莹，
申请(专利权)人：水利水电三门峡防腐工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41