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新型金属防腐涂层制备技术研究及应用

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慧聪表面处理网讯:随着能源危机问题的日趋突出,富饶海洋资源的开发和利用越来越被人们重视。开发海洋资源的能力不仅反映出一个国家海洋科技创新及其推广应用的水平,更能体现出这个国家在海洋领域的竞技潜能和综合国力。目前,我国在海洋领域的探索和发展处于持续升温状态,越来越多的海洋工程设施投入应用,如海洋平台、油气管线、岸壁设施、大型船舶等。但是这些海洋工程设施的发展仍然面临着诸多问题,腐蚀损伤、磨蚀失效和生
  慧聪表面处理网讯:随着能源危机问题的日趋突出,富饶海洋资源的开发和利用越来越被人们重视。开发海洋资源的能力不仅反映出一个国家海洋科技创新及其推广应用的水平,更能体现出这个国家在海洋领域的竞技潜能和综合国力。目前,我国在海洋领域的探索和发展处于持续升温状态,越来越多的海洋工程设施投入应用,如海洋平台、油气管线、岸壁设施、大型船舶等。但是这些海洋工程设施的发展仍然面临着诸多问题,腐蚀损伤、磨蚀失效和生物污损等情况严重延缓了我们在海洋资源开发利用领域的前进步伐。据资料显示,海洋工程材料因腐蚀等问题每年造成了近万亿元的经济损失。因此,海洋腐蚀失效机理的研究与工程设施防腐技术的提升已成为我国海洋工程领域里亟待解决的问题。
 
  近年来的研究与应用结果表明,采用热喷涂合金防腐涂层是海洋环境下钢结构腐蚀防护的有效方法之一。这种技术是利用各种热能将防腐金属材料熔化,并通过高速气流使其雾化喷射到零件表面上,形成防护涂层的一种表面加工方法。但是,传统的电弧喷涂防腐技术通常是由人工来操作的,导致其控制精度较低、产生的涂层质量不稳定,而且它的作业环境较为恶劣,这些情况严重制约了该技术在海洋防腐工程领域更广泛的应用和发展。针对这些问题,笔者科研团队将智能控制技术、逆变电源技术、红外测温技术、数值仿真技术综合集成创新研制了新型自动化高速电弧喷涂设备,将传统“粗放型”电弧喷涂技术提升为喷涂工艺与涂层质量精确可控的先进高效维修技术。
 
  自动化智能高速电弧喷涂系统实现了操作系统与喷涂设备的一体化联动控制,具有自动化程度高、稳定可靠的特点,在海洋工程材料表面大面积防腐等领域效果显著。该系统中的高速电弧喷涂枪实现了超音速气流雾化,最大气流速度达586m/s,铁基喷涂材料的最大粒子飞行速度由传统喷涂的100m/s以下提高到150m/s以上,涂层的结合强度可达20-40MPa,孔隙率显著降低,涂层质量得到大幅提升。系统中具有自主知识产权的高稳定性的脉宽调制型数字式电弧喷涂逆变电源,实现了在喷涂过程中喷涂参量与送丝速度之间的智能化自反馈和自调节。与传统电弧喷涂采用的硅整流电源相比,逆变式喷涂电源体积和重量分别减小50%和75%,质量更加可靠,便于现场维修作业。利用研发的电弧喷涂智能模糊控制单元,结合红外热像仪对喷涂温度场的监控,实现了电弧喷涂工艺参数的在线智能闭环反馈控制,进而实现涂层残余应力的优化控制。设备单元采用模块化设计,环境适应性强,涂层质量精确可控,使电弧喷涂升级为喷涂工艺与涂层质量可精确控制的先进维修技术,喷涂效率为手工的3倍以上,大大减轻了操作强度,为海洋工程设施表面防腐提供了技术支撑。