[發(fā)明專利]一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010565125.0
• 申請日: 2010-11-27
• 公開（公告）號: CN102134695A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 隆彬;吳天文;倪榮;張道軍
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: C23C8/06
• 分類號: C23C8/06
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 王興雯;賀元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪機零部件的表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法。

背景技術(shù)

在核電、燃氣輪機、蒸汽輪機組中，軸承箱(包括前軸承箱、中壓軸承箱及低壓軸承座)及油箱等油系統(tǒng)部件工作時，內(nèi)部管道為潤滑油管道。為加強軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件內(nèi)置管道內(nèi)壁清潔度及防腐蝕能力，國外公司在軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件設(shè)計時，通常對軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件內(nèi)置管道內(nèi)壁采用直接入槽酸洗及磷化的工藝。其不足之處是：(1)軸承箱及油箱等內(nèi)置管道在酸洗磷化時，極易造成軸承箱及油箱等非酸洗磷化部位的油漆涂層損壞和精加工配合面腐蝕，直接導(dǎo)致返工，甚至產(chǎn)生廢品；(2)由于軸承箱及油箱等部件內(nèi)置管道走向復(fù)雜，使得在加工時所產(chǎn)生的鐵屑及油污難以去除干凈，造成表面清潔度不能滿足要求；(3)同樣由于軸承箱及油箱等部件內(nèi)置管道走向復(fù)雜，使得局部位置在液相條件下難以排出由酸洗磷化過程中產(chǎn)生的氫氣，導(dǎo)致該部位內(nèi)壁局部無膜層，從而必須返修。清洗結(jié)束后的酸液及清洗水也難以排除干凈。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，使得管道內(nèi)壁有較高的清潔度和防腐蝕性能。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

采用氣壓加酸系統(tǒng)及混合加熱系統(tǒng)，使用蒸汽將管道內(nèi)壁清洗干凈后，采用在蒸汽中加入磷酸制得。

這種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，其步驟為：

(1)使用高壓蒸汽將管道內(nèi)壁包括切削、油污的殘留物清洗干凈；

(2)將磷酸通過混合加熱器混入蒸汽中清洗管道內(nèi)壁；

(3)關(guān)閉磷酸，將水通過設(shè)計工裝混入蒸汽中清洗管道內(nèi)壁；

(4)用pH試紙測量出口濕蒸汽的pH值；

(5)關(guān)閉自來水，使用高壓蒸汽沖洗管道內(nèi)壁；

(6)使用壓縮空氣對管道內(nèi)壁進行加速干燥并冷卻。

其磷化工藝參數(shù)如下：

步驟(1)中的高壓蒸汽壓力為：0.5～0.75Mpa，使用時間5min；

步驟(2)中的磷酸采用工業(yè)純磷酸，磷酸流量1～3L/min，水流量3～10L/min，時間3～10min；

步驟(3)中的水采用自來水，水流量5～10L/min，時間5～10min；

步驟(4)中的水流量5～10L/min，pH值為6～8；步驟(2)～步驟(4)中的蒸汽是高壓蒸汽，該高壓蒸汽壓力均為0.5～0.75Mpa；

步驟(5)中的高壓蒸汽壓力為：0.5～0.75Mpa，溫度為140～190℃，時間1～3min；

步驟(6)中的壓縮空氣壓力為：0.3～0.75MPa。

采用上述方法制得的管道內(nèi)壁的磷化膜層成分是磷酸亞鐵[Fe₃(PO₄)₂.nH₂O]膜層，磷化膜層厚度為0.015～0.020mm。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

本氣相條件下制備管道內(nèi)壁的[Fe₃(PO₄)₂.nH₂O]磷化膜層，改善了管道內(nèi)壁的清潔度，提高了管道內(nèi)壁的防腐蝕性能，有效地避免了油路污染和延長了管道的使用壽命，有效地克服了軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件采用傳統(tǒng)酸洗磷化處理的清潔度不夠、損壞非酸洗磷化部位的油漆涂層和腐蝕精加工配合面的弊病。本發(fā)明的管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，工藝過程簡單易操作，能提高工作效率，且節(jié)能減排，大大降低了汽輪機油系統(tǒng)部件的生產(chǎn)制造成本。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于將高溫蒸汽加熱、高溫壓力清洗、磷酸的酸洗磷化和高溫干燥集成為一體。

本發(fā)明所制得的管道內(nèi)壁磷化膜層性能優(yōu)越，防腐蝕性能及清潔度均達到要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明磷化膜層制備方法的步驟示意圖。

圖中代號含義：1-高壓蒸汽；2-高壓蒸汽軟管；3-自來水；4、10-截止閥；5、11-逆止閥；6-磷酸；7-盛磷酸容器上的放氣口；8-壓縮空氣入口；9-加酸口；12-稀釋區(qū)；13-混合加熱器；14-加熱混合區(qū)；15-被清洗管道；16-濕蒸汽出口。

具體實施方式

通過對軸承箱(包括前軸承箱、中壓軸承箱及低壓軸承座)及油箱等油系統(tǒng)部件內(nèi)置管道內(nèi)壁酸洗磷化，對磷化膜層組織性能等進行大量的試驗與分析研究，最終形成了氣相條件下管道內(nèi)壁磷化膜制備的最佳實施方案，具體如下：