[發明專利]一種海上風電裝備陰極保護噴涂工藝及陰極保護涂層

在審

• 申請號: 201911238165.1
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN111074196A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 胡夏民;朱茜;鄂霞;李月年;馮晨雨
• 申請（專利權）人: 江蘇吉鑫風能科技股份有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/08;C23C4/02;C23F13/14
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩

本發明涉及一種海上風電裝備陰極保護噴涂工藝及陰極保護涂層，結合電弧噴涂，以REZA55絲材為陰極保護材料對海上風電裝備表面進行熱噴涂處理。本發明的噴涂工藝能夠提供具有更高硬度、耐磨性耐腐蝕性和剝離強度的防腐涂層，使得涂層在惡劣的海上工作環境下具有更高的耐受能力，不容易受到破壞和腐蝕，同時，本發明的噴涂工藝允許在獲得相同甚至更優的防腐性能的前提下，使用更小重量的絲材實現更大的防腐涂層施工面積，從而降低絲材用量，本發明的噴涂工藝還能夠提供相對更加安全的施工環境，減少對噴涂工人的傷害和對工作環境的污染。

技術領域

本發明涉及防腐加工技術領域，具體涉及針對海上風電裝備的防腐加工處理，更具體的涉及一種針對海上風電裝備的陰極保護熱噴涂工藝及由所屬工藝制得的陰極保護涂層。

背景技術

金屬材料的腐蝕破壞不僅給各國帶來巨大的經濟損失和安全隱患，也給人類有限的資源造成了極大的消耗和浪費。1999年至2001年間，NACE國際在與美國聯邦公路管理局(FHWA)簽署一份合作協議后展開了一項調查研究。根據調查結果，美國每年花費的腐蝕費用約為2,760億美元。

近年來，隨著各國風電技術的不斷發展和陸地風機的飽和，各國均把目光投向了更加廣闊的海上風機市場。相比陸地，海上的工作環境更加惡劣，對風機上的各金屬零部件的損傷也更高，并且海上風機的設備和安裝成本均遠高于陸地風機。因此，海上風機對于零部件的防腐提出了更高的要求。

風機的主要零部件均為金屬制品，其主要的元素是鐵。現有技術中，對于金屬材料的防腐處理主要采用熱噴涂工藝。若用于防腐的熱噴涂材料為金屬材料，則還可以形成陰極保護，進一步減緩金屬材料的腐蝕。鋅、鋁是其中最常用來當做陰極保護的材料，尤其是鋅鋁合金，由于合金的特性，被廣泛用于海上風電產品，從目前的市場上來說，最主流的就是Zn(99.99％)和ZnAl15(下稱ZA15，指含Zn85％wt，含鋁15％wt的鋅鋁合金)。但是，根據實踐反饋數據，采用上述兩種陰極保護材料的熱噴涂防腐工藝的海上風電設備仍經常出現涂層腐蝕，導致機組停機，因而需要進行定期的涂層維護；而由于海上施工環境的限制，一臺海上風機的涂層維護成本是涂覆初始涂層成本的幾十倍，甚至上百倍。因此如何提高涂層的防腐能力和使用壽命就變得極其重要了。

發明內容

為解決上述海上風電設備防腐技術問題，本發明提供一種海上風電裝備陰極保護噴涂工藝及陰極保護涂層。采用本發明的工藝能夠顯著提高陰極保護涂層的防腐能力，減少甚至免除海上風電設備的涂層維護。

具體的，本發明提供一種海上風電裝備陰極保護噴涂工藝，包括如下步驟：

a、對工件表面進行噴砂處理，清潔工件表面的銹跡，并增加工件表面的粗糙度；

b、在室溫干燥氛圍下對清潔的工件表面進行電弧噴涂；

其中，電弧噴涂的工藝參數如下：噴射氣壓為0.6～0.7Mpa；噴涂角度為：85°±5°；噴涂距離為：100～150mm；電流為：120～160A；電壓為：22～24V；送絲速度為：3～4m/min；絲材為的REZA55絲材(指含Zn45％wt，含Al55％wt的鋅鋁合金)；噴嘴移動速度為0.3～0.35m/min，以在所述工件表面形成約150μm的陰極保護涂層；所述的室溫干燥氛圍指在該溫度和濕度條件下，工件表面無結露的溫度濕度條件。

優選的，對工件表面的噴砂處理應滿足：工件表面需要清理達到ISO8501-1的Sa3.0級或者NACE NO.5，粗糙度Rz大于70μm。

優選的，本發明的海上風力發電裝備陰極保護鋅鋁合金噴涂工藝還包括在步驟b之后的封孔步驟。所述封孔步驟使用的封孔劑為乙烯樹脂、酚醛、改進型環氧樹脂及聚氨樹脂中的任意一種或其組合。