石安涛《长效重防腐涂装方法及涂装设备综述》演讲分享

中国船舶集团长江科技公司首席技术专家石安涛受邀出席2024中国·长垣腐蚀控制产业博览会论坛，并带来了《长效重防腐涂装方法及涂装设备综述》演讲。

石安涛

中国船舶集团长江科技公司首席技术专家

《长效重防腐涂装方法及涂装设备综述》

长效重防腐涂装方法

1. 我国腐蚀概括：

   根据2015年出版的《中国腐蚀成本》一书介绍我国2014年腐蚀成本高达2.1万亿元，占当年国内生产总值的3.34%(美国、英国、日本、印度占比为2%4%)。以此比例推算，2023年我国腐蚀成本高达4.54万亿元，人均腐蚀成本高达3200元。

【注:腐蚀成本计算:腐蚀直接成本(材料费、人工费、管理费)+间接成本(因腐蚀停工而造成的损失)。】

我国腐蚀成本较高的行业有:

基础设施(含公路桥梁、港口码头、水利工程等)

交通运输(含汽车、船舶、铁路、飞机)

能源工业(含石油天然气、煤炭工业、火力发电、新能源等)

城市给排水工程(水环境)

生产制造(含冶金、化学工业、造纸、电子工业、文物古迹等)

2.  腐蚀控制与影响涂层质量因素及其占比

腐蚀造成的经济损失和引发的安全事故十分惊人，因此腐蚀控制显得尤为重要。防腐有很多种方法，而采用涂料防腐蚀是腐蚀控制最重要、应用最为广泛的方法。涂料防腐的关键就在于涂层质量的好坏。涂层质量直接决定涂层的使用寿命。

（1）材料表面处理的质量——第一大因素构件的表面质量主要与表面处理的方法和处理设备相关。为了获得符合涂层体系要求的表面清洁度和粗糙度，应优先采用喷丸除锈方式。近年来出现水汽喷砂、超高压水除锈、激光除锈和超声波除锈等新的技术，并得到了不同程度的应用。

（2）涂装方法和技术——第二大因素涂装的方法有很多种，有空气喷涂、无气喷涂、混气喷涂、静电喷涂、离心喷涂，甚至在无法喷涂的地方可以采用刷涂、滚涂等方式。为了达到长效重防腐涂装的耐久性，一般优先采用无气喷涂方式。

3.空气喷涂

它是最早发明的喷涂方式，已有100多年的历史。空气喷涂是利用压缩空气将涂料吸入或加压、雾化并射向被涂面，形成涂层的涂装方法(靠压缩空气雾化涂料)。空气喷涂的优点：雾化质量好;幅宽可以调节;设备投资低，使用方便。空气喷涂的缺点: 主要用于低黏度涂料的喷涂;由于涂料中含有压缩空气的水分和杂质对涂层寿命有较大影响，涂料上漆率低。空气喷涂主要适用于: 汽车修补、木器、五金件、仪器仪表、较小构件等。

4.无气喷涂

无气喷涂于上世纪50年代问世，是将液体涂料增压至11MPa~50MPa，当涂料离开无气喷嘴的瞬间，涂料便以高达100m/s的速度与空气发生多次冲撞，将涂料破碎成微粒呈雾化状，并涂敷在被涂物表面(靠压力雾化涂料)

无气喷涂特点：

防腐性能优异

对涂料黏度适用范围广

喷涂效率高

减少对环境的污染

5.混气喷涂

又叫空气辅助无气喷涂，混气喷涂利用压缩空气将已被无气喷嘴预雾化的液体涂料进一步吹散雾化，射向被涂面形成涂层的涂装方法。混气喷涂=空气喷涂+无气喷涂。混气喷涂的优点是:可适合中等黏度的涂料;雾化质量好;喷涂效率较高，幅宽可调整。混气喷涂适合家具、飞机、机车车辆以及较小构件的喷涂。

6.静电喷涂

  利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下带负电荷，并吸附于带正电工件(构件)表面的涂装方法。

静电喷涂=空气喷涂+涂料加静电。

静电喷涂的最大优点是:涂层均匀，上漆率极高，可喷各种异形中小件。

在重防腐领域，推荐采用混气静电喷涂。混气静电喷涂=混气喷涂+静电喷涂。

混气静电喷枪适用于:飞机、机车车辆、五金零件、碳纤制制品、汽车零件、木器家具、机床、工程机械等行业，以及其他中小构件的喷涂。

7.离心喷涂

   通过喷具高速旋转，涂料在离心作用下雾化并涂覆在工件上，一般离心喷涂用于管道领域。

8.各种涂装方法优缺点对比情况

长效重防腐涂装设备

长效重防腐涂装的特点

使用高固体分涂料或无溶剂涂料;涂层干膜厚度达200um以上;在腐蚀环境下涂层寿命达15年以上。重防腐涂装主要应用领域:船舶、海洋工程、集装箱、桥梁、港口机械、钢结构、石油化工、机车车辆、风电、制桶、军工、国家重点工程等。

下面主要介绍：无气喷涂设备

1.无气喷涂机（单机）按

动力划分，无气喷涂设备有气动型无气喷涂机、电动型无气喷涂机、液压型无气喷涂机和内燃机型无气喷涂机。无气喷涂机均为涂料增压泵。重防腐涂装领域大多采用气动型无气喷涂机。

（1）优点

结构简单，操作简便，设备价格能得到普遍认同。

安全可靠，适合溶剂型涂料、水性涂料和高固体分涂料的施工。

维护、维修简单。

（2）组成

由涂料液压增压泵、涂料过滤器、高压软管、吸入软管、无气喷枪、无气喷嘴、车架等部分组成。

（3）工作原理

（4）主要技术参数

压力比(增压的倍数)，如32:1、65:1、75:1等一往复排量或空载流量，如QPT65208K空载流量为28L/min。一往复排量有200ml、250ml、300m1、400ml等规格。

（5）选用与使用

一般情况下高粘度甚至无溶剂涂料选用压力比60:1~85:1和一往复排量250ml以上的喷涂机;中等黏度涂料选用30:1~45:1和一往复排量200ml以上的喷涂机。水性无机富锌一般选用32:1的专用喷涂机，如长江厂的9C。喷涂玻璃鳞片涂料选用OPT6528K，使用时应去除过滤器的滤网，喷嘴选用2.6L/min以上流量的。当双组分涂料混合后适用期超过1~2小时以上时，可采用单机喷涂。但一定要在规定时间内喷完全部涂料，并将所有涂料通道清洗干净。

无气喷嘴

无气喷嘴(简称喷嘴)是无气喷涂设备的核心零件，直接决定喷涂的效果和上漆率，影响被涂物的生产效率和涂装成本

双组分无气喷涂机

高固体分双组分涂料的特点: 绿色环保、涂层耐久性长。双组分无气喷涂机是喷涂高固体分双组分涂料的必备设备。

目前市面上有两大双组分无气喷涂机体系:

1.机械配比双组分无气喷涂机

2.电子配比双组分无气喷涂机

3.混气喷涂设备

4.混气静电喷涂设备

5.成套自动喷涂设备

6.智能喷涂系统

智能喷涂系统是在成套自动喷涂设备基础上的进一步升级，应具备以下特点:

1.能快速扫描构件建模并快速生成自动喷涂程序，智能喷涂系统内置涂装专家系统，因此能适合构件经常的变动的场合。

2.能对涂层厚度和幅宽实时监测并进行控制。如涂层厚度幅宽有所偏差，能自动调整喷涂速度和轨迹。现需要开发在线湿膜厚度检测仪，瑞士有此产品，但价格极其昂贵。

3.涂料是非牛顿流体，在压力和温度的变化下，涂料黏度的改变将导致涂层厚度的变化，因此应根据每种涂料的流变性自动调整喷涂速度和轨迹;或者设置涂料恒压和恒温系统，保证喷涂过程的一致性。

4.喷涂过程中，应消除喷嘴和喷涂泵磨损对涂层厚度的影响。如果这些功能能实现，将实现喷涂的智能化，使涂层的均匀性大幅度提升，从而降低涂料的用量和成本，减少对环境的污染。