Новое противокоррозионное алюмокерамическое покрытие на базе плазменного нанесения

Журнальчик «Анонсы теплоснабжения», № 12 (16) декабрь 2001, С. 40 – 41, www.ntsn.ru

А.А. Сиротинский, к.т.н. АО ВНИИСТ, г. Москва

С.В. Петров, д.т.н., А.Г. Сааков, д.т.н., НПП ТОПАС, г. Киев

Способы плазменного напыления относятся к числу более интенсивно развивающихся направлений в области защитных покрытий. Они заняли место в группе промышленно развитых способов и характеризуются высочайшей универсальностью, производительностью, легкостью в автоматизации, высочайшей скоростью протекания физических процессов и др. Напыление может выполняться как на малые поверхности изделий, так и на огромные, фактически без ограничения размеров поверхности. Внедрение плазмы позволяет создавать покрытия различного предназначения (износоустойчивые, коррозионностойкие, теплозащитные, электроизоляционные и другие).

Практический опыт внедрения плазменных покрытий, скопленный за последние 20-30 лет в разных отраслях индустрии, указывает, что износ деталей машин, эксплуатируемых в самых различных критериях, миниатюризируется, обычно, в 2-5 раз.

Обычно для плазменного напыления использовали инертные газы (азот, аргон, гелий, аммиак и их консистенции с водородом). Накладность и дефицитность их обуславливали трудность при практической реализации плазменных технологий. Внедрение в качестве плазмо-образующей среды консистенции воздуха с углеводородным газом (метаном, пропан-бутаном) либо сжатого воздуха позволило воплотить на практике в широком промышленном масштабе

Новый тип плазменных установок. Особенности таких установок и реализуемых технологических процессов – комбинирование электронной и термический энергии, которая выделяется в зоне нагрева материала.

При плазменном нанесении покрытий на поверхности изделия формируется слой из частиц порошка, владеющих определенным припасом термический и электронной энергии, приобретенной в итоге взаимодействия со струей дуговой плазмы. Температура плазменной струи добивается 5000-10000 К, а скорость истечения – 1000-3000 м/с. В плазменной струе частички порошка грануляцией 20-150 мкм расплавляются и получают скорость 300-500 м/с. В итоге нанесения формируется композиционное покрытие, которое состоит из дюралевой матрицы с умеренно распределенными в нем, и металлургически связанными, частичками керамики, отлично сцеплено с основой – крепкость на отрыв – 35 МПа, имеет низкую пористость – 0,5%.

Процесс плазменного напыления осуществляется последующим образом. Плазматрон закрепляют в приспособлении для нанесения и устанавливают на данном расстоянии от детали. Дистанция напыления составляет 100-300 мм. Приспособление для напыления может обеспечить плавное перемещение напыляемого материала относительно поверхности изделия для получения равномерной высоты покрытия. Скорость пермещения струи относительно изделия составляет 3-15 м/мин., окружная скорость вращения изделия – 10-15 м/мин. Ось сопла плазматрона должна быть ориентирована к напыляемой поверхности под углом 60-90 град. В качестве плазмообразующего газа употребляют компримированный очищенный от воды и масла воздух с давлением до 0,3 МПа и метан либо пропан-бутан по ГОСТ 20443-80.

Технологическая линия по нанесению алюмокерамического покрытия плазменным способом на внешную поверхность труб поперечниками 57-1420 мм состоит в главном из последующего оборудования:

— накопителя для темных труб;

— рольгангов для перемещения и вращения труб;

— установка предварительного отжига труб;

— проходной дробеструйной либо дробеметной установки;

— камеры плазменного напыления;

— щит контроля свойства покрытий.

В состав камеры заходит плазматрон, два питателя-дозатора с системой управления, источник электропитания, газоприготовительная станция и пульт управления.

Разработка плазменного нанесения алюмокерамических покрытий имеет последующие особенности:

— отсутствие ограничений по толщине покрытия, наносимого за один проход;

— малые габариты рабочей камеры для нанесения покрытий;

— грануляция напыляемого порошка до 150 мкм;

— возможность нанесения покрытия из всех механических консистенций порошков;

— возможность нанесения покрытия на внешние поверхности тел вращения;

— понижение издержек энергии на получение покрытия;

— возможность полной автоматизации процесса.

Плазменный метод высокопроизводительный – до 30 кг/ч, позволяет получать противокоррозионные алюмокерамические покрытия.

Покрытие создано для защиты от коррозии конструкций из темных металлов, которые эксплуатируются в очень и слабо брутальных средах, в том числе трубопроводов, корпуса вагонов, которые эксплуатируются в солевых районах.

Алюмокерамическое покрытие соперничает с лакокрасочными, гальваническими покрытиями, получаемыми окунанием в сплав, стеклоэмалевыми, битумными, битумно-резиновыми, полимерными и эпоксидными.

Для данного покрытия свойственна высочайшая стойкость к воздействию брутальных сред с водородным показателем рН=2-12. Под воздействием главных эксплуатационных причин старения (температуры, вместе температуры и воды, брутальных сред, электронных потенциалов) алюмокерамическое покрытие не изменяет собственных начальных параметров и играет роль протекторной защиты. Выдерживает нагрев до 450 0С. При напылении на сварные швы не только лишь защищает шов от коррозии, да и присваивает сварному соединению завышенную сопротивляемость зарождению коррозионно-усталостных трещинок, в том числе инициируемых в полосы сплавления при повторно-статическом нагружении.

Наличие алюмокерамического покрытия защищает также участки с частичными отслоениями покрытия.

Зависимости защитных параметров от его толщины в границах 150-400 мкм не выявлено.

Алюмокерамическое покрытие не просит дополнительной пропитки и прокатки, превосходит алюминиевое по коррозионной стойкости более чем в 2 раза, а по износостойкости в 6-8 раз.

Результаты испытаний алюмокерамического покрытия при воздействии главных эксплуатационных причин старения на фирме по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электрических станций и сетей «Фирма ОРГРЭС» позволяют советовать его в качестве противокоррозионной защиты трубопроводов подземной прокладки термических сетей в согласовании с РД 34.20.518 – 95 «Типовая аннотация по защите термических сетей от внешней коррозии».

АО ВНИИСТ с соисполнителями делает комплекс работ, нужных для сотворения производств по нанесению алюмокерамических покрытий на трубы и соединительные детали.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru