风力发电机机架的防腐

时间：2020-08-12

作者：山东中动电力工程有限公司

风力发电机机架为钢铁结构件，而且长期工作在户外，大风沙、风雪低温的恶劣环境下。为保证正常的工作寿命，其表面防腐工作尤为重要。本文意在介绍风力发电机主机架防腐涂层保护系统，工艺实施方法，表面处理及及加工面防腐方法等。

众所周知，钢铁制品的表面防腐是很重要的。每年全世界因为生锈，被腐蚀的钢材制品上亿吨，造成了巨大的浪费。风力发电机因其工作环境的特殊性，对表面防腐的要求比一般的机械产品要求更高。

我公司主要从事大型风力发电机零部件的制造，在其表面防腐上做了大量的工作。其中较有代表性的是1.5MW风力发电机主机架。

为满足主机架长期在北方户外，大风沙，低温(-40)的恶劣环境下工作的要求，其防腐等级应符合EN IS012944-2 C3的标准。

1.涂层保护系统

金属零件表面防腐防护的寿命要求与风力发电机组相同的15年，15年内金属零件的腐蚀深度不**过0.5mm。这就对涂层保护系统提出了，不同于普通钢铁产品单道防腐涂层系统的要求。经研究我们采用三层涂层系统，来满足需求。

1.1底涂层

底涂层：涂层体系中**道涂层。又称底漆。

底漆对具有一定粗糙度和清洁的金属表面或清洁的旧涂层表面提供良好的结合力，与此同时为后道涂层提供优良的基础及附着力。底漆通常也在覆涂中涂漆期间及整涂层体系服役期间提供防腐蚀保护。

1.2 中涂层

中涂层：介于底涂层与面涂层之间的涂层。又称中漆。

在风力发电机上，中涂主要是，增加漆膜厚度，作为厚膜膜屏蔽涂层，为漆系提供屏蔽保护作用。

1.3 面涂层

面涂层：涂层体系的最后一道涂层，又称面漆。这里要求此面涂层具有较佳的耐久性及长期复涂性。同时具有一定的观赏性，便于区别于其它的零部件。

1.4 涂层系统

为满足各涂层要求，经市场调查，我们推出如下一套涂层系统

涂层油漆规格漆膜厚度

底漆环氧富锌底漆 50um

中漆厚浆环氧漆 50um～80 um

面漆聚氨酯面漆 50um

2.施工方法

2.1漆膜厚度

适当的漆膜厚度对于涂料使用的成功，至关重要。显然，如果膜厚度不够，通常会导致涂层提前失效。但是，“多多益善”也是不可取的。在新技术层出不穷的今天，对于高科技涂料，若涂覆过厚，会导致两种结果：㈠涂料含有的溶剂不能充分挥发出来，大大降低附着力;㈡底漆龟裂。在施工时，应该始终以规定的膜厚为准。

2.2涂覆方法

工业防护漆涂覆方法：刷涂、滚涂、传统式空气喷涂、带压力罐的空气喷涂、高压无气喷涂。

这里我们针对风力发电机机架，所常用涂覆方法做一介绍。

2.2.1刷涂

刷涂首先就是要使用优质**纤维或人造毛漆刷，尺寸应该与所使用的涂料相配。这是较传统的一种方法，操作简单，所使用的辅助设备也很少。其缺点：施工速度比较慢。用于小范围涂覆或者涂覆表面处理程度比较低的底漆。

风力发电机机架为焊接钢结构，为防止各别焊缝组成的狭小空间露喷，通常会预处理将焊缝刷涂。

2.2.2滚涂

在涂覆平整的大面积表面时，滚涂便是较好的一种选择，它也同样具备着操作简单的特点。鉴于此，我们通常在大面积修补面涂层时选用此法。

风力发电机机架中要求对机加工面上涂覆富锌底漆，由于加工面的预处理程度低，且区域范围小，适合用来刷涂。

2.2.3空气喷涂

空气喷涂分传统式和带压力罐式。

这是一种广泛使用的快速涂覆方法。使用时，涂料通过低压气流的作用被雾化。传统式喷涂的设备相对简单，而且价格便宜。但是，必须将气量，气压和流速很好的配合，才能确保涂料雾化良好，而形成的漆膜没有缺陷。传统式空气喷涂的主要缺点是，一般不能喷涂厚浆型油漆。我们使用的中涂层就是环氧厚浆漆，比重大，采用传统空气喷涂，雾化困难。

带压力罐式是压力罐或压力桶与传统的低压气流喷枪使用。这种方法能使油漆在固定压力下，从压力罐经由软管进入喷枪。在使用大量涂料情况下，可使用此法。由于这种方法取代了与喷枪相连的上吸杯和重力杯，大大减少不断加料所浪费的时间，也能使喷枪旋转至任何角度，进行有效的的涂覆。

为了获得较为理想的漆膜，我们采用带压力罐式的空气喷涂。在喷涂时要采用合理的喷枪口径，使得涂料完全雾化，喷枪口垂直于被喷涂表面70～80公分，喷一道后涂层厚度达20～30um。

3.表面处理

3.1概述

适当的表面处理对于防护漆的使用起着事半功倍的作用。表面处理的主要目的是彻底清除涂装表面所有污垢(可溶盐、油脂、钻孔液、切销液和其它污垢)、锈蚀、氧化皮及螺孔中的铁屑等，特别是可清除焊缝处的焊渣，飞溅等。使表面形成必要粗糙度，保证即将涂覆的油漆具有充分的附着力。

考虑到风力发电机机架属大型钢结构件，动力处理比人工处理效果好，而且省力。目前较有效的清除氧化皮、锈蚀和老化涂层的方法是喷射处理。高压喷出的磨料包括石英砂、棱角砂和钢丸。根据客户要求，喷射处理表面达到Sa2.5(ISO 8501-1:1988)标准。钢结构表面粗糙度可达40～80um,这里我们选用直径为1.4mm的钢丸作为磨料。表面处理后的钢铁表面更易锈蚀，要在4～8小时内采取防腐涂覆措施。

3.2表面处理步骤

3.2.1清理所有螺孔中的铁屑及杂物，安装保护螺钉。

3.2.2打磨棱角锐角(R1～2mm)至光滑平整。

3.2.3抛丸处理：抛丸处理能有效清除工件表面氧化皮、锈蚀，形成有效表面粗糙度。依照喷涂要求选用直径Φ1.4～1.6mm钢丸，高压喷射操作，所喷表面依照ISO8501的标准进行分级，达到Sa2.5级。

3.2.4戴上干净的手套，拆卸保护板(注意：喷砂后的部件表面必须清洁干燥，防止油和水对工件的污染，严禁用裸手抚摸已处理好的部件)。

3.2.5表面清理：用清洗剂清洗，然后用干净抹布擦洗涂装表面的污垢、油脂、钻孔液、切削液等。

4.加工面、螺纹孔防腐

为了满足机架长途运输过程中非覆涂油漆面，即加工面的防腐要求。较之传统的涂抹黄油的方法，我们选用了易成膜，清洁型的硬膜防锈液。这种防锈液可抗腐蚀2～3个月，使用简便，刷涂即可形成约30um的透明，附着与加工表面上。表面光滑，不会粘沙粒等异物。

根据用户的要求，除了防锈外为增加加工面的摩擦力，也有在加工面上涂覆油漆的，这是一种双组份溶剂型无机富锌硅酸盐底漆，干膜含锌的重量比85%，成膜后形成一层薄薄的金属层。这里也出现了一个矛盾的问题，机加工面粗糙度多为6.3um,或12.5um。要在这种表面涂漆，往往会因为表面粗糙度不够达不到一定的附着力，使得油漆脱落。为了使机加工面达到应有的附着力，我们会对机加工面手工抛丸，或是将加工面打磨粗糙。以满足喷漆基体40um～80um的粗糙度。

上面提到的两种防锈油漆，对螺纹孔都不能使用，它们硬干后形成的薄膜影响螺纹孔径，导致通规无法旋入，螺纹孔刷涂普通润滑油即可，为避免赃物进入，螺纹孔堵上丝堵，若是通孔则双面堵。

5.结语

经过长期的生产实践，这种三遍涂覆的工艺方案能够完全满足客户的需要，满足对风力发电机机架，抗腐蚀15年的要求，表面外观达到市场的要求。客户一致满意。

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