不锈钢(合金)喷焊挂板耐久性试验研究思路

1 概述

某大型引调水工程中约80km盾构隧洞采用D4.8m钢管内衬,钢管内防腐采用熔结环氧粉末,耐久性理论可达50年。中间每年检修期可进行防腐层检查和修补。

作为技术储备,探索一种既能够达到“一劳永逸”又能在10年后相对比较经济的,并且适用于运行中的输水钢管防腐方式是非常必要的,一方面可帮助某大型工程中输水钢管的寿命达到100年之久,另一方面,为其他国内输水钢管项目的耐久性提供解决方案。

运行中的钢管意味着每年有极短的时间来维护,普通的液体环氧需要条件较“苛刻”:湿度,钢管内需要通风干燥;钢管基面处理程度要求很高,处理不干净会严重影响寿命;喷涂过程中同样需要保证通风,密闭空间的作业对液体喷涂安全要求很高;干燥养护时间。

不锈钢喷焊相对液体涂料来说,耐久性毋庸置疑,几乎能永久;硬度方面,不用担心刮擦,将来铲除附着的生物(淡水壳菜)不用担心损坏防腐层;喷焊的高温与钢管接触,达到合金效果,非常牢固;喷焊的金属丝中可任意添加合金材料,有待试验验证;因为不是液体材料,挥发性几乎没有,密闭空间作业安全性较低;不需要时间养护。

2 挂板设计

首次挂板设计主要验证不同厚度的不锈钢喷焊防腐效果,采用长方形挂板,对比空白组,基板采用Q235A,厚度4mm,长×款=1m×0.5m,除锈等级按S2.5级,不锈钢采用S304(S316)和不锈钢铜合金,期望同时验证出合金能够减少生物(淡水壳菜)附着。

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耐久性和厚度设计:0.001~0.0001mm/年,100年需要100μm,即0.1mm。为了控制露点,设计要求大于200μm。

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3 工厂加工

工厂根据图纸,配比不锈钢和铜合金,采用自动化设备进行除锈和喷焊。

4 现场挂板验证

拟延续《广东省输水工程水生物防治研究》(2015-03)的思路,在东深供水工程太园反虹涵进行挂板试验,挂板采用不锈钢钢丝绳,加重物沉入水中,每年检修期进行检查记录腐蚀情况和生物生长数量,与空白面进行对比。5年后进行金相显微观察。

5 成本

除锈:20元/ m2

喷焊:??元/m2

6 设想

成果运用,运行中的钢管在排干水情况下,首先采用高压水喷砂或大功率激光除锈,再采用自动喷焊机器进行全断面喷焊。进行验收,验收方式待研究。

7 联合研究思考

本试验研究一方面是验证在真实环境下的耐久性和生物附着情况;另一方面需要验证喷焊设备在将来10年,成本能够控制在接收范围,能够适应自动配焊,大规模使用;激光除锈功率能够提高到大规模使用的要求。所以需要联合工程建设管理单位珠三角供水有限公司、粤港供水有限公司、科研院校、设计单位、厂家等共同参与。

2021年8月21日星期六

总共7块挂板,如下表所示。——注意,实际喷涂的不锈钢304改为316L

编号 挂板名称 规格型号/(mm) 数量
1,2 平板喷涂S304不锈钢200μm-1# 2# 1000*500 2件
3 平板喷涂S304不锈钢120μm-3# 1000*500 1件
4 平板喷涂S304不锈钢300μm-4# 1000*500 1件
5 平板喷涂50%S304不锈钢+50%铜200μm-5# 1000*500 1件
6 平板喷涂80%S304不锈钢+20%铜200μm-6# 1000*500 1件
7 平板喷涂碳化钨涂层-7# 1000*500 1件
合计 7件

附图1:挂板设计

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附图2:工厂喷焊设备、喷焊过程和挂板成品

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标识牌

2023-12-07检查

1-平板喷涂S304不锈钢200μm

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2-平板喷涂S304不锈钢200μm

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3-S304不锈钢120μm

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4-不锈钢300μm

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5-50%S304不锈钢+50%铜200μm

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6-80%S304不锈钢+20%铜200μm

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7-涂碳化钨涂层

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作者:秦晓川  创建时间:2024-06-10 11:38
最后编辑:秦晓川  更新时间:2024-09-13 19:11
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