[发明专利]一种流体系统不锈钢管阀火焰喷涂耐腐蚀涂层

说明书

本发明涉及一种流体系统不锈钢管阀火焰喷涂耐腐蚀涂层的设计与制备。发明所涉及的火焰喷涂NiAlMgSc粉芯丝材外皮采用纯铝带，粉芯成分为：镍：15~20%；镁：5~7%；钪：2~5%；硼：1~3%；硅：1~3%；铝：余量。火焰喷涂NiAlMgSc涂层工艺参数为：氧气压力0.5~0.8MPa；乙炔压力0.75~1.15MPa；压缩空气压力0.6~0.8MPa；喷涂距离140mm~160mm；送丝速度1.13~1.75m/min；喷涂角度90°。本发明可解决船舶压载舱内部的流体系统不锈钢管阀部件表面腐蚀防护，也可应用于船舶压载舱在海洋全浸区、飞溅区的干湿交替腐蚀防护和钢结构桥梁在海洋大气区的环境腐蚀防护。

技术领域

本发明涉及一种流体系统不锈钢管阀火焰喷涂耐腐蚀涂层制备方法，主要适用于海洋环境中运行的船舶内部流体系统不锈钢管阀部件表面的腐蚀防护。

背景技术

由于海水中含NaCl约3%左右，是对金属腐蚀速率最高的浓度，船舶桥长期处于这样的海洋环境中，腐蚀极其严重，船舶的压载水舱由于工作环境恶劣，干湿交替频繁，船舶各舱室中流体系统不锈钢管阀部件成为腐蚀最为严重的部位之一。尤其是船舶压载舱用于为船舶提供稳性及调整船舶吃水量，以满足船舶良好的操纵性能要求。压载舱随船舶航行的需要和海况的不同可能遭遇到的腐蚀环境主要有海水大气区、海水飞溅区、海水全浸区和船底泥沙区。而船舶是频繁的在这四种腐蚀环境中运行服役，因此压载舱中流体系统不锈钢管阀部件始终处于空舱/海水压载这样的干湿交替状态，而且难以防护，因此其腐蚀环境非常严酷。早期对船舶压载舱的腐蚀不够重视，没有保护措施，靠增加钢板厚度来提高腐蚀余量，增加了空船重量。近些年对其表面及内壁采用涂装技术，但内部的流体系统不锈钢管阀部件腐蚀还是相当严重。

因此有必要采用金属涂层防护技术对船舶压载舱内部的流体系统不锈钢管阀部件表面喷涂制备一层金属基耐腐蚀涂层，如Zn涂层、Zn-Al涂层、Zn-Al-Mg涂层，但针对火焰喷涂层多孔隙的固有特点，本发明提出对常规的金属防腐涂层（Zn涂层、Zn-Al涂层、Zn-Al-Mg涂层）体系进行重新设计和改进，在涂层内部加入在涂层成分中加入镍（Ni）、钪（Sc）、硼（B）和硅（Si），制备具有结合强度高、涂层致密的NiAlMgSc基防腐涂层，确保船舶压载舱的耐久性和安全性。本发明也可广泛应用于钢桥梁、水工钢结构、海洋钢结构等钢结构的百年防腐寿命要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种船舶流体系统不锈钢管阀表面采用火焰喷涂NiAlMgSc防腐涂层的材料设计及涂层制备工艺方法，既可以保护船舶各舱室中流体系统不锈钢管阀部件在海洋大气区的环境腐蚀，又能提高船舶压载舱在海洋全浸区、飞溅区的腐蚀防护性能。

本发明提供的一种流体系统不锈钢管阀火焰喷涂耐腐蚀涂层，包括设计NiAlMgSc粉芯丝材，采用火焰喷涂技术在不锈钢基体表面制备NiAlMgSc喷涂层。火焰喷涂NiAlMgSc粉芯丝材外皮采用纯铝带，粉芯组成（重量百分含量）为：

镍 15-20%

镁 5-7%

钪 2-5%

硼 1-3%

硅 1-3%

铝 余量

本发明提出火焰喷涂技术在不锈钢基体表面制备NiAlMgSc喷涂层的制备方法，包括下列步骤：

1、粉芯丝材的制备

①将纯铝带轧成U型，再向U形槽中加入占粉芯丝材重量25~30%的上述粉芯丝材粉末；