專利名稱：一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及汽輪機零部件的表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相 制備方法。
背景技術(shù)：
在核電、燃氣輪機、蒸汽輪機組中，軸承箱(包括前軸承箱、中壓軸承箱及低壓軸 承座)及油箱等油系統(tǒng)部件工作時，內(nèi)部管道為潤滑油管道。為加強軸承箱及油箱等油 系統(tǒng)部件內(nèi)置管道內(nèi)壁清潔度及防腐蝕能力，國外公司在軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件設(shè)計 時，通常對軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件內(nèi)置管道內(nèi)壁采用直接入槽酸洗及磷化的工藝。其 不足之處是(1)軸承箱及油箱等內(nèi)置管道在酸洗磷化時，極易造成軸承箱及油箱等非酸 洗磷化部位的油漆涂層損壞和精加工配合面腐蝕，直接導(dǎo)致返工，甚至產(chǎn)生廢品；( 由于 軸承箱及油箱等部件內(nèi)置管道走向復(fù)雜，使得在加工時所產(chǎn)生的鐵屑及油污難以去除干 凈，造成表面清潔度不能滿足要求；C3)同樣由于軸承箱及油箱等部件內(nèi)置管道走向復(fù)雜， 使得局部位置在液相條件下難以排出由酸洗磷化過程中產(chǎn)生的氫氣，導(dǎo)致該部位內(nèi)壁局部 無膜層，從而必須返修。清洗結(jié)束后的酸液及清洗水也難以排除干凈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，使得管道內(nèi)壁有較 高的清潔度和防腐蝕性能。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是采用氣壓加酸系統(tǒng)及混合加熱系統(tǒng)，使用蒸汽將管道內(nèi)壁清洗干凈后，采用在蒸 汽中加入磷酸制得。這種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，其步驟為(1)使用高壓蒸汽將管道內(nèi)壁包括切削、油污的殘留物清洗干凈；(2)將磷酸通過混合加熱器混入蒸汽中清洗管道內(nèi)壁；(3)關(guān)閉磷酸，將水通過設(shè)計工裝混入蒸汽中清洗管道內(nèi)壁；(4)用pH試紙測量出口濕蒸汽的pH值；(5)關(guān)閉自來水，使用高壓蒸汽沖洗管道內(nèi)壁；(6)使用壓縮空氣對管道內(nèi)壁進行加速干燥并冷卻。其磷化工藝參數(shù)如下步驟(1)中的高壓蒸汽壓力為0. 5 0. 75Mpa，使用時間5min ；步驟O)中的磷酸采用工業(yè)純磷酸，磷酸流量1 3L/min，水流量3 lOL/min， 時間3 IOmin ；步驟(3)中的水采用自來水，水流量5 10L/min，時間5 IOmin ；步驟⑷中的水流量5 lOL/min，pH值為6 8 ；步驟⑵ 步驟(4)中的蒸汽 是高壓蒸汽，該高壓蒸汽壓力均為0. 5 0. 75Mpa ；
步驟(5)中的高壓蒸汽壓力為0· 5 0. 75Mpa，溫度為140 190°C，時間1 3min ；步驟(6)中的壓縮空氣壓力為0· 3 0. 75MPa。采用上述方法制得的管道內(nèi)壁的磷化膜層成分是磷酸亞鐵[Fe53(PO4)2. IiH2O]膜 層，磷化膜層厚度為0. 015 0. 020mm。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本氣相條件下制備管道內(nèi)壁的[Fe53(PO4)2. IiH2O]磷化膜層，改善了管道內(nèi)壁的清 潔度，提高了管道內(nèi)壁的防腐蝕性能，有效地避免了油路污染和延長了管道的使用壽命，有 效地克服了軸承箱及油箱等油系統(tǒng)部件采用傳統(tǒng)酸洗磷化處理的清潔度不夠、損壞非酸洗 磷化部位的油漆涂層和腐蝕精加工配合面的弊病。本發(fā)明的管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方 法，工藝過程簡單易操作，能提高工作效率，且節(jié)能減排，大大降低了汽輪機油系統(tǒng)部件的 生產(chǎn)制造成本。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于將高溫蒸汽加熱、高溫壓力清洗、磷酸的酸洗磷化和高 溫干燥集成為一體。本發(fā)明所制得的管道內(nèi)壁磷化膜層性能優(yōu)越，防腐蝕性能及清潔度均達到要求。


圖1為本發(fā)明磷化膜層制備方法的步驟示意圖。圖中代號含義1-高壓蒸汽；2-高壓蒸汽軟管；3-自來水；4、10_截止閥；5、 11-逆止閥；6-磷酸；7-盛磷酸容器上的放氣口 ；8-壓縮空氣入口 ；9-加酸口 ；12-稀釋區(qū)； 13-混合加熱器；14-加熱混合區(qū)；15-被清洗管道；16-濕蒸汽出口。
具體實施例方式通過對軸承箱(包括前軸承箱、中壓軸承箱及低壓軸承座)及油箱等油系統(tǒng)部件 內(nèi)置管道內(nèi)壁酸洗磷化，對磷化膜層組織性能等進行大量的試驗與分析研究，最終形成了 氣相條件下管道內(nèi)壁磷化膜制備的最佳實施方案，具體如下—種在氣相條件下制備管道內(nèi)壁磷化膜，磷化膜層是磷酸亞鐵[狗3(PO4)2. IiH2O] 膜層。將管道內(nèi)壁清洗干凈后加入磷酸，采用高壓蒸汽將磷酸氣化后帶入管道內(nèi)壁制得。高 壓蒸汽壓力為0. 5 0. 75MPa，磷化膜層厚度為0. 015 0. 020mm。[Fe3(PO4)2. IiH2O]膜層的制備工藝的關(guān)鍵在于先將管道內(nèi)壁使用蒸汽清洗干凈， 再利用蒸汽將磷酸氣化后酸洗磷化管道，最后用水蒸汽清洗殘余磷酸。針對以上情況，最終確定磷化工藝需在使用蒸汽將磷酸氣化后進行。如圖1所示，本發(fā)明的氣相條件下制備管道內(nèi)壁磷化膜的制備步驟為(1)使用高壓蒸汽1將管道15內(nèi)壁切削液、切削、油污、鐵屑等殘留物清洗干凈。 此步驟是對待處理管道內(nèi)壁進行清理，同時利用高溫蒸汽1對油污的溶解作用對管道15內(nèi) 壁進行除油處理；(2)采用氣壓加酸系統(tǒng)，用壓縮空氣8將磷酸6加入混合加熱器13，混入蒸汽1中、 酸洗磷化管道15內(nèi)壁；(3)采用混合加熱系統(tǒng)，在關(guān)閉磷酸6后，用自來水3稀釋磷酸，利用蒸汽1對稀釋 后的磷酸進行混合加熱、進入混合加熱區(qū)14后、清洗管道15內(nèi)壁；
(4)用pH試紙測量出口 16濕蒸汽的pH，pH值以在6 8為宜，避免殘留磷酸對 管道內(nèi)壁的腐蝕；(5)關(guān)閉自來水3，使用高壓蒸汽1沖洗管道15內(nèi)壁；(6)使用壓縮空氣8對管道15內(nèi)壁進行干燥并冷卻。所述在自來水3的管道上設(shè)有截止閥4和逆止閥5。所述在磷酸6通往稀釋區(qū)12的進入混合加熱器13的管道上設(shè)有截止閥10和逆 止閥11。所述高壓蒸汽1與混合加熱器13用高壓蒸汽軟管2連接。本實施例選取的磷化工藝參數(shù)見表1。表1 磷化工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，采用氣壓加酸系統(tǒng)及混合加熱系統(tǒng)，利用高 壓蒸汽將管道內(nèi)壁清洗干凈后，在蒸汽中加入磷酸制得，其具體步驟如下(1)使用高壓蒸汽將管道內(nèi)壁包括切削、油污的殘留物清洗干凈；(2)將磷酸通過混合加熱器混入蒸汽中酸洗磷化管道內(nèi)壁；(3)關(guān)閉磷酸，將水通過設(shè)計工裝混入蒸汽中清洗管道內(nèi)壁；(4)用pH試紙測量出口濕蒸汽的pH值；(5)關(guān)閉自來水，使用高壓蒸汽沖洗管道內(nèi)壁；(6)使用壓縮空氣對管道內(nèi)壁進行干燥并冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，其特征在于其磷化工藝 參數(shù)如下步驟(1)中的高壓蒸汽壓力為0· 5 0. 75Mpa ； 步驟O)中的磷酸采用工業(yè)純磷酸； 步驟(3)中的水采用自來水； 步驟中的PH值為6 8 ；步驟(5)中的中的高壓蒸汽壓力為0. 5 0. 75Mpa，溫度為140 190°C ；步驟(6)中的壓縮空氣壓力為0· 3 0. 75Mpa ；步驟(2) 步驟中的蒸汽是高壓蒸汽，壓力均為0· 5 0. 75Mpa ；
3.一種管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法制得的產(chǎn)品，是磷化膜，其成分是磷酸亞鐵 [Fe3(PO4)2. ηΗ20]，其膜層厚度為 0.015 - 0. 020mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣相條件下制備管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法。本方法是使用蒸汽將管道內(nèi)壁清洗干凈后，采用蒸汽中加入磷酸制得磷化膜層，磷化膜層的成分是磷酸亞鐵[Fe3(PO4)2.nH2O]膜層。它改善了管道內(nèi)壁清潔度，提高了管道內(nèi)壁防腐蝕性能，有效地避免了油路污染和延長了管道的使用壽命，有效地克服了傳統(tǒng)酸洗磷化處理的清潔度不夠、損壞破壞非酸洗磷化面的油漆涂層和腐蝕精加工配合面的弊病。本管道內(nèi)壁磷化膜的氣相制備方法，工藝過程簡單易操作，能提高工作效率，且節(jié)能減排，大大降低了汽輪機油系統(tǒng)部件的生產(chǎn)制造成本。
文檔編號C23C8/06GK102134695SQ20101056512
公開日2011年7月27日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者倪榮, 吳天文, 張道軍, 隆彬 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司