一種尾舵連桿螺紋的防腐處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋環(huán)境中靜電粉末涂裝防腐【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種尾舵連桿螺紋的防腐處理方法；先選取尾舵連桿外螺紋，截面為臺形結(jié)構(gòu)或矩形牙型結(jié)構(gòu)，然后對連桿螺紋的直角邊緣進行倒角處理，再對其待噴涂表面進行清洗和干燥后將連桿螺紋接地，并將其第一道螺紋絲用透明膠帶遮蓋后對連桿螺紋進行靜電噴涂上粉后,將連桿螺紋置于烘箱內(nèi)加熱烘烤后再冷卻，完成熱燒結(jié)與固化，最后車削掉多余的PEEK層，對連桿螺紋第一道絲進行二次靜電噴涂上粉和熱燒結(jié)與固化，完成整體連桿螺紋的絕緣式防腐處理；其整體工藝原理可靠，操作步驟簡單易控，使用設(shè)備易得，噴涂粉末防腐效果好，使用壽命長，防腐環(huán)境友好。
【專利說明】一種尾舵連桿螺紋的防腐處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于海洋環(huán)境中靜電粉末涂裝防腐【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于船舶尾舵螺旋槳連桿螺紋絕緣防腐聚醚醚酮(PEEK)涂層的靜電粉末噴涂與熱燒結(jié)固化復(fù)合制備工藝，特別是一種尾舵連桿螺紋的防腐處理方法。

【背景技術(shù)】
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[0002]現(xiàn)有的絕緣技術(shù)一般是通過削減連接螺紋的尺寸后添加絕緣物而實現(xiàn)，也有的是通過絕緣套管實現(xiàn)，現(xiàn)有的這些方法會導(dǎo)致連接螺紋的強度達不到要求，或者由于絕緣套管安裝工藝復(fù)雜，存在較大導(dǎo)通隱患；而通過噴涂高電阻率材料實現(xiàn)螺紋絕緣的方法，目前還尚未見有報道。中國發(fā)明專利CN201310602468.3公開了一種PEEK涂層的靜電噴涂+熱燒結(jié)固化方法，但是沒有記載在復(fù)雜形狀表面如何實現(xiàn)均勻涂覆的技術(shù)特征；中國發(fā)明專利CN201210187043.6公開了一種在鉆鋌螺紋表面靜電噴涂+熱燒結(jié)固化方法制備PEEK涂層的方法；這兩個專利技術(shù)均只描述了如何噴涂固化和固化工藝，而未涉及如何均勻的在螺紋表面獲得PEEK絕緣涂層；同時靜電噴涂由于孔隙率較高，在實際使用中，如果涂層較薄，則會存在著較高的次品率。另外，上述技術(shù)針對的是錐形螺紋，艦船尾舵連桿螺紋和電磁隨鉆測量短節(jié)螺紋又有不同之處，首先連桿螺紋是圓桶形螺紋，而電磁隨鉆短節(jié)螺紋則是錐形螺紋，錐形螺紋對公差的要求相對較小，當存在一定公差無法配合時，在滿足力學(xué)性能要求的前提下，可以通過施加墊片來達到無隙配合；即使如此，在螺紋表面制備的涂層也經(jīng)常存在不均勻?qū)е陆z扣配合差，需要燒化后重做的幾率也是非常大的；而對于筒形螺栓則無法通過施加墊片達到配合要求，因為只要不均勻，就會出現(xiàn)擰不進或者擰不緊的問題；所以，設(shè)計一種尾舵連桿螺紋的防腐涂層的工藝方法很有應(yīng)用價值。
[0003]目前，艦船尾舵連桿螺紋和尾舵使用的材料不相同，這些材料在海水介質(zhì)中，存在較大的電位序差，會發(fā)生嚴重的電偶腐蝕；同時，連桿螺紋和對接螺紋并非水密封，在運動時存在微小縫隙，這種微小縫隙足以產(chǎn)生嚴重的縫隙腐蝕，因此，連桿發(fā)生腐蝕拉脫的情況時有發(fā)生，而且目前還尚未發(fā)現(xiàn)針對連桿的有效腐蝕防護手段。而針對艦船尾舵連桿處螺紋的嚴重腐蝕問題，通過在連桿螺紋表面涂覆絕緣防腐涂層，對連桿對接部位進行電隔離，消除兩種金屬由于電位差過大導(dǎo)致的電偶腐蝕；同時涂層對海水介質(zhì)具有隔離阻擋作用，防止由于連桿間微小縫隙中的縫隙腐蝕發(fā)生，從而解決艦船尾舵連桿螺紋井場拉脫的現(xiàn)象的技術(shù)也尚未見有公開。艦艇特殊部位的特殊腐蝕形式非常多，會造成較為嚴重的影響，而通常又無有效的解決手段。如海水管路系統(tǒng)接頭部位異種金屬(紫銅、黃銅、不銹鋼等)連接比較普遍，由于不同材料間電位差較大，會產(chǎn)生嚴重的電偶腐蝕問題，影響管道運行的可靠性，也限制了材料的使用；通過隔絕異種金屬間的電連接可有效降低電偶腐蝕，目前所采用的絕緣技術(shù)主要是絕緣墊片，由于普通橡膠容易老化，且力學(xué)性能較差，導(dǎo)致使用壽命和可靠性受到很大的限制，墊片安裝不當，會形成微小縫隙，形成更為嚴重的縫隙腐蝕，所以，尋求一種可替代絕緣套管技術(shù)，免去安裝絕緣裝置的繁雜工序，提升設(shè)備安裝效率和安全性的工藝很有必要。同時，尋求一種可用于隨鉆測量絕緣短節(jié)的絕緣涂層制備，替代目前的陶瓷涂層，陶瓷涂層的電阻率較低，在大面積接觸時，絕緣電阻往往過小，而采用適當?shù)牟牧?，其材料體電阻率為115 Ω.m以上，能在260°C高溫下長期工作，絕緣電阻100ΜΩ以上的優(yōu)良材料也具有廣泛的應(yīng)用背景。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計一種利用涂層粉末的工藝技術(shù)解決艦船尾舵連桿螺紋的絕緣防腐的新工藝，延長其使用壽命。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的防腐處理工藝包括以下步驟:
[0006](I)尾舵連桿螺紋的選取:選取尾舵連桿外螺紋，連桿螺紋直徑大于25mm ;截面為臺形結(jié)構(gòu)的，螺紋頂部平臺寬度大于2mm，根部距離大于3mm，螺距為;或選擇截面為矩形牙型螺紋，其根部距離大于3mm，螺距大于3mm，先對直角邊緣進行倒角處理，其倒角處的曲率半徑大于3mm，對牙型螺紋預(yù)留200um-300um公差；
[0007](2)噴砂前處理:
[0008]對所選取的尾舵連桿螺紋的待噴涂表面進行清洗和干燥，除去表面油或脂類物質(zhì)，對連桿螺紋噴砂前，先對噴砂磨料采用10倍放大鏡進行污染物和碎片殘骸檢測，使磨料中水溶性氯化物含量小于125ppm ;再對待噴砂連桿螺紋清理至SSPC-SP 10級，表面粗糙度為10-30um，表面灰塵數(shù)量和粒度不超過ISO 8502-3的2級，表面清理后氯化物含量低于30mg/m2，使用于干法噴砂的壓縮空氣無油、無水；控制待噴砂連桿螺紋的表面溫度高于露點環(huán)境溫度3°C，相對空氣濕度低于85% ;
[0009](3)靜電噴涂上粉:
[0010]選用的聚醚醚酮(PEEK)粉末在260°C時其體電阻率為113 Ω.m-1014 Ω.m ;制備厚度< 50um涂層時，粉末粒徑為5-50um ;制備厚度> 50um涂層時，粉末粒徑為20_100um ；將粉末存儲在溫度30°C恒溫場所，噴涂時在120°C條件下烘干30min ;先將尾舵連桿螺紋接地，再將其第一道螺紋絲用透明膠帶遮蓋；接通靜電電壓為40?70kV，靜電電流為10?30 μ Α，流速壓力為0.40?0.65MPa，霧化壓力為0.40?0.65MPa，供粉桶流化壓力為0.04?0.lOMPa，噴槍口至工件的距離為150?300mm ;再將噴涂用壓縮空氣經(jīng)過A級、C級和T級三級過濾，使其達到標準《ISO 8573.1-2001》中規(guī)定的2級潔凈度，然后在全封閉的噴室中對尾舵連桿螺紋進行常規(guī)設(shè)備操作的靜電噴涂上粉；
[0011](4)熱燒結(jié)與固化
[0012]選用常規(guī)烘烤設(shè)備，在每次烘烤固化前清理加熱風道和烘箱爐膛，取下遮蓋在尾舵連桿螺紋第一道絲上的透明膠帶，將已噴涂上粉的連桿螺紋置于烘箱內(nèi)，加熱至溫度360-420°C條件下保溫10-30min后關(guān)閉電源，使尾舵連桿螺紋隨爐冷卻后，完成熱燒結(jié)與固化；
[0013](5)后處理與重熔
[0014]按預(yù)留的尾舵連桿螺紋第一道絲為基準，車削掉涂層厚度超過200um-400um的多余的PEEK層，車削時每次進刀量控制在10-25um之間；再用透明膠帶將已有涂層部位遮蓋，按步驟(3)和(4)對尾舵連桿螺紋第一道絲進行靜電噴涂上粉和熱燒結(jié)與固化后，完成整體尾舵連桿螺紋的絕緣式防腐處理。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其整體工藝原理可靠，操作步驟簡單易控，使用設(shè)備易得，噴涂粉末防腐效果好，使用壽命長，防腐環(huán)境友好。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0016]圖1為本發(fā)明實施噴涂上粉后的尾舵連桿螺紋效果示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的另一實施噴涂上粉后的尾舵連桿螺紋效果示意圖。

【具體實施方式】
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[0018]實施例1:
[0019]本實施例先將尾舵連桿螺紋待噴涂位置噴砂至Sa2.5級，清理灰塵待用；第一次燒結(jié)參數(shù):靜電送粉噴嘴距離工件400mm，電壓40kV，沉積均勻的PEEK粉末140?160um后放入預(yù)熱至240?260°C的烘箱內(nèi)，快速升溫至420°C后保持10分鐘，敞開烘箱保溫門，冷卻5分鐘后取出在空氣中自然冷卻至常溫；第二次燒結(jié)參數(shù):靜電送粉噴嘴距離工件400mm，電壓60kV，沉積均勻的PEEK粉末140?160um后放入預(yù)熱至240?260°C的烘箱內(nèi)；快速升溫至420°C后保持15分鐘，敞開烘箱保溫門，冷卻5分鐘后取出在空氣中自然冷卻至常溫，其制備的絕緣涂層如圖1所示，經(jīng)過用歐姆表測量，整個涂層均算接觸面積時，絕緣電阻大于500ΜΩ。
[0020]實施例2:
[0021]本實施例先對所用尾舵連桿螺紋的公螺紋和母螺紋加工時預(yù)留150um公差，然后將螺紋待噴涂位置噴砂至Sa2.5級，清理灰塵待用；用透明膠帶將圖2中的預(yù)留校準絲遮蓋，靜電送粉噴嘴距離工件400mm，電壓50kV，沉積均勻大約480?520um厚度的粉末涂層，然后放入預(yù)熱至240?260°C的烘箱內(nèi)，快速升溫至420°C后保持15分鐘，之后敞開烘箱保溫門，冷卻5分鐘后取出在空氣中冷卻至常溫，然后根據(jù)預(yù)留尾舵連桿螺紋第一道絲作為參考基準，采用每次進刀量為10?25um的車削方法，將螺紋上已涂層車至300um，然后放入烘箱內(nèi)快速升溫至380°C后保持20分鐘，再敞開烘箱保溫門，冷卻5分鐘后取出在空氣中冷卻至常溫；其制備的絕緣涂層如圖2所示，與母螺紋配套旋擰50kN扭矩時，經(jīng)過用歐姆表測量，整個涂層均算接觸面積時，絕緣電阻大于100ΜΩ。
【權(quán)利要求】
1.一種尾舵連桿螺紋的防腐處理方法，其特征在于包括以下工藝步驟: (1)尾舵連桿螺紋的選取:選取尾舵連桿螺紋為外螺紋，螺紋直徑大于25皿，截面為臺形結(jié)構(gòu)的，螺紋頂部平臺寬度大于根部距離大于螺距為；或選擇截面為矩形牙型螺紋，其根部距離大于螺距大于先對直角邊緣進行倒角處理，其倒角處的曲率半徑大于3皿，對牙型螺紋預(yù)留20011111-30011111公差； (2)噴砂前處理: 對所選取的尾舵連桿螺紋的待噴涂表面進行清洗和干燥，除去表面油或脂類物質(zhì)，對尾舵連桿螺紋噴砂前，先對噴砂磨料采用10倍放大鏡進行污染物和碎片殘骸檢測，使磨料中水溶性氯化物含量小于125卯!II ；再將待噴砂的尾舵連桿螺紋進行清理，體表面粗糙度為10-3011111，表面清理后的氯化物含量低于301118/1112，使用于干法噴砂的壓縮空氣無油、無水；控制待噴砂的尾舵連桿螺紋的表面溫度高于露點環(huán)境溫度31，相對空氣濕度低于85% ； (3)靜電噴涂上粉: 選用的聚醚醚酮粉末在2601:時其體電阻率為101%.0-1014 0.111 ；制備厚度? 50皿涂層時，粉末粒徑為5-5011111 ；制備厚度? 5011111涂層時，粉末粒徑為20-10011111 ；將粉末存儲在溫度301:恒溫場所，噴涂時先在1201:條件下烘干30-=；先將尾舵連桿螺紋接地，再將其第一道螺紋絲用透明膠帶遮蓋；接通靜電電壓為40?70”，靜電電流為10?30 V八，流速壓力為0.40?0.651？3?霧化壓力為0.40?0.65即3，供粉桶流化壓力為0.04?.0.10腿^，噴槍口至工件的距離為150?300臟；再將噴涂用的壓縮空氣過濾達到標準《1308573.1-2001》中規(guī)定的2級潔凈度，然后在全封閉的噴室中對尾舵連桿螺紋進行靜電噴涂上粉； (4)熱燒結(jié)與固化 選用常規(guī)烘烤設(shè)備，在每次烘烤固化前清理加熱風道和烘箱爐膛，取下遮蓋在尾舵連桿螺紋第一道絲上的透明膠帶，將已噴涂上粉的連桿螺紋置于烘箱內(nèi)，加熱至溫度360-4201:條件下保溫10-300111后關(guān)閉電源，使尾舵連桿螺紋隨爐冷卻后，完成熱燒結(jié)與固化； (5)后處理與重熔 按預(yù)留的尾舵連桿螺紋第一道絲為基準，車削掉噴涂上粉涂層厚度超過200110-400110的多余的聚醚醚酮層，車削時每次進刀量控制在10-25110之間；再用透明膠帶將已噴涂上粉的涂層部位遮蓋，按步驟(3)和(4)對尾舵連桿螺紋第一道絲進行靜電噴涂上粉和熱燒結(jié)與固化后，完成整體尾舵連桿螺紋的絕緣式防腐處理。
【文檔編號】B05D1/06GK104482026SQ201410772245
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】黃國勝, 李相波, 邢路闊 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所