风电设备的粉末涂装和技术要求-第2页-北极星风力发电网

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2.2 粉末涂装工艺

根据客户需要达到的防腐等级和要求，我们可以通过表3的推荐和喷涂现场工艺条件等来选择合适的基材、前处理和对应的粉末涂料。风电设备的各部分存在材质、薄厚、形状等各种差异，因此不同部件的涂装需要设计不同的工艺流程。粉末涂装工艺需要从基材选择、前处理和喷涂等三个方面入手，进行合理的设计。

就基材来说，不同的基材所能达到的防腐等级不一样。单纯的钢基材，它所能达到的最高等级是C4H，如果想做C5H级别的防腐，需要选择其他经过金属喷涂或者电泳的钢基材。基材的选择要基于客户要求的防腐等级，选择合适的基材，具体可参照上文表3。

前处理是喷涂前的第一道工序，直接关系到基材与涂层之间的附着力和涂料体系的长期防腐蚀性能。不同前处理所能达到的腐蚀等级也不一样，如基于铁系磷化的化学前处理或没有形成转化膜的化学前处理最高只能达到C3H。前处理方式要根据防腐蚀等级的选择采用物理或（和）化学处理，而且要严格按照工艺文件的要求进行，定期检测处理液的相关指标和化学膜的质量。

值得一提的是，经过前处理的产品需在处理后尽快进行喷涂，防止基材再次被氧化或者污损，它们的最长存放时间见表4。存储的状态是不允许产品表面有冷凝水产生的，所有的前处理岗位工人必须穿戴干净的棉纺手套以避免污染表面。

表4 Qualisteelcoat规定的前处理工件存储时间

选择合适的粉末涂料对防护体系至关重要，不同的粉末涂料防护能力相差甚远，设计不同的防腐结构（涂层种类、层数），获得的防腐效果也截然不同。粉末涂料体系在应用之前必须先进行相应腐蚀级别的测试，且只有通过了测试，才被允许应用于对应腐蚀级别的环境中。粉末涂装时需要根据工件的外形与特性设计不同的悬挂方式、喷涂参数、烘烤固化参数等，以保证无漏喷、固化完全。

涂料和涂装主要需要考虑如下5个方面：

1）根据基材类型、前处理前处理方式和防腐等级要求，选择合适的粉末涂料体系

2）粉末涂装要注意厚度的控制和边角覆盖，实验室检测防腐性能再好的涂料体系，如果边角覆盖不好的话，在工件尖锐部位会很快产生腐蚀点或线，尤其是没有金属涂覆物的基材。

3）涂料体系的固化要满足涂料厂商要求的固化条件，只有固化完全的涂膜才是致密、结实的防腐蚀保护层，才能够起到长久的防腐蚀作用。

4）如果是多层喷涂工艺，要严格控制各层的粉末类型和厚度，不能有用错或混用的情况发生，一般来说，底层粉末侧重于防腐性能，面层粉末主要侧重耐候性能。

5）如果是多层喷涂工艺，除了涉及各层固化完全的问题，还要涉及各涂层间的层间附着力问题。一般多层喷涂会涉及“双涂双烤”或“三涂三烤”。以“双涂双烤”为例，即喷涂底粉→烘烤预固化→喷涂面粉→固化完全（见图2）。其中底层预固化是非常关键的一环，过度烘烤会导致底层涂料完全固化，与面层结合力下降；烘烤不足则容易在二次固化时出现底粉上浮的现象。另外底粉预固化后应该尽快进行面粉的涂装，如果放置时间过久，表面被破坏或者被污染的话，也可能导致层间附着力的下降。

图2 “双涂双烤”喷涂工艺流程简图

2.3 高腐蚀等级（C4H和C5H）环境用粉末涂料的解决方案

C4H和C5H是目前风电设备实际运行中所涉及较多、较为苛刻的环境腐蚀等级。ISO12944-6 2018中C4H/C5H测试要求初始漆膜附着力≥2.5MPa，中性盐雾试验720h/1440h，冷凝测试480h/720h，盐雾和冷凝测试完成后涂膜附着力≥2.5MPa，盐雾试验后单边锈蚀宽度要≤1mm（Qualisteelcoat的单边锈蚀宽度要求≤2mm）。

对此我们进行了大量的实验，对比了不同的基材，不同的前处理和不同的粉末涂层体系在不同腐蚀级别的测试项目中的表现。针对高腐蚀等级的C4H和C5H，我们参照Qualisteelcoat的相关要求，采用双涂层结构，两涂两烤工艺，以达到高防腐、高耐候的要求。以我们的环氧富锌粉末涂料作为底粉，搭配耐候聚酯粉末涂料作为面粉，可以满足C4H的测试要求。以我们开发的超高防腐环氧粉末涂料作为底粉，搭配高耐候聚酯粉末涂料作为面粉，可以满足C5H的测试要求。我公司与风电设备厂商合作，共同开发的产品已经通过SGS对于C4H和C5H的各种项目测试，取得了相关报告。

检测实例图片如下（图3~4摘自SGS C4H和C5H检测报告）：

图3盐雾试验测试2

图4冷凝测试2

3 总结

随着社会对环境问题越来越重视，绿色能源的开发和利用会越来越广泛，风电等绿色能源行业也会保持现有的高速发展。风电设备的使用地域不再局限于内陆地区，在沿海等地区也有诸多的应用，潮湿高盐的使用环境对风电设备防腐的要求也越来越高。粉末涂料相比液体涂料具有绿色环保的特性，应用于风电设备防腐有其诸多的优势。粉末涂料应用于风电设备防腐工作的研究，近年来也越来越多。只有从基材、前处理、防腐结构设计、涂料选择、涂装工艺等各方面严格控制，才能保证风电设备在C4H和C5H高腐蚀环境下长效安全的运行。

（作者：杨治强，刘玉昆，石俊秀，崔志刚供职于廊坊艾格玛新立材料科技有限公司）

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