Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии (варианты) Российский патент 2018 года по МПК C23C2/06 C23C2/26 C23C2/28 C23C28/00 C09D5/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам покраски различных видов металлоконструкций.

Уровень техники

Известен способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии (http://www.kon-stroy.ru/stranica/tehnologiya-pokraski-metallokonstrukciy, обнаружено 14.03.2017 г.), включающий обезжиривание и полную очистку металлической поверхности от загрязнений. Первичное грунтование. Грунтование осуществляется вручную покрасочным валиком, кистью или краскопультом. Толщина первого слоя должна быть больше, чем у последующих, но без подтеков. Вторичное грунтование, выполняется спустя 2-3 часа после полного высыхания поверхности. Покрытие грунтованной металлоконструкции эмалью. Эмаль наносится на поверхность толстым слоем при помощи промышленного краскопульта. Недостатком указанного аналога является низкая стойкость к истиранию и ударам покрытия, получаемого заявленным способом покраски металлоконструкций, вследствие чего появляются со временем царапины и вмятины.

Раскрытие изобретения

Технический результат заключается в повышении прочности покрытия металлоконструкций, получаемого заявленным способом, за счет образования антикоррозионного слоя толщиной от 180 до 1250 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм, причем указанный антикоррозионный слой не содержит галогенов, таким образом при сгорании выделяет мало дыма, и имеет низкий индекс токсичности. Кроме того, устойчив к растрескиванию под нагрузкой, неблагоприятным погодным условиям, чистящим средствам, соляному туману и типичным загрязнителям, переносимым по воздуху. Покрытие обеспечивает хорошую стойкость к истиранию и ударам.

Заявленный способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по первому варианту включает выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, находящимся посредством аэрации в состоянии псевдокипения, причем нагретое изделие полностью погружают в емкость с гранулами термопластичного материала и полностью поднимают из упомянутой емкости, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по первому варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по первому варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.

Заявленный способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по второму варианту, включает выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, наносят на изделие гранулы термопластичного материала посредством электростатического напыления, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по второму варианту нанесение гранулами термопластичного материала посредством электростатического напыления, а именно за счет электростатического притяжения заряженных частиц термопластичного материала на нейтрально заряженной поверхности изделия, при этом зарядка частиц термопластичного материала происходит за счет заряженных частиц воздуха.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по второму варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по второму варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.

Заявленный способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по третьему варианту, включающий выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, наносят гранулы термопластичного материала посредством трибостатического напыления, изделие полностью поднимают из емкости, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по третьему варианту включает нанесение гранул термопластичного материала посредством трибостатического напыления, а именно за счет электростатического притяжения заряженных частиц термопластичного материала на нейтрально заряженной поверхности изделия, при этом зарядка частиц термопластичного материала происходит за счет трения о стенки турбины распылителя.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по третьему варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

Согласно заявленному способу получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по третьему варианту охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.

Осуществление изобретения

Ниже приведены частные варианты осуществления заявленного способа антикоррозионной покраски металлоконструкций, каждый из которых включает два глобальных этапа.

Первый этап.

Цинкование (цинк 99,9%). В изделие делают технологические отверстия (за исключением готовых отверстий при изготовлении изделия), которые используются для навешивания. Механическим способом удаляются заусенцы, стружку и другие частицы, которые могут помешать цинкованию. Поверхность изделия предварительно обрабатывается: обезжиривается, очищается, промывается, протравливается и подвергается флюсованию. Обезжиривание - операцию проводят для удаления масляных и других органических загрязнений. Процесс проводится при температуре как правило от 60 до 80°С. Кислотное травление - удаляет с поверхности металла окалину от термообработки и ржавчину: при температуре окружающей среды 20-25°С окунают в ванну с раствором соляной кислоты (концентрация 120-210 г/л). Соляная кислота растворяет хлориды железа и обеспечивает блестящую, ровную поверхность. Промывка - необходима для удаления остатков жира, реагента и травильных растворов. Флюсование - применяют для окончательной очистки поверхности и получения пассивной пленки, которая предотвращает последующее окисление и обеспечивает хорошее смачивание изделия расплавленным цинком. Проводят сушку детали в печи. Сушильная печь осушает влагу с поверхности, дополнительно нагревает изделие до температуры около 120°С Изделие навешивают на траверсу. Для этого используется проволока различной толщины, чтобы выдержать вес изделия. Методом полного погружения изделие погружается в ванну с расплавленным цинком от трех до десяти минут при температуре до 450°С. Цинк и кислород вступают в реакцию, в результате чего формируется оксид цинка. Под воздействием двуокиси углерода оксид цинка формируется в карбонат цинка. Изделие, извлеченное из ванны цинкования, имеет температуру, близкую 450°С. Его охлаждение до температуры окружающей среды происходит либо в ванне с чистой водой, либо на открытом воздухе. Оцинкованное изделие снимается с траверсы, пакетируется. В результате на наружной поверхности оцинкованного изделия образуется слой практически чистого цинка 99,9% (карбонат цинка). Толщина оцинкованного покрытия от 80 до 250 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм.

Второй этап, в соответствии с первым заявленным вариантом.

Нанесение термопластичного материала (полиэтилена/полипропилена/полиолефинов/поливинилхлорида/полиамида), далее по тексту ТМ. Поверхность оцинкованного изделия предварительно обрабатывается, очищается механическим воздействием от наплывов цинкования, стружки и других частиц с последующим обезжириванием внешней поверхности изделия.

Операцию обезжиривания проводят для удаления масляных и других органических загрязнений. Процесс проводится при температуре от 0 до 30°С.

Навешивают изделие на конвейерную (или транспортную) систему для перемещения от одного этапа технологической цепочки комплекса окраски к другому. Для этого используется проволока различной толщины, чтобы выдержать весь изделия. Изделие подается в камеру нагрева.

В камере нагрева изделие нагревается от 150 до 310°С в зависимости от толщины металла (от 0,5 мм до 10 мм).

По транспортной системе изделие перемещается к емкости с гранулированным (гранулы от 0,1Д мм до 5 мм) ТМ, находящимся в состоянии псевдокипения, при помощи аэрации (метод псевдоожиженного слоя).

Установка (емкость) представляет собой воздухораспределительную камеру. Пространство емкости заполняется определенным количеством, необходимым для полного погружения изделия в гранулы ТМ. Емкость ожижается воздухом, подаваемым снизу.

Нагретое изделие полностью погружается в емкость с гранулами ТМ от 0,5 до 2 минут. Под действием высокой температуры нагретого изделия гранулы ТМ оседают и расплавляются до пластичного состояния по всей поверхности изделия.

Изделие полностью поднимется из емкости, происходит вибрационный импульс, который удаляет (сбрасывает) нерасплавленные гранулы ТМ в емкость.

По транспортной системе изделие следует в камеру полимеризации, где происходит пластичное запекание (равномерное распределение расплавленных гранул ТМ по поверхности изделия) покрытия при температуре от 100 до 200°С.

Изделие, извлеченное из камеры полимеризации, имеет температуру, близкую 100-180°С. Ее охлаждение до температуры окружающей среды происходит либо в ванне с чистой водой, либо на открытом воздухе.

Готовое изделие снимается с транспортной системы, пакетируется/упаковывается.

В результате на наружной поверхности оцинкованного изделия образуется термопластичный слой толщиной от 100 до 1000 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм.

Второй этап, в соответствии со вторым заявленным вариантом.

Нанесение термопластичного материала (полиэтилена/полипропилена/полиолефинов/поливинилхлорида/полиамида) посредством электростатического напыления. Поверхность оцинкованного изделия предварительно обрабатывается - очищается механическим воздействием от наплывов цинкования, стружки и других частиц с последующим обезжириванием внешней поверхности изделия.

Операцию обезжиривания проводят для удаления масляных и других органических загрязнений. Процесс проводится при температуре от 0 до 30°С.

Навешивают изделие на конвейерную (или транспортную) систему для перемещения от одного этапа технологической цепочки комплекса окраски к другому. Для этого используется проволока различной толщины, чтобы выдержать весь изделия. Изделие подается в камеру нагрева.

В камере нагрева изделие нагревается от 150 до 310 °С в зависимости от толщины металла (от 0,5 мм до 10 мм).

По транспортной системе изделие перемещается к камере с гранулированным (гранулы от 0,01 мм до 1 мм) ТМ. В камере подается воздух под давлением, который переводит ТМ во взвешенное состояние. Далее ТМ забирается из контейнера при помощи воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом до более низкой концентрации и подается в напылитель с электростатическим генератором. Зарядному электроду сообщается высокое напряжение, за счет чего вырабатывается электрический градиент, что создает электрическое поле вблизи электронов. Когда гранулы ТМ прогоняются через это пространство, частицы воздуха сообщают им электрический заряд.

При помощи сжатого воздуха заряженные гранулы ТМ попадают на нейтрально заряженную поверхность металлоконструкции, оседают и удерживаются на ней за счет электростатического притяжения.

Под действием высокой температуры нагретого изделия гранулы ТМ расплавляются до пластичного состояния по всей поверхности изделия.

По транспортной системе изделие следует в камеру полимеризации, где происходит пластичное запекание (равномерное распределение расплавленных гранул ТМ по поверхности изделия) покрытия при температуре от 100 до 200°С.

Изделие, извлеченное из камеры полимеризации, имеет температуру, близкую к 100- 180°С. Ее охлаждение до температуры окружающей среды происходит либо в ванне с чистой водой, либо на открытом воздухе.

Готовое изделие снимается с транспортной системы, пакетируется/упаковывается.

В результате на наружной поверхности оцинкованного изделия образуется термопластичный слой толщиной от 100 до 1000 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм.

Второй этап в соответствии с третьим заявленным вариантом.

Нанесение термопластичного материала (полиэтилена/полипропилена/ полиолефинов/поливинилхлорида/полиамида) посредством трибостатического напыления. Поверхность оцинкованного изделия предварительно обрабатывается - очищается механическим воздействием от наплывов цинкования, стружки и других частиц с последующим обезжириванием внешней поверхности изделия.

Операцию обезжиривания проводят для удаления масляных и других органических загрязнений. Процесс проводится при температуре от 0 до 30°С.

Навешивают изделие на конвейерную (или транспортную) систему для перемещения от одного этапа технологической цепочки комплекса окраски к другому. Для этого используется проволока различной толщины, чтобы выдержать весь изделия. Изделие подается в камеру нагрева.

В камере нагрева изделие нагревается от 150 до 310°С в зависимости от толщины металла (от 0,5 мм до 10 мм).

По транспортной системе изделие перемещается к камере с гранулированным (гранулы от 0,01 мм до 1 мм) ТМ. В камере подается воздух под давлением, который переводит ТМ во взвешенное состояние. Далее ТМ забирается из контейнера при помощи воздушного насоса (эжектора), разбавляется воздухом до более низкой концентрации и подается в распылитель, где за счет трения гранул ТМ с заряжающей поверхностью распылителя и между собой приобретает электростатический заряд.

При помощи сжатого воздуха заряженные гранулы ТМ попадают на нейтрально заряженную поверхность металлоконструкции, оседают и удерживаются на ней за счет электростатического притяжения.

Под действием высокой температуры нагретого изделия гранулы ТМ расплавляются до пластичного состояния по всей поверхности изделия.

По транспортной системе изделие следует в камеру полимеризации, где происходит пластичное запекание (равномерное распределение расплавленных гранул ТМ по поверхности изделия) покрытия при температуре от 100 до 200°С.

Изделие, извлеченное из камеры полимеризации, имеет температуру, близкую к 100-180°С. Ее охлаждение до температуры окружающей среды происходит либо в ванне с чистой водой либо на открытом воздухе.

Готовое изделие снимается с транспортной системы, пакетируется/упаковывается.

Таким образом, на наружной поверхности готового изделия образуется антикоррозионный слой толщиной от 180 до 1250 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм. Указанный антикоррозионный слой устойчив к низким и высоким температурам, резким перепадам температуры, растрескиванию под нагрузкой, неблагоприятным погодным условиям, чистящим и химическим средствам, соляному туману и типичным загрязнителям, переносимым по воздуху. Покрытие обеспечивает хорошую стойкость к истиранию и ударам.

Изобретение относится к получению антикоррозионного покрытия на металлическом изделии. Способ включает выполнение отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку и навешивание изделия на траверсу, погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия и его охлаждение до температуры окружающей среды. Оцинкованное изделие механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, нагревают изделие в камере нагрева и перемещают его к емкости с гранулированным термопластичным материалом для его нанесения на изделие, перемещают изделие в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры и охлаждают до температуры окружающей среды. Изобретение повышает прочность покрытого металлического изделия за счет образования антикоррозионного слоя толщиной от 180 до 1250 микрон в зависимости от толщины стенки изделия от 1,0 мм до 10 мм, при этом покрытие обеспечивает хорошую стойкость к истиранию и ударам. 3 н. и 8 з.п. ф-лы.

1. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии, включающий выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, находящимся посредством аэрации в состоянии псевдокипения, причем нагретое изделие полностью погружают в емкость с гранулами термопластичного материала и полностью поднимают из упомянутой емкости, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

2. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

3. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.

4. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии, включающий выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, наносят на изделие гранулы термопластичного материала посредством электростатического напыления, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

5. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 4, отличающийся тем, что выполняют нанесение гранул термопластичного материала посредством электростатического напыления, а именно за счет электростатического притяжения заряженных частиц термопластичного материала на нейтрально заряженной поверхности изделия, при этом зарядка частиц термопластичного материала происходит за счет заряженных частиц воздуха.

6. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 4, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

7. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 4, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.

8. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии, включающий выполнение технологических отверстий в изделии для его навешивания на траверсу, механическое удаление с изделия мешающих цинкованию частиц, предварительную обработку поверхности изделия посредством обезжиривания, очищения, промывки, протравливания и флюсования, сушку изделия, навешивание изделия на траверсу, полное погружение изделия в ванну с расплавленным цинком, извлечение изделия из упомянутой ванны, охлаждение изделия до температуры окружающей среды, снятие оцинкованного изделия с траверсы, пакетирование, при этом далее поверхность оцинкованного изделия механическим воздействием очищают от наплывов цинкования, после чего обезжиривают внешнюю поверхность изделия, навешивают изделие на транспортную систему, подают изделие в камеру нагрева, нагревают изделие и перемещают его с помощью транспортной системы к емкости с гранулированным термопластичным материалом, наносят гранулы термопластичного материала посредством трибостатического напыления, изделие полностью поднимают из емкости, перемещают изделие по транспортной системе в камеру полимеризации для запекания термопластичного материала, извлекают изделие из упомянутой камеры, охлаждают изделие до температуры окружающей среды и снимают изделие с транспортной системы.

9. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 8, отличающийся тем, что выполняют нанесение гранул термопластичного материала посредством трибостатического напыления, а именно за счет электростатического притяжения заряженных частиц термопластичного материала на нейтрально заряженной поверхности изделия, при этом зарядка частиц термопластичного материала происходит за счет трения о стенки турбины распылителя.

10. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 8, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено в ванне с чистой водой.

11. Способ получения антикоррозионного покрытия на металлическом изделии по п. 8, отличающийся тем, что охлаждение изделия до температуры окружающей среды выполнено на открытом воздухе.