我國是一個人口大國，但水資源缺乏，污水處理的問題就顯得特別重要，隨著國家環保產業的發展,國內污水處理設備的需求日益增長。現在, 在周圍大氣潮濕的情況下,污水處理設備大多使用有機涂層來保養,壽命一般為2~4年。所以。設備維修頻繁,維護成本提高。而如果改用熱噴涂鋅工藝和合適的有機涂層進行封閉處理,設備壽命便可達15~30年以上,達到長效防腐蝕的目的，既節約材料又取得良好的經濟效益。
腐蝕環境和防腐蝕機理
污水處理設備所處在城市工業氣體和污水環境中,工業氣體中多含有二氧化硫,污水成分為:cod 250~650 mg/l,bod125~380 mg/l,tn30~45 mg/l,ss200~400 mg/l,ph值6.8~7.4，其腐蝕機理屬于電化學腐蝕。在處理污水的時候,鋼結構和曝氣機還要承受污水的沖擊,處于干濕交替的情況,腐蝕情況十分嚴重。
涂層防腐蝕機理主要有:
(1)犧牲性陽極保護鋅的電極電位為-0.76 v,鐵的電極電位為-0.44 v,在電解質溶液存在的情況下,由于鋅的電極電位比鐵負,鋅就成為犧牲性陽極材料,從而防止鋼鐵基體腐蝕。
(2)物理屏蔽作用熱噴涂鋅層有一定的孔隙,在上面再噴涂一層涂料對涂層進行封閉處理,便可以阻礙水分到達基體,控制腐蝕電池的形成,以提高涂層的防腐蝕性能。
工藝
污水處理設備防護要求以保護為主,主要的設備有有攔污設備、過濾機、過濾機、曝氣等部件。采用熱噴鋅工藝和噴涂有機涂層工藝相結合
1.預處理
基體金屬表面預處理在很大程度上決定了金屬噴涂層與金屬的結合性能,因而直接影響其使用壽命。采用噴砂處理工藝是目前通用的預處理方法,通過噴砂去除工件表面鐵銹、氧化皮及污物,并在工件表面形成一定的粗糙度。根據國標《熱噴涂金屬件預處理通則》gb11373—89規定,工件清理后的清潔度等級應達到sa3,粗糙度應達到25~100μm。熱噴涂層是依靠與基底表面的化學親和以及機械嚙合附著于工件表面,因此,工件表面粗糙度對涂層結合強度影響較大。丸料是影響工件表面粗糙度的主要因素,在設備調試過程中發現,噴鋼丸后的工件表面粗糙度較小,涂層結合力差;噴棱角鋼砂后,由于此類鋼砂硬度很高,在噴砂作業中始終保持棱角,工件表面能保持均勻的粗糙度,涂層結合力符合要求。
2.電弧熱噴鋅
電弧噴涂是目前發展最為迅速的熱噴涂技術之一,其特點是:生產效率高,為火焰噴涂的4倍;結合強度高,可達0.05mpa/mm2;能源利用率高,能耗低;設備投資少;安全性好。電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬作為自耗性電極,利用兩根金屬絲端短路產生的電弧使絲材熔化,用壓縮空氣把已熔化的金屬霧化后以200~300 m/s的高速沖擊到工件表面,并形成涂層。由于鋅涂層有裂紋且腐蝕到很薄時仍有保護作用,因此,噴鋅使用較為廣泛。
3.涂層封閉
熱噴鋅涂層有一定的孔隙率,噴涂一層有機涂層進行封閉,可以進一步提高其耐蝕性能和抗沖擊性能,延長涂層壽命。噴漆采用手動空氣輔助高壓無氣噴涂方式,該方式結合了空氣噴涂和高壓無氣噴涂的優點,具有涂料霧化充分、漆霧飛散少、涂料利用率高、出漆量大、噴涂效率高等優點,可以一次噴涂即獲得較厚的涂層,并適用于不同形狀的工件。
4.涂層烘干
最適合烘干條件的溫度，是在最低的烘干溫度和時間條件下能使工件表面的漆膜干透,且不影響其耐腐蝕性和附著力。本工藝設計烘干條件為120℃,30min,熱源采用過熱蒸汽。
設備
污水處理設備主要指:噴丸室、烘干室、噴漆室等生產線。根據生產要求、工廠大小、能源不同和投資多少情況等各種因素,涂裝設備可選擇多種型式和多種布置方式。
1.噴丸室
噴丸室主要由室體、彈丸循環系統、噴丸器、除塵器等組成,室體做成輕鋼結構,內襯耐磨防護橡膠板。彈丸循環系統是噴丸室的心臟部分,由斗式提升機、分離器、縱向螺旋輸送機、橫向螺旋輸送機和氣動彈丸閘門等組成。提升機采用離心重力式卸料,上部兩側設有漲緊裝置,方便調節皮帶的松緊度;輪轂采用耐磨橡膠鑲嵌澆注式,摩擦力大,防滑。分離器為流幕式be型分離器,分離量大,效果好,下部具有儲丸功能。分離器上部設有重錘、流量調節閥和風量調節擋板。重錘流量調節閥可控制流幕的厚度,使流幕布料均勻。風量調節擋板使分離區風速控制在4~5 m/s的最佳范圍內,保證分離效果。螺旋輸送機采用通用零部件,兩端軸頭安裝采用調心軸承,性能穩定可靠。螺旋葉片使用16mn材料制作,耐磨使用壽命長。噴丸器選用gpbsr2-5620雙管氣動搖控噴丸器,是引進消化吸收開發研制產品。該設備特點:儲丸量大、節省氣源、啟動快、效率高、自動控制噴丸、安全可靠、清理效率可達20 m2/h以上。
除塵器選用脈沖袋式除塵器,其特點:結構布置緊湊、單元組合、操作靈活、換袋方便;脈沖反吹、能耗小、效果佳。濾袋采用彈性好、強度高、壽命長的針刺氈濾料。
2.熱噴鋅室
熱噴鋅室采用輕鋼結構,從室體底部抽風,上部留有自然補風口,保證操作區鋅粉塵的含量低于國家規定衛生標準。熱噴鋅設備主要由電弧絲材噴槍、熱噴涂電源、控制裝置等組成,其主要技術參數為:噴槍重量2.9 kg,壓縮空氣消耗量2.5 m3/min(p≥0.5 mpa),送絲引力8 n,送絲速度采用無級調速,鋅絲規格2 mm,工作電流120~160 a,空載電壓20~26 v,噴涂效率16~20 kg/h。
3.水旋噴漆室
噴漆作業選用含獨立送、排風系統的水旋式噴漆室,該設備是目前國際上通用的技術較完備的噴漆室之一。設備由室體、漆霧過濾裝置和通風系統三部分組成。水旋噴漆室采用上送風下抽風氣體層流壓抑的方式來防止漆霧的擴散,自上而下將過噴漆霧壓向室體底部,過噴的漆霧被壓抑至水膜時,被水捕集而不堆積在板面上。液力旋壓器均勻地安裝在水槽板中心線上,進行沖擊清洗含漆霧的空氣。集水池內添加漆霧凝聚劑,過噴的漆霧與之凝聚成疏松多孔的塊狀漆渣,可采用鋼絲繩葫蘆人工定期打撈漆渣。
4.烘干室
烘干室采用上送風下抽風熱風循環方式加熱工件,經加熱后的空氣由循環風機送至烘干室,熱空氣經充分攪拌后均勻地加熱工件。該設備還配備活性炭吸附凈化裝置,有機廢氣經活性炭吸附裝置處理后,使排出的氣體達到國家排放標準。設備室體采用型鋼框架結構,內壁為鍍鋅板,外壁為彩色鋼板,美觀大方,中間填充巖棉保溫層,室體兩端安裝電動對開門,以減少熱量損失。
5.輸送系統
輸送系統是涂裝生產線的關鍵設備之一,其決定生產線的自動化程度,并影響其他設備的生產效率。設計采用工件小車、單軌自行葫蘆、轉軌車和地面鏈相結合的方式,工件通過工件小車轉動至自行葫蘆,自行葫蘆攜帶工件經過噴丸和熱噴鋅工序后將工件落到工件小車上,工件小車通過轉軌車自動對軌,由地面鏈牽引依次經過噴漆和烘干工序,完成整個涂裝過程,工件小車通過轉軌車由另一條地面鏈自動返回。該系統具有一定的柔性,通過人工選擇,工件可以噴丸后不在熱噴鋅室停留而進入噴漆生產線;噴漆生產線相對封閉循環,在空載地面鏈上留有多個工位,可滿足其他產品(如減速箱等)多道涂層及刮涂膩子的涂裝要求。單軌自行葫蘆具有操作靈活、模擬顯示、故障診斷、自動化程度高等優點,我院研制的轉軌車地面輸送系統具有自動軌、工件自動轉運、承載能力大、產品適應性強等優點。近年來,這兩種方式廣泛用于大型工件涂裝生產線,并有機地結合在一起。