我国是一个人口大国，但水资源缺乏，污水处理的问题就显得特别重要，随着国家环保产业的发展,国内污水处理设备的需求日益增长。现在, 在周围大气潮湿的情况下,污水处理设备大多使用有机涂层来保养,寿命一般为2~4年。所以。设备维修频繁,维护成本提高。而如果改用热喷涂锌工艺和合适的有机涂层进行封闭处理,设备寿命便可达15~30年以上,达到长效防腐蚀的目的，既节约材料又取得良好的经济效益。
腐蚀环境和防腐蚀机理
污水处理设备所处在城市工业气体和污水环境中,工业气体中多含有二氧化硫,污水成分为:cod 250~650 mg/l,bod125~380 mg/l,tn30~45 mg/l,ss200~400 mg/l,ph值6.8~7.4，其腐蚀机理属于电化学腐蚀。在处理污水的时候,钢结构和曝气机还要承受污水的冲击,处于干湿交替的情况,腐蚀情况十分严重。
涂层防腐蚀机理主要有:
(1)牺牲性阳极保护锌的电极电位为-0.76 v,铁的电极电位为-0.44 v,在电解质溶液存在的情况下,由于锌的电极电位比铁负,锌就成为牺牲性阳极材料,从而防止钢铁基体腐蚀。
(2)物理屏蔽作用热喷涂锌层有一定的孔隙,在上面再喷涂一层涂料对涂层进行封闭处理,便可以阻碍水分到达基体,控制腐蚀电池的形成,以提高涂层的防腐蚀性能。
工艺
污水处理设备防护要求以保护为主,主要的设备有有拦污设备、过滤机、过滤机、曝气等部件。采用热喷锌工艺和喷涂有机涂层工艺相结合
1.预处理
基体金属表面预处理在很大程度上决定了金属喷涂层与金属的结合性能,因而直接影响其使用寿命。采用喷砂处理工艺是目前通用的预处理方法,通过喷砂去除工件表面铁锈、氧化皮及污物,并在工件表面形成一定的粗糙度。根据国标《热喷涂金属件预处理通则》gb11373—89规定,工件清理后的清洁度等级应达到sa3,粗糙度应达到25~100μm。热喷涂层是依靠与基底表面的化学亲和以及机械啮合附着于工件表面,因此,工件表面粗糙度对涂层结合强度影响较大。丸料是影响工件表面粗糙度的主要因素,在设备调试过程中发现,喷钢丸后的工件表面粗糙度较小,涂层结合力差;喷棱角钢砂后,由于此类钢砂硬度很高,在喷砂作业中始终保持棱角,工件表面能保持均匀的粗糙度,涂层结合力符合要求。
2.电弧热喷锌
电弧喷涂是目前发展最为迅速的热喷涂技术之一,其特点是:生产效率高,为火焰喷涂的4倍;结合强度高,可达0.05mpa/mm2;能源利用率高,能耗低;设备投资少;安全性好。电弧喷涂是将两根被喷涂的金属作为自耗性电极,利用两根金属丝端短路产生的电弧使丝材熔化,用压缩空气把已熔化的金属雾化后以200~300 m/s的高速冲击到工件表面,并形成涂层。由于锌涂层有裂纹且腐蚀到很薄时仍有保护作用,因此,喷锌使用较为广泛。
3.涂层封闭
热喷锌涂层有一定的孔隙率,喷涂一层有机涂层进行封闭,可以进一步提高其耐蚀性能和抗冲击性能,延长涂层寿命。喷漆采用手动空气辅助高压无气喷涂方式,该方式结合了空气喷涂和高压无气喷涂的优点,具有涂料雾化充分、漆雾飞散少、涂料利用率高、出漆量大、喷涂效率高等优点,可以一次喷涂即获得较厚的涂层,并适用于不同形状的工件。
4.涂层烘干
最适合烘干条件的温度，是在最低的烘干温度和时间条件下能使工件表面的漆膜干透,且不影响其耐腐蚀性和附着力。本工艺设计烘干条件为120℃,30min,热源采用过热蒸汽。
设备
污水处理设备主要指:喷丸室、烘干室、喷漆室等生产线。根据生产要求、工厂大小、能源不同和投资多少情况等各种因素,涂装设备可选择多种型式和多种布置方式。
1.喷丸室
喷丸室主要由室体、弹丸循环系统、喷丸器、除尘器等组成,室体做成轻钢结构,内衬耐磨防护橡胶板。弹丸循环系统是喷丸室的心脏部分,由斗式提升机、分离器、纵向螺旋输送机、横向螺旋输送机和气动弹丸闸门等组成。提升机采用离心重力式卸料,上部两侧设有涨紧装置,方便调节皮带的松紧度;轮毂采用耐磨橡胶镶嵌浇注式,摩擦力大,防滑。分离器为流幕式be型分离器,分离量大,效果好,下部具有储丸功能。分离器上部设有重锤、流量调节阀和风量调节挡板。重锤流量调节阀可控制流幕的厚度,使流幕布料均匀。风量调节挡板使分离区风速控制在4~5 m/s的最佳范围内,保证分离效果。螺旋输送机采用通用零部件,两端轴头安装采用调心轴承,性能稳定可靠。螺旋叶片使用16mn材料制作,耐磨使用寿命长。喷丸器选用gpbsr2-5620双管气动摇控喷丸器,是引进消化吸收开发研制产品。该设备特点:储丸量大、节省气源、启动快、效率高、自动控制喷丸、安全可靠、清理效率可达20 m2/h以上。
除尘器选用脉冲袋式除尘器,其特点:结构布置紧凑、单元组合、操作灵活、换袋方便;脉冲反吹、能耗小、效果佳。滤袋采用弹性好、强度高、寿命长的针刺毡滤料。
2.热喷锌室
热喷锌室采用轻钢结构,从室体底部抽风,上部留有自然补风口,保证操作区锌粉尘的含量低于国家规定卫生标准。热喷锌设备主要由电弧丝材喷枪、热喷涂电源、控制装置等组成,其主要技术参数为:喷枪重量2.9 kg,压缩空气消耗量2.5 m3/min(p≥0.5 mpa),送丝引力8 n,送丝速度采用无级调速,锌丝规格2 mm,工作电流120~160 a,空载电压20~26 v,喷涂效率16~20 kg/h。
3.水旋喷漆室
喷漆作业选用含独立送、排风系统的水旋式喷漆室,该设备是目前国际上通用的技术较完备的喷漆室之一。设备由室体、漆雾过滤装置和通风系统三部分组成。水旋喷漆室采用上送风下抽风气体层流压抑的方式来防止漆雾的扩散,自上而下将过喷漆雾压向室体底部,过喷的漆雾被压抑至水膜时,被水捕集而不堆积在板面上。液力旋压器均匀地安装在水槽板中心线上,进行冲击清洗含漆雾的空气。集水池内添加漆雾凝聚剂,过喷的漆雾与之凝聚成疏松多孔的块状漆渣,可采用钢丝绳葫芦人工定期打捞漆渣。
4.烘干室
烘干室采用上送风下抽风热风循环方式加热工件,经加热后的空气由循环风机送至烘干室,热空气经充分搅拌后均匀地加热工件。该设备还配备活性炭吸附净化装置,有机废气经活性炭吸附装置处理后,使排出的气体达到国家排放标准。设备室体采用型钢框架结构,内壁为镀锌板,外壁为彩色钢板,美观大方,中间填充岩棉保温层,室体两端安装电动对开门,以减少热量损失。
5.输送系统
输送系统是涂装生产线的关键设备之一,其决定生产线的自动化程度,并影响其他设备的生产效率。设计采用工件小车、单轨自行葫芦、转轨车和地面链相结合的方式,工件通过工件小车转动至自行葫芦,自行葫芦携带工件经过喷丸和热喷锌工序后将工件落到工件小车上,工件小车通过转轨车自动对轨,由地面链牵引依次经过喷漆和烘干工序,完成整个涂装过程,工件小车通过转轨车由另一条地面链自动返回。该系统具有一定的柔性,通过人工选择,工件可以喷丸后不在热喷锌室停留而进入喷漆生产线;喷漆生产线相对封闭循环,在空载地面链上留有多个工位,可满足其他产品(如减速箱等)多道涂层及刮涂腻子的涂装要求。单轨自行葫芦具有操作灵活、模拟显示、故障诊断、自动化程度高等优点,我院研制的转轨车地面输送系统具有自动轨、工件自动转运、承载能力大、产品适应性强等优点。近年来,这两种方式广泛用于大型工件涂装生产线,并有机地结合在一起。