暖气片-宁波中普营销博客

一. 前言

    钢铁材料的暖气片因价格便宜，使用寿命长而在我国北方等寒冷地区被广泛使用，是人们用来取暖的主要手段之一。

钢铁材料的暖气片一般分为铸铁件和冷轧钢带件两种，因铸铁件较笨重，且热效率低，将逐渐减少使用。这里我们主要讨论热效率高且轻便的钢带件暖气片。暖气片内腔的循环介质一般为热水，通过热交换使环境温度升高。由于北方水质较硬，其杂质成份较多，暖气片内腔易腐蚀生锈、结垢，影响热效率，严重的甚至引起渗漏。解决上述问题最简单有效的办法是涂装防腐处理。

 

二. 实验部分

2.1 实验说明

    由于暖气片内外均要防腐处理，而其结构形状属于密封件，故涂装预处理不能采用普通标准工艺。通过实践发现采用自动或手动全浸泡涂装前处理和灌涂涂料涂装工艺最适合暖气片的涂装。

    暖气片的制作流程一般由钢带冲压→弯折成形→焊接。整个工艺在流水线上作业完成，工件只有进水口和出水口两个端口，中间部分为蛇形弯折管，且制作过程中使用油品、焊接膏较多，少量的还有锈蚀，因此涂装预处理液不易循环、化学反应也较难充分进行，易形成“气室”，从而很难达到理想的涂装效果。因密封内腔内液体是静止的，为达到理想效果，所有工序最好上下振动数次。

暖气片最主要的是内腔防腐，其次才是外部装饰。这就要求磷化膜与涂料有好的配套性，内腔涂层要耐高温、耐热水、耐膨胀、耐腐蚀，且成膜性和流平性要好；外部涂层一般要美观大方，耐高温、耐膨胀、附着力好。

 

2.2 涂装前处理工序

2.2.1 中温高效脱脂

暖气片内腔油圬一般较多，且因结构复杂，极难除尽，所以脱脂除油是整个涂装的关键。除油不尽会影响后续的涂装效果，易造成磷化露底，油漆附着力较差等缺陷。针对工件油污重且厚的特点，我们采用PA30-IM中温高效脱脂剂，该脱脂剂对重油污、油垢，特别是结构复杂工件，脱脂效果明显，且表面活性剂可生物降解，对环境基本无害。 

① 工艺参数见表-1。

表-1  PA30-IM脱脂剂使用参数

    ②槽液管理：脱脂液在使用过程中，因工件表面油污较多而不能完全被凝聚沉降，故要经常把液面的浮油溢流掉；根据实际消耗注意添加，以免槽液过渡消耗；槽液温度不宜太高，否则易造成活性剂上浮降低除油效果，且易粘工件增加清洗难度。随着生产量增大，槽液使用较长时间后会浑浊，脱脂效果降低，要考虑倒槽重配。

③质量检查：目测检查，暖气片表面油污完全除尽，水洗后水膜完整、连续，不挂水珠。

 

 

2.2.2 水洗

    采用循环溢流自来水洗。

2.2.3 酸洗“二合一”

 由于采用的钢带件有可能库存较长，存在一定的锈蚀，有必要采用酸洗。一般盐酸酸洗，因挥发而腐蚀厂房设备且HCl气体对人健康不利。我们采用不挥发的硫酸或磷酸酸洗，同时添加PA51-A酸洗二合一添加剂，起到除油、缓蚀及抑制大部分酸雾的作用。

①工艺参数见表-2

表-2  PA51-A酸洗二合一使用参数

②槽液管理：酸洗二合一槽液在使用过程中，会因消耗要适当添加无机酸和添加剂。当除锈不彻底或除锈速度较慢时，应补加工业无机酸；当除油较果不明显或工件出槽后马上返锈，应补加酸洗添加剂。在使用过程中，要注意槽液温度不能太高，否则活性剂易烧焦上浮降低酸洗效果，甚至粘工件，水洗不尽。

③质量检查：酸洗后工件亮白，目测无锈蚀。

2.2.4 水洗

    循环溢流水洗，此道水洗后在空气中停留时间要短，此免工件在空气中返锈。

2.2.5 表面调整

    因工件密封，处理液处于静止状态，一般磷化很难形成完整均匀的磷化膜，采用PA66-SC高抗硬水胶体钛表调剂，常温使用就可使后续的磷化膜更加均匀致密。PA66-SC的使用浓度较低，一般只有0.1-0.3%。

2.2.6 磷化

根据工件要求磷化膜致密均匀，防腐性能好，与油漆配套性优异的特点，且要求磷化液在密封工件内反应充分。我们最先使用的是中温锌锰系列磷化液，磷化温度70-75℃，在使用过程中，因槽体有限，随着生产任务的增加，亚铁离子含量增多，槽液极不稳定，一般二个月就要换槽，增加了厂家的使用成本。锌锰系磷化膜属厚膜磷化，膜厚10-15μm，防锈性能好，硫酸铜点滴可达5分钟以上，但因膜厚、膜粗与油漆的配套性能较差，且槽液在工件内易形成“气室”，磷化膜露底。经过生产实践，后采用薄膜型的PA277-100低温低渣磷化剂。该磷化剂属外加促进剂型，在密封件内反应充分，且不易形成“气室”，形成的磷化膜均匀致密，膜厚只有2-3μm，与油漆具有优良的配套性，槽液运行稳定，磷化膜性能指标均达GB/T6807标准。

表-3 中温厚膜锌型磷化与低温细晶锌型磷化性能比较

 

   中温厚膜锌型磷化                               低温细晶锌型磷化

                       图1磷化膜微观形貌（x500）

 

①工艺参数见表-4                       

表-4  PA277-100磷化剂工艺参数

②槽液管理：磷化槽要根据总酸度、游离酸度、促进剂浓度的下降注意添加。当总酸度、游离酸度下降时补加主剂；游离酸度上升时补加中和剂；促进剂浓度下降时补加促进剂。在使用过程中，当促进剂浓度不够或者游离酸度过高时工件会发黄；当总酸度太低时工件会发白。槽液运行一段时间后，磷化沉渣增多，要求经常滤渣，高位沉渣槽除渣是最有效的方法。

③质量检查：磷化膜致密均匀，无发黄、发白现象，无流痕。

2.2.7 水洗

    采用循环溢流自来水洗。

2.2.8 烫干

    循环溢流自来水洗后进行热水烫干，因工件内腔积水，很难完全流尽，采用80-90℃热水烫干能较快地促使内腔干燥。

2.2.9 烘干

    充分干燥能有效地解决内腔积水问题，且使磷化膜耐蚀性更好。烘烤温度100-120℃，时间10-30分钟。

2.3 与油漆配套性

    暖气片内腔防腐涂层要求耐酸、碱、盐及其它腐蚀性能，且耐高温、耐热水、耐膨胀等。工件经过涂装，涂料覆盖在其内腔表面，形成一层具有这些特性的牢固附着的连续涂层，使其基体与腐蚀介质隔离，从而防止或减缓了因腐蚀而引起的损坏。经过研究实施，TY3318暖气片专用防腐涂料能满足上述性能。该涂料漆膜坚韧，附着力强，具有良好的防腐性、优异的防水性及耐酸碱、耐化学药品性。

   经破坏性切割检测，涂层厚度30-40μm，涂层附着力达一级；耐5%Nacl溶液（浸30天），不起泡，不脱落。

 

三.生产工艺

    脱脂→水洗→酸洗→水洗→（中和）→表调→低温锌系磷化→水洗→热水烫干→烘干→涂装

    

                       图2：工艺平面布置图

 

表5 工艺流程及工艺参数

 

小结：

    武汉材料保护研究所PA系列涂装前处理剂很好地解决了暖气片的涂装前处理问题，且与TY-3318暖气片专用防腐涂料配套性优良。