达克罗表面处理

达克罗表面处理（通用7篇）

篇1：达克罗表面处理

达克罗"表面涂层处理技术是目前世界上最新的金属表面涂层处理技术工艺。用一种新工艺在金属表面涂敷专用混合涂层，可替代传统工艺的所有前处理工序，金属防护水平达到国际标准。在金属表面处理工艺中可称为高效全封闭绿色环保处理工程。达克罗是DACROMET的缩写和译音。又称达克锈、达克曼、迪克龙、锌铬膜。达克罗技术是由美国人发明，日本人买断，现被我国引进的专有控制性技术，整套工艺设备采用全过程闭路循环的涂复方式，革新了电镀工艺，杜绝了电镀过程中产生的酸、碱、锌、铬及污水、废气的排放等污染问题。达克罗是经过脱脂→抛丸→涂复→固化→冷却→成品的工艺过程，使用工件形成片状锌粉、铝粉及金属铬盐组成的银灰色防腐蚀涂层。达克罗膜层在金属表面形成的过程中，其挥发的物质几乎全部是经过气化的水分，且无任何污染和公害在工业发达国家中，已得到广泛的应用，正逐步替代污染严重的电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种传统的表面处理工艺，从根本上减少了环境污染的发生，并具有其他表面处理所无法比拟的优势和特点。

目前国内从事达克罗涂覆生产的单位有四十多家，百分之六十的生产线分布在上海及江浙一带，现在，从设备到工艺、涂液、以及达克罗液的生产配方，在市场上均可找到提供的商家，价格也不高。达克罗的涂覆生产线，分为连续式和间断式二种，早期的达克罗生产线，因为都是一些资金充足的企业投资的，所以都采用了连续式的生产线。这种生产线的设备投资在一百万左右，包括前处理设备：如抛丸机、清洗机、浸涂与甩液的机械手、网带式烧结固化炉、化验检测设备等。在近几年，随着达克罗技术在中小企业的推广使用，出现了一种间断式的达克罗生产线，其中使用到的设备与连续式的主要区别在于其用于固化的烧结炉子采用了箱式的炉子，使设备的成本降低许多，另外，涂覆上也简化了，不再使用机械手涂覆及甩液，这样的结果，使整套市长的总的投资降到了三十万左右。

对于那些动手能力强的企业，还可以利用现有的设备，进行改造，添加一些必要的设备后组成达克罗生产线的，这样做的话，投资还可以大大的降低。

无论采用何种方式，都须满足达克罗生产的工艺要求，才能获得合格的产品。不能因为要降低生产成本，不顾生产工艺的要求，对设备乱改一气。

以上是我根据多年来的达克罗生产实践，对达克罗的一点解释，欢迎从事这一工作的同道互相探讨，如有不当，敬请指正。

篇2：达克罗表面处理

●需求单位：湖南纳菲尔新材料科技股份有限公司

●单位概况：

湖南纳菲尔新材料科技有限公司成立于2009年5月18日，注册资本4200万元。公司座落在望城经济开发区金星路上，交通便利，总占地面积45亩。已建成占地面积4506平方米厂房一栋，拥有电镀生产线2条，正在新建厂房一栋，六条电镀生产线；建立了包括工艺试验、物理性能检测室、化学分析实验室、实用性评价实验室等较为完备的质量保障体系，公司已于2010年5月通过ISO9001质量管理体系认证。

公司拥有以留美博士为主体的大批高学历、高职称人才的研发团队，现有员工70人,其中技术研发人员20人，其中教授及教授级高工3人，博士4人，硕士10人，人才结构涵盖电化学、分析化学、材料工程、应用物理、机械工程、电子技术、热处理等多个学科。专利发明人何凤姣现任公司总工程师，为美国加州大学洛杉矶分校博士后，湖南大学化学化工学院教授、学术带头人，博士生导师。

●需求技术的具体要求：

建设电镀钨合金代替达克罗技术钨合金生产线，完善性能测试系统，制定产品生产标准，完善生产流程，推广钨合金在工程机械及汽车工业中的应用。●拟投入资金：招商，贷款。

●合作方式：合作

●联系方式：

地址：长沙望城经开区金星路73号

联系人：赵光建电话：0731-83712267

篇3：汽车零部件达克罗处理工艺实例

关键词：汽车零部件,达克罗技术,防腐蚀

0 前 言

达克罗技术是20世纪70年代由美国的Diamond Shmarack公司发明的一种金属表面防腐蚀技术,其涂液为水性,由微细的锌片、铝片、铬酸盐和有机物组成;可浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或合金表面,经300 ℃加热烘烤形成以鳞片状的锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐蚀涂层。达克罗涂层具有以下特点:(1)超常的耐腐蚀性 中性盐雾试验证明,其耐腐蚀性能是镀锌的8～10倍,厚度在6～8 μm的达克罗涂层耐盐雾腐蚀时间可达480 h以上,厚度在8～10 μm的达克罗涂层耐盐雾腐蚀时间可达1 000 h以上。(2)优良的深涂性能 由于静电屏蔽效应,工件的深孔、狭缝,管件的内壁等部位难以电镀上锌、镉,达克罗溶液则可以进入这些部位形成达克罗涂层,因此达克罗对形状复杂,有凹槽、空隙的零部件如密绕弹簧、管状零件等均能深涂,尤其对铸造钢铁件及粉末冶金制品,都表现出了良好的渗透性。(3)无氢脆 由于达克罗处理全过程不经过酸洗,没有电镀渗氢,因而也无脆氢现象。(4)具有良好的再涂装性 零件经达克罗处理后,与各种油漆和喷塑涂层均有良好的结合力,具有再涂装性。目前世界著明的汽车生产厂商,如美国通用、福特、克莱斯勒、法国雷诺、德国大众、意大利菲亚特、日本丰田、本田、三菱等,均已采用该技术对汽车零部件进行防腐蚀处理。

1 达克罗涂液的配制

1.1 涂液组成

达克罗涂液由A、B、C三个组分组成:

A组分 外观为银白色,主要由水溶性有机醇混合物、乳化物分散剂、鳞片状微米级锌铝金属粉的浆液组成。

B组分 外观为桔红色,主要由铬酸盐、pH值调整剂和去离子水组成。

C组分 外观为白色粉末,主要是羟乙基纤维素(增稠剂)。

使用时按将A,B,C按比例混合搅拌,合格即可。

1.2 配制过程

(1)各组分配比 A : B=1.0 ∶1.5(质量比);C组分的量根据涂覆时所需的黏度加入,一般为1.8%～4.0%。

(2)用变频搅拌机搅拌A组分,锌铝浆呈分散的均匀相即可。

(3)向盛有A组分的铁桶内缓慢倒入B组分,此时,搅拌中的A、B混合液发生放热反应,液温缓慢上升,温度一般不会超过40 ℃。

(4)当A,B混合液温度在34～36 ℃时,将C组分慢慢加入搅拌的漩涡中,若C组分有结块时,必须将之粉碎成粉状后再慢慢加入,保持较高搅拌速度2 h,降低搅拌速度,再继续搅拌6 h以上即得成品涂液。

(5)成品涂料在投入使用前必须测定以下指标,经检测合格后,须用80～120目不锈钢网过滤后方可使用:

2 施工工艺

河南平高集团金属防腐工程有限公司已成功为各汽车生产厂家加工了大批、多种零部件,如汽车发动机上的皮带轮、客车上的排气筒、车门上的锁止块等。以锁止块为例,达克罗处理工艺如下:

锁止块脱脂→除锈→达克罗Ⅰ涂装(底涂)→冷却→Ⅱ涂装(面涂)→冷却→再涂装→包装→出厂。

2.1 脱 脂

锁止块在加工过程当中常使用油品做润滑剂[1]。这些油品以矿物或动植物油脂为基础成分,并加各种有机添加剂或无机物质,是锁止块表面油污的主要来源。机油属于非皂化油,不能与碱发生皂化反应,且不溶于碱溶液,一般情况下采用高温脱脂法处理,即将工件加热到260～300 ℃,保温30～35 min,油脂即可燃烧掉(但工件表面可能留有残碳)。此方法操作简单,易于控制。

脱脂效果可采用水膜法来检验,即将脱脂后的锁止块浸入将水中,若工件表面带有一层连续的水膜,则表明脱脂彻底。如水膜破裂,表明油污未除净。如果零件表面仍存在残渣,会影响结果的判断,可在弱酸中浸洗后再进行水膜试验。

2.2 除 锈

锁止块脱脂后需要进行除锈处理。这是因为氧化皮在水气作用下,会生成铁锈Fe(OH)3,体积增大,其结构较为疏松,与达克罗涂层结合不牢,使涂层起泡、龟裂、脱落,涂层下的氧化物与金属铁组成的腐蚀电池,则进一步加快了其腐蚀。

锁止块表面层主要成分为氧化亚铁(呈黑色)和三氧化二铁(呈砖红色),结构疏松,难溶于硫酸和室温下的盐酸,因此,一般采用机械抛丸的方法来除锈[2]。

一般采用目测法检验除锈效果,基体表面应无铁锈,显示出均匀的金属色泽。

2.3 涂 覆

锁止块采用浸渍 - 甩干的方式进行达克罗处理:将除油、除锈彻底的工件装入网筐中浸涂,然后用离心机去除多余涂料,手工逐件刷涂,再进行烘烤。一般采用两次涂覆两次烘烤的方法即可达到防腐蚀要求。

锁止块达克罗涂覆工艺参数:达克罗涂液黏度为(40±2) S(涂 - 4杯),密度为1.35～1.40 g/cm3,pH值为4.5～5.2,Cr6+含量≥23 g/L;涂料温度控制在(20±2) ℃,浸渍时间30 s,离心转速为240～280 r/min,甩干时间视装入量而定,预热温度为80～100 ℃,保温时间10～15 min;固化温度为280～310 ℃,保温时间15～18 min。

2.4 再涂装

为了克服达克罗涂层表面硬度不高、抗划伤能力不强等不足,对锁止块进行达克罗涂层处理后,需要进行再涂装。即在工件达克罗涂层表面再涂上一种硬度较高的涂料,以提高涂层的表面硬度。

2.5 涂层性能检测(见表1)

3 结 语

锁止块采用达克罗处理工艺已经有3 a时间,生产效果显示其工艺稳定,涂层防腐蚀性能好,而且三废排放较少,经济效益和社会效益显著,作为一种新型的防腐蚀工艺,值得进一步推广应用。

参考文献

[1]胡传炘,宋幼慧.涂层技术原理及应用[M].北京:化学工业出版社,2002.

篇4：达克罗表面处理

在集装箱的生产过程中,除采用通常的油漆体系对箱体钢板进行防护外,紧固件、拉筋、绳环和锁杆等大部分钢制零件普遍采用电镀锌或热镀锌涂层进行防锈。实践证明,镀锌涂层(尤其是电镀锌涂层)的防锈性能不佳,不能满足客户要求,而且镀锌加工过程环境污染严重;因此,选用新型的防锈涂层替代镀锌涂层已成为集装箱防锈技术发展的新趋势。

作为新型且成熟的防锈技术,达克罗涂层广泛应用于汽车、机械和电子产品等领域。事实证明,达克罗涂层的防锈性能远高于各类镀锌涂层,采用达克罗涂层全面取代镀锌涂层,可延长集装箱的使用寿命。

1镀锌涂层在集装箱制造业中的应用现状

镀锌件是集装箱的重要组成部分,对集装箱的使用寿命具有重要影响。由表1可见,集装箱镀锌件数量众多,生产过程中对此类零件的需求很大,例如:每个20英尺标准集装箱需要M10螺栓42件,按年产能10万TEU计算,每年仅螺栓就需420万件。我国集装箱生产企业长期采用镀锌涂层对此类零件进行防锈处理,由此形成的镀锌产业也具备相当大的规模。

集装箱镀锌件的镀锌方式分为热镀锌和电镀锌2种。出于成本方面的考虑,集装箱紧固件大多采用电镀锌处理,镀锌涂层的厚度约为。由于集装箱的使用环境相对恶劣,如此薄的电镀锌涂层很难满足防锈要求,导致集装箱的日常维护费用增加。为延长集装箱镀锌件的防锈期,许多客户要求在电镀锌件(主要是螺栓头)的表面加涂富锌底漆,致使集装箱生产企业的成本上升。虽然热镀锌的防锈性能优于电镀锌,但热镀锌的成本较高,而且热镀锌过程中的高温处理可能导致紧固件的机械性能下降。此外,镀锌过程中产生的含酸、碱、锌等成分的污水及有毒气体对环境造成严重污染,使镀锌产业受到国家严格控制,发展前景黯淡。

2达克罗涂层替代镀锌涂层的可行性

2.1达克罗表面处理技术简介

达克罗表面处理技术是当今具有代表性的金属表面处理技术。达克罗工艺采用全过程闭路循环的涂覆方式,在达克罗膜层的形成过程中,只产生水蒸气,不产生含酸、碱、锌、铬等成分的污水和废气,对环境没有任何污染。达克罗技术已在工业发达国家得到广泛应用,逐步替代污染严重的电镀锌、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化和磷化等多种传统表面处理工艺,从根本上减少环境污染。达克罗技术被引进国内后,得到国家的大力支持和推广。

2.2达克罗涂层的技术性能

与电镀锌和热镀锌涂层相比,达克罗涂层具备优越的防锈性能、抗氢脆性和耐候性。盐雾试验表明:未蚀化的镀锌涂层后彩虹色化膜被腐蚀1~,后蚀穿;达克罗涂层后才被腐蚀,耐腐蚀性比传统的金属表面处理技术提高10倍左右,盐雾试验可达以上,并且抗二氧化硫的技术指标较高,防锈性能更强。此外,达克罗技术不进行酸处理,不存在电镀渗氢问题,加上在高温下固化,没有氢脆现象,特别适用于对抗拉强度要求较高的零件的防腐蚀处理。

2.3达克罗涂层的经济效益

目前,达克罗涂层唯一的不足之处就是成本较高,大约比电镀锌涂层的成本高15%,但达克罗涂覆件的使用寿命比电镀锌件长3~5倍,可节约大量维修费和材料费。由于达克罗涂层具备镀锌涂层无可比拟的环保性能,偏爱环保产品的客户更乐意选用达克罗涂层,并愿意为此支付一定的额外费用,从而减轻集装箱生产企业的成本压力。此外,由于集装箱各类镀锌件(尤其是紧固件)的需求量很大,如果全部采用达克罗技术进行处理,势必形成规模效应,从而使生产成本大幅下降。

2.4达克罗涂层的社会效益

与镀锌涂层相比,达克罗涂层具备优越的环保性能,整个处理过程对环境几乎没有任何影响。作为世界主要的集装箱生产基地,目前我国集装箱年产量约300万TEU,集装箱零部件需求量巨大,如果在集装箱领域大力推广使用达克罗环保涂层,必将产生良好的社会效益。

3结束语

近年来,许多集装箱生产企业积极推广环保型集装箱,选用性能更好的涂层取代镀锌涂层必将成为集装箱领域新的发展趋势。建议集装箱生产企业联合集装箱零部件供应商深入研究达克罗涂层替代镀锌涂层的可行性,在为我国环保事业作贡献的同时,为客户创造更大的价值。

篇5：无铬达克罗涂料的研究进展

达克罗(锌铬铝涂层)涂料由鳞片状锌粉、铝粉、铬酐、还原剂、助剂、pH值缓冲剂等组成,具有优良的耐蚀性、耐热性和渗透性,无氢脆,清洁环保,可取代常规镀锌、磷化及高温有机涂料。但是,达克罗涂液含铬酐,存在铬污染、能耗高及涂层硬度低等问题。近年,在此基础上发展了无铬达克罗技术,其主要特点是以无机盐和有机聚合物替代涂料中的铬酐而起钝化和粘结作用。鳞片状锌粉是无铬达克罗涂料的主要成分,具有锌防腐蚀特性及鳞片状金属颜料防腐蚀的屏障效应。目前,我国鳞片状锌粉的高端市场几乎被国外产品垄断,研究和优化鳞片状锌粉的制备工艺,获得高纯度、高活性、高均匀度、大径厚比的产品,是我国无铬达克罗及富锌涂料等领域最迫切的任务。为此,综述了无铬达克罗涂料的研究进展,总结了鳞片状锌粉的制备工艺及国内外研究现状,并指出了今后的发展方向。

1 无铬钝化剂及钝化条件

1.1 无机物方面

无机钝化技术主要有含氧酸盐替代铬酐技术和稀土转化膜技术。

可替代达克罗涂料中铬酐的含氧酸盐主要有钼酸盐、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐等。镀锌层钼酸盐钝化膜在5%NaCl溶液中能抑制锌的腐蚀,显著提高镀锌层的耐蚀性[1]。镀锌层经钼酸盐彩色钝化及封闭后,可得到亮丽的彩虹色钝化膜,其耐蚀性虽比铬酸盐钝化膜的稍差,但仍可大幅改善镀锌层的耐蚀性[2]。在1 mol/L钼酸钠溶液中,20 ℃,pH=5,浸没时间200 s得到的钝化膜耐蚀性较好,但在0.3%Na2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中,钼酸盐钝化的镀锌钢板的耐蚀性不及铬酸盐钝化的[3,4]。在钼酸盐和磷酸盐的复合钝化液中对锌进行阴极钝化,2 min后能获得厚约70 nm且耐蚀效果较好的金黄色膜层,24 h盐雾腐蚀后,表面无任何变化[5]。以硫酸、硅酸盐、双氧水、磷酸、硝酸、四甲撑基硫脲膦酸制成无铬钝化液,其钝化膜在3%NaCl和0.005 mol/L H2SO4溶液中浸渍后,置于潮湿空气中耐腐蚀时间达84 h[6]。以Na2SiO3·9H2O,氨基三甲叉膦酸(ATMP)和硫脲组成钝化液,对镀锌层钝化的最佳条件为pH=3.0,30 ℃和1 min,在相同阳极电位下,钝化后的锌电极腐蚀电流明显小于镀锌片的,并接近于铬酸盐钝化镀锌片的[7]。由硅酸钠、硫酸、双氧水、硫脲、硝酸和磷酸组成的钝化液,在pH=3.0,30 ℃的条件下钝化90 s,24 h盐雾试验后,试样腐蚀面积为5%~10%[8]。以磷酸酸化后的钨酸盐溶液作钝化液,钨酸盐钝化膜的降解过程和铬酸盐钝化膜的类似,但其耐蚀性不及铬酸盐钝化膜[9]。

稀土钝化主要以镧系轻稀土的无机盐为成膜液主要成分。以稀土铈盐为添加剂,用磷酸代替铬酐制备的无铬达克罗涂料,其涂层的耐蚀性能介于无铈无铬达克罗涂层与含铬达克罗涂层之间,而三者在外观上无明显差别[10]。采用硝酸铈作为成膜液的主要成分,采用稀土盐和有机自组装膜结合的成膜方式,可获得耐蚀性能较好的钝化膜[11]。用稀土铈盐处理镀锌钢,可在其表面形成黄色钝化膜,铈在膜层中仅以Ce(OH)3或者Ce2O3·H2O的形式存在[12]。钝化液中含有SOundefined可细化稀土钝化膜的晶粒,使其耐蚀性提高[13]。采用多种稀土(Ce,La,Pr,Nd)混合,并加入少量过氧化氢钝化可制成一种金色钝化膜,其耐蚀性与单独使用氯化铈的相当,比低铬白钝化膜的略差,在钝化膜形成时,稀土离子和锌离子一同以氢氧化物的形式沉积于锌镀层表面形成钝化膜,过氧化氢的加入对钝化膜的形成起到了促进作用[14]。

1.2 有机物方面

有机钝化通常采用硅烷偶联剂来实现,也有其他类型有机试剂如单宁酸、三氮杂茂衍生物、植酸、丙烯酸树脂等。

硅烷偶联剂能在有机硅与金属基体之间形成Me-O-Si共价键,使金属基体表面发生钝化反应而产生优异的防腐蚀性能,对锌铝也有较好的粘结性能,且能使涂层固化后产生憎水性,阻止水侵入金属基体。硅烷偶联剂必须发生水解和缩合才能发挥作用[15],即在水的作用下,硅烷的烷氧基水解成为硅醇基,并生成副产物醇,然后缩合成为硅氧的聚合物。由于硅烷和金属之间形成了一层“界面层”,使金属表面经硅烷处理的有机涂层的耐蚀性、附着性均较好[16]。热浸镀锌钢表面的双-1,2-(三乙氧基甲硅烷基)乙烷涂层随着腐蚀的进行而发生化学变化,有利于提高其耐蚀性[17]。在锌的防腐蚀涂液中加入γ-APS和γ-UPS硅烷偶联剂,可增加膜厚,大幅降低膜层表面能,改善膜层性能和化学结构[18]。采用硅烷偶联剂KH-560替代铬酐作为锌铝涂层中的钝化剂,含硅烷的锌铝涂层阻挡性能较差,对基体的保护主要为牺牲阳极的阴极保护[19]。

采用单宁酸体系制备了一种无铬钝化液,其在镀锌层表面形成的保护膜大幅提高了镀锌层的耐蚀性[20]。采用多种三氮杂茂衍生物(如BAT4,BT,AHT等)对镀锌层进行钝化,提高了其耐蚀性能,其中采用二氨基三氮杂茂BAT4钝化所得钝化膜的耐蚀效果最好,且用量最少,三氮杂茂分子的溶解性、吸附性、疏水性以及是否在基体表面生成复合膜是影响钝化膜耐蚀性的主要因素[21]。以植酸、氧化钙、硫酸锌、改性硅溶胶和硝酸组成的钝化液对镀锌件的钝化效果接近甚至超过了低铬钝化,且膜层致密、稳定,但是附着力较差[22]。采用丙烯酸树脂对镀锌层进行钝化,树脂的主要成分为甲基丙烯酸树脂和丁基丙烯酸树脂的聚合物,其钝化效果已接近甚至在某方面超过了含铬钝化[23]。

1.3 有机-无机物方面

有机-无机复合钝化比单独有机或无机钝化的钝化效果更好,其可分为无机盐-硅烷钝化、无机盐-树脂钝化及无机盐-植酸钝化等3大类。

(1)无机盐-硅烷钝化

通过硅烷偶联剂γ-APS和铈盐可在镀锌钢板表面制备出新型的复合膜,铈在膜层中以CeO2的形式存在,膜层致密,能有效阻挡基体与腐蚀介质的接触,提高了其耐蚀性[24]。磷酸盐-硅酸盐-钼酸盐-硅烷复合钝化在镀锌钢板内层形成了Mo-P-Zn层,外层形成了C-Si-O层,加上硅烷偶联后形成的S-O-Si层,整个结构使得镀锌钢板的耐腐蚀性能大幅提高[25]。

(2)无机盐-树脂钝化

由无毒的水溶性丙烯酸树脂和钼酸盐、磷酸盐钝化液形成的钝化膜盐雾试验8 h 后有30%白锈面积,盐水浸泡后黑锈出现时间为12 d,而铬酸盐钝化的白锈面积为25%,黑锈出现时间为14 d,可见该钝化液性能已接近铬酸盐钝化液[26]。由带有N-乙烯基乙酰胺的亲水聚合物、水性聚氨酯树脂和二氧化硅组成的钝化液所得钝化膜的耐腐蚀性能较理想[27]。

(3)无机盐-植酸钝化

以硅酸钠、硫酸、双氧水、硝酸和植酸制备的钝化液所得钝化膜外观白亮、均匀、细腻,经3%NaCl和0.005 mol/L H2SO4浸渍后,在潮湿环境中1%面积出现蚀点或锈斑的时间超过70 h[28]。在含有植酸、硅酸钠和硫酸的酸性体系中对多种金属试样进行钝化后,各金属试样的耐腐蚀性能均显著提高[29]。

2 鳞片状锌粉的制备

鳞片状锌粉在达克罗及无铬达克罗涂料中起到牺牲阳极和物理屏蔽作用。由于金属锌有磁性,锌粉片状化非常困难,防止其表面氧化也是一大难题。

目前,鳞片状锌粉的制备方法主要有蒸馏法、爆炸法和球磨法。球磨法是最常用的方法,按磨制方式不同分为搅拌磨、转筒球磨、振动球磨、高能球磨等;按加入配料不同可分为湿式和干式。湿式球磨法是将颗粒状金属、研磨媒质(钢球)及媒液加入到球磨机中,将颗粒状金属粉碎,挤压成鱼鳞片状。硬度较低的金属如铝、铜、锌等采用湿式球磨法效果较好。干法球磨工艺流程少,成本低,当产品细度D97 > 5 μm时,优先选择干法球磨工艺及其粉碎设备[30]。

国外制备磷片状锌粉的主要方法是冷轧微小锌片法,制备的锌粉粒径为3.2~6.0 μm,厚0.1~0.4 μm。该技术尚未公开,国内还不能采用该方法生产。日本拥有冷轧微小锌片法制备鳞片状锌粉的专利[31]。德国Eckart公司的鳞片状锌粉生产以纯锌粉为基础,采用氮气保护干法球磨工艺,其产品占据了我国约95%的鳞片状锌粉市场。美国Hyperzinc公司也开发了干磨工艺,制备的鳞片状锌粉与湿磨法的相当,而成本大幅降低。美国M.W. Milling LLC公司的鳞片状金属粉末具有相当优异的性能。

国内主要还是以湿式球磨法生产鳞片状锌粉。以球磨机转速45 r/min、溶剂油为媒液及干燥温度55~65 ℃为最佳参数采用湿式球磨法在实验室可制备出最大粒径15 μm,厚约1 μm的鳞片状锌粉[32]。用湿式轧制法,控制滚料比3 ∶1,轧制时间10 h可制得满足锌铬膜涂料技术要求的鳞片状锌粉[33,34]。球磨过程中包覆剂和研磨剂对片状锌粉形貌、粒度、氧化度和白亮度有重要的影响,粉体成型最佳工艺:加3%包覆剂,以1 ∶1 ∶1的线速比轧制3次;再加2%研磨剂,以500 r/min的转速、3 ∶2的球料比球磨40~60 min[35]。

高能球磨和干式球磨方面的研究也较多:采用高能球磨法在固定转速和气氛的条件下可以制备出性能较好的鳞片状锌粉,平均粒径10 μm左右[36]。通过轧制制备工艺、采用干式球磨法,选用磨料比 5 ∶1,以十八酸甘油酯为助磨剂、球磨10 h可制备出符合锌铬覆膜涂料要求的微细锌片,粒径17 μm左右,厚为0.4~1.0 μm[37]。采用干式搅拌球磨制备鳞片状锌粉,球磨过程中必须加入助磨剂才能改变球磨过程及粉末的表面性质,但若助剂加入不当可能会产生相反的效果,复合助剂的效果比单一的好,可大幅减少球磨时间;球磨过程中的局部高温可能使助剂分解或破坏分子结构,从而影响球磨效果[38]。

除了球磨法,也有其他方法制备鳞片状锌粉:在42 A电流和2 cm沉积高度下采用PVD法制备片状锌粉,采用无机底膜和有机底膜的方法收集锌膜,采用超声波对锌膜进行粉碎,得到了粒度在1 μm以下的超细鳞片状锌粉,其分布较均匀[39]。根据振动混沌控制和应力释放原理制备了纳米片状锌粉,锌片厚度为10~15 nm,粒径为20~1 000 nm[40]。在Zn(Ⅱ)-NH3·H2O-(NH4)2SO4体系中电解制备活性锌粉,电流效率达88.19%,产品锌含量为 98.78%,粉体为树枝状或鳞片状,与以金属锌为原料的蒸馏法和雾化法相比,成本大幅降低[41]。碱浸-电解湿法直接生产金属锌的新工艺已实现产业化,目前规模已达2 000~5 000 t/a三级金属锌粉,粉体为鳞片状,活性较高[42]。

目前,国产的鳞片状锌粉在径厚比、片状率和筛余等指标方面与进口锌粉相比差距较大(见表1)。径厚比决定了水面遮盖力,直接关系到涂层的物理屏蔽性能及同性能下锌用量的减小程度。

3 展 望

无铬达克罗是理想的防腐蚀涂料,也是表面处理工艺的发展方向,但其涂层的耐腐蚀性能和硬度差,成本偏高,还未真正替代达克罗而被广泛应用。寻找钝化效果更好的铬酐替代物、研究高效的鳞片状锌粉制备工艺技术是无铬达克罗技术未来的主要研究方向,可从以下2方面加强研究。

(1)加强有机-无机复合钝化技术研究,寻找性能更优的有机-无机钝化体系以实现高性能的无铬钝化。

篇6：达克罗表面处理

关键词：二级生物出水,臭氧,消毒,脱色

0 引言

通过对深圳市罗芳污水处理厂二级生物出水的臭氧脱色灭菌试验, 分析臭氧消毒脱色工艺的适应参数, 运行成本以及在大型污水厂的二级生物出水的大型化推广利用价值。

1 试验过程

1.1 试验概况

试验名称:深圳市罗芳污水处理厂二级生物处理出水臭氧脱色灭菌中试。

试验时间:2008年4月1日~6月30日。

试验地点:深圳市罗芳污水处理厂。

实验目的和要求如下:

1) 检测臭氧消毒工艺的脱色灭菌效果;

2) 检测臭氧消毒工艺的适用工艺参数, 包括臭氧投加量、接触时间、出水臭氧含量;

3) 臭氧消毒工艺的运行成本, 包括耗电量、氧气用量;

4) 臭氧消毒工艺的推广价值, 包括自动化程度、工作性能、占地面积。

1.2 试验设备及器材

臭氧灭菌、脱色工艺流程见图1。

试验装置包括120 g/h的臭氧发生器1套、氧气15瓶、20 m3/h气液混合泵 (提升泵功率为2.2 k W) 1台、格栅1个、3 m3/h~30 m3/h进水流量计1个、20 m3/h双级高效管道混合器1台、2.2 m3高级氧化反应罐2件、臭氧尾气破坏器1台 (功率0.2 k W/h) 、臭氧量检测设备1套、水中臭氧含量测试仪1套, 溶氧仪1台。

1.3 试验内容

1) 臭氧脱色、灭菌试验重复5次;

2) 每次试验的臭氧投加量逐步增加, 臭氧发生器分12个臭氧发生单元, 3个为一组, 共4组, 臭氧投加量通过开启的臭氧发生单元的数量及进气量的多少来控制, 每次试验持续约6 h;

3) 每次试验记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量;

4) 每次实验的样品委托水质检测部门检测;

5) 试验部接触时间为15 min, 接触有效容积为4.4 m3, 进水流量控制在17.6 m3左右。

1.4 操作步骤

1) 第0组试验。

开启进水泵, 流量控制在17.6 m3左右, 不开启臭氧发生器, 稳定运行1 h (即臭氧高级氧化反应器换水4次) 后, 取出水样, 作为0组臭氧试验出水水样, 同时记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量。

2) 第1组试验。

开启1组3只臭氧发生单元, 稳定运行1 h后, 取出水样, 作为1组臭氧试验出水水样, 同时记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量。

3) 第2组试验。

开启2组6只臭氧发生单元, 稳定运行1 h后, 取出水样, 作为2组臭氧试验出水水样, 同时记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量。

4) 第3组试验。

开3组9只臭氧发生单元, 稳定运行1 h后, 取出水样, 作为3组臭氧试验出水水样, 同时记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量。

5) 第4组试验。

开启4组12只臭氧发生单元, 稳定运行1 h后, 取出水样, 作为4组臭氧试验出水水样, 同时记录好进水流量、耗电量、氧气用量、臭氧产量及出水臭氧含量。

6) 化验。

臭氧灭菌、脱色试验结束后, 水样送化验, 每次实验粪大肠杆菌和色度必须检测, 其中第一次和第二次实验抽检DO、氨氮、COD、臭和味、浑浊度、总磷、总氮, 第五次只检测色度。

1.5 送样化验项目

每次试验的0只出水、3只出水、6只出水、9只出水、12只出水, 共5个水样, 分别送样化验以下项目:

1) 粪大肠菌群、色度作为必检项目, 10次试验中每次均必须检测;2) 氨氮、COD作为抽检项目, 10次试验中任意检测3次。

1.6 现场记录和化验项目

1) 每项试验前后的现场记录项目, 包括:进水流量;开臭氧管数量;耗电量;氧气用量。

2) 每项试验前后的现场化验项目, 包括:臭氧产量;出水DO;出水臭氧含量。

2 试验过程与试验数据

第一次和第五次臭氧脱色灭菌现场试验的水样送深圳市水质检测中心化验, 第二次~第四次试验的水样送深圳市排水监测站化验, 臭氧灭菌脱色试验检测数据, 汇总于表1。

3 结论与讨论

3.1 色度去除效果

进水色度在3度~25度之间, 平均8.5度。臭氧投加量在4 mg/L~5 mg/L时, 出水色度在2度~5度之间, 平均3度, 远远低于GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准和GB/T18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质30度的要求。

臭氧投加量超过5 mg/L后, 出水色度的下降不再明显。

3.2 灭菌效果

进水粪大肠菌群在2.4×104个/L~2.8×106个/L之间, 平均5.1×105个/L。臭氧投加量在4 mg/L~5 mg/L时, 出水粪大肠菌群在2个/L~80个/L之间, 平均143个/L, 远远低于GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A标准1 000个/L的要求。

臭氧投加量超过5 mg/L后, 出水粪大肠菌群的下降不再明显。

另外, 试验中曾进行了总大肠菌群的检测, 处理效果与粪大肠菌群一致, 也使臭氧投加量超过5 mg/L后下降不再明显。

进水总大肠菌群在7 000个/L~1.8×106个/L之间, 平均1.0×106个/L。臭氧投加量在4 mg/L~5 mg/L时, 出水总大肠菌群1 100个/L。

3.3 其他污染物去除效果

臭氧处理对其他污染物的去除效果, 臭氧处理对于浑浊度、悬浮物、CODCr和BOD5具有一定去除效果, 但可能主要原因是处理过程中的沉淀作用, 而非臭氧氧化的效果。

臭氧处理对于氨氮、铁和锰具有较明显的去除效果。臭氧处理对于总磷、总氮和阴离子洗涤剂无明显的去除效果。

3.4 耗电量、运行成本、占地面积和自动化控制

用臭氧进行深度水处理时, 臭氧投加量在3 g/m3时, 其氧气用量为900 L, 耗电量为790 W。

本系统主要运行成本为电费, 臭氧投加量在3 g/m3时, 每立方米的运行成本:

总电费=总用电量×1元/度= (2.2+0.2+0.9) ×1=3.3元。

则:

运行成本=总电费÷处理水量;

运行成本=3.3÷17.6=0.19元/m3。

式中:1) 处理水量17.6 m3/h;2) 电费以1元/度计。

说明:如果处理水无需提升的话, 则运行费用为0.06元/m3。

整个系统占地面积约15 m2, 即每立方米处理水的占地面积为0.85 m2, 本系统工艺可实现全自动化控制, 24 h运行, 无需专人看守。

4 结语

1) 经臭氧处理后的出水, 其出水色度远远低于GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A标准和GB/T18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质的要求。

2) 经臭氧处理后的出水, 其出水粪大肠菌群远远低于GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A标准的要求。

3) 臭氧处理对于氨氮、铁和锰具有较明显的去除效果。

4) 臭氧投加量在4 mg/L~5 mg/L时, 处理效果最佳。

篇7：达克罗表面处理

关键词：深圳地铁,围护结构,侵限处理

地铁的建设将是我国21世纪城市地下空间开发的重点。我国已开通或正在兴建的有北京、上海、天津、广州、香港、南京、深圳的地铁,此外已经国家批准和正在筹建地铁的城市有郑州、合肥、青岛等20多座,预计21世纪初至中叶将是我国大规模建设地铁的时期。本文将具体探讨深圳地铁罗宝线大新路站的围护结构侵限处理,希望为其他地方地铁建设提供参考。

1 工程概况

大新站位于深圳市南山区桃园路与前海路十字路口位置,桃园路下,呈东西向布置。结构形式为地下双层两跨框架结构。车站总长度为215m,标准段为19.1m(宽)×13.68m(高),局部加深0.45m,车站顶部覆土4.13m~5.37m。车站主体围护结构采用Φ1200mm@1350钻孔灌注桩+Φ600旋喷桩止水帷幕,PVC+无纺布外包防水。

该标段地处海积平原,上覆第四系素填土、人工堆积素填土、海积淤泥、海积粘土、海冲积粗砂、中砂、砾砂,下为花岗岩残积砾质粘性土、砂质粘性土、粘性土,下伏燕山期花岗岩,全风化或微风化。其中素填土土质不均,表层经过碾压,土体不稳定,开挖过程中或支护不及时易造成局部基坑坍塌,对施工有一定影响。

原设计内支撑体系采用Φ600,t=16mm的钢管支撑+45c工字钢腰梁的形式,基坑竖向共设三层支撑。

2008年3月上旬,西段基坑超挖、支撑架设不及时等众多因素导致南北两侧围护桩向坑内侵限,钢腰梁变形。此时西段已经开挖到底基坑长度约70m,宽度约19m,深度约17.5m,其中已经浇注好的底板长度约30m,抢险期间混凝土封底长度约40m。

现场调查结果显示,抢险期间,基坑周边环境和支撑体系发生明显变形,北侧地表累计沉降约4cm,南侧地表累计沉降约47cm;基坑北侧桩体最大侵限约65cm,南侧桩体最大侵限约55cm,第三层支撑附近围护结构向坑内变形最为严重。围护桩断裂12根,均位于支撑架设严重滞后区域,基坑内侧桩身目测的横向裂缝14条,均位于损坏的第三层支撑上方1m~2m。钢腰梁屈服变形长度约100m,钢支撑坠落2根。

2 基坑支护体系调整

在该工作开展前要完成断桩调查、桩身质量调查、底层物探、地质调查、管线调查、侵限调查和支撑体系现状调查。

2.1 在所有损坏的支撑上方补设新支撑

在所有损坏的支撑上方补设新支撑,即在原设计三道支撑的上方重新架设三道钢支撑,该项工作在抢险阶段已经基本完成,但要对所有抢险阶段架设的腰梁连接部位进行补强,以确保后续施工过程中腰梁受力的均匀传递和整体性。

2.2 分步进行三层损坏支撑的拆换

在增设三层支撑完成后,需对原来损坏的支撑进行拆换,采用分批拆换的方式,即拆二架二。在拆换支撑过程中,要密切监测支撑附近的测点数据变化情况,如支撑轴力、桩身测斜等数据变化较大时,应立即停止支撑更换,并结合数据变化情况,在其附近架设新的支撑或对附近轴力较小的支撑施加压力,以便分担这一突变轴力,待变形稳定后再进行拆换工作。在拆除过程中,应检查腰梁背后的裂缝情况,如没有裂缝则在原位架支撑;如发现新裂缝,则需在裂缝上下架设新支撑。此外,由于不少轴力计损坏或在抢险工程中没有及时对新支撑安装轴力计,因此,要对没有轴力计的支撑按照一定的比例补设钢弦应力计,同时要恢复其他被破坏测点的数据采集,以便对后期处理过程中的基坑变形情况做出综合判定。

在后期主体结构顺做过程中,考虑到第三道支撑拆除后,底板到新的第二道支撑的距离约10m左右,为了避免侧墙浇筑过程中的支撑倒换,要对原来损坏的第二道支撑进行原位拆换。另外,原冠梁设计时没有考虑支撑的架设,经设计单位验算后,第二层支撑拆除过程中,冠梁抗剪不够,因此要对损坏的第一层支撑进行原位拆换。

2.3 桩身裂缝的修补

根据桩身裂缝调查结果显示,裂缝主要位于第三层支撑腰梁以上,要求承包商结合裂缝的具体情况,采用环氧树脂进行修复,并要求所有裂缝填充密实。

3 侵限基坑附近地层注浆加固

3.1 基坑内被动土压力区的土体加固

由于围护结构桩倾斜变形明显,因此第一时间判断基坑内被动区土体可能随之发生了扰动,后根据地质勘察显示,该部位地层扰动不明显,故未对其进行注浆加固。

3.2 基坑外扰动土体的注浆加固

由于坑外地表沉降较大,经物理探测显示,该部位地层扰动厉害,为确保周边环境、管线和基坑安全,同时也为了后续人工挖孔桩的施工,要求承包商在坑外做袖阀管注浆加固。基坑北侧加固范围9m×68m,地层扰动最大深度8.5m,所有加固深度10m。基坑南侧以17m×72m范围加固,地层扰动最大深度10.5m,所有加固深度12m。在注浆加固工程中,先加固基坑附近的地层,再加固离基坑较远的地层。同时要严格控制注浆压力,离坑较近的地层采用低压注浆,较远的地层可以适当增加注浆压力。以28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa,固结体抗渗系数不大于1×10-6cm/d为合格。

4 侵限基坑外补桩

4.1 补桩原则

由于桩侵限尺寸较大,故采取多管齐下的办法,即调整建筑限界、侧墙结构厚度以及基坑外补桩等。侵限超过20cm的桩和可能发生断裂的桩,就在其背后补桩。

4.2 补桩办法、内式和要求

由于基坑外地面有6m深的填石层以及前期和近期的土体注浆加固,一般钻机不能顺利通过,故填石层以上采用人工挖孔桩,下面采用钻机施工。在施工过程中,要控制好垂直度,保证新老桩刚性接触,同时基坑两侧采用对称、跳三挖一的方法进行施工。采用C30,S8直径1100钢筋混凝土钻孔桩,嵌固深度8m,挖孔桩内径1200mm,护壁采用相互咬合的钢筋混凝土护壁形式。在成孔过程中严禁采用冲孔机,同时要做好原围护桩之间缝隙的止浆墙,防止坑外新桩施工时,泥浆从缝隙中流入基坑。

5 后续主体结构施工

5.1 封底混凝土的破除

待坑外补桩强度达到设计要求后,可以分段破除侵限基坑封底混凝土。其顺序由西向东进行,等上一段底板强度达到设计强度的70%后,再开始下一段封底混凝土的破除。破除长度可以按照正常施工的一段考虑,在其过程中,要密切关注监测数据的变化情况。

5.2 底板混凝土施工和车站结构

封底混凝土破除以后,余下的施工顺序和平时正常车站主体结构施工顺序一样。要注意的是在施工缝的部位,底板纵向钢筋无法错开时,可以采用钢筋接驳器一级接头。

6 其他注意事项

(1)在基坑处理前,要按照监测方案和设计要求全面恢复侵限处理范围内被破坏的监测系统,并确保监测数据真实可靠,以便做到信息化施工。

(2)损坏的腰梁拆换前,要完成未损坏腰梁加劲肋、缀板等的补强,完成腰梁接头部位的连接工作。

(3)在支撑拆换过程中注意防范钢支撑有可能脱落的情况,防止其坠落伤人并引发连锁反应。

(4)做好施工降水,确保基坑内水位在开挖面0.5m以下左右。

(5)侵限桩的凿除高度不宜过高,满足施工的最低要求即可。

(6)避免在基坑顶部周围堆积大量物品,并将荷载控制在设计允许范围内。

7 结语

在施工过程中,围护桩侵限是难免的,为此我们要做好预防控制措施。

(1)根据现场地质条件、使用的机械、施工工艺和自身施工水平等因素调整围护桩的外放尺度。

(2)在基坑土方开挖过程中,要严格按照规范和审批的方案进行施工,真正做到分层、分段开挖,先撑后挖,严禁超挖。对地质较好的基坑可以采取纵向台阶式开挖,对地质较差的基坑应采取垂直吊土开挖。

(3)钢腰梁设计时,在腹板上两翼缘之间要加焊加劲肋以提高整体刚度,同时要加强腰梁背后混凝土的填充,确保强度和密实度符合设计要求。

(4)第一道支撑宜采用钢筋混凝土支撑形式,支撑预加轴力宜达到设计轴力的60%~70%左右,同时对于二层地下车站结构,建议采用四道支撑结构形式。

(5)围护结构设计时,应根据水文地质和工程地质的复杂性情况,正确选择围护结构形式。笔者认为处于软弱地基的深大基坑,周围又有密集建筑群或重要的地下管线时,对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程应采用地下连续墙,相反的可以采用钻孔桩加旋喷等结构形式。采用后者时除了加强旋喷桩施工质量控制外,其定位也很重要,应根据实际围护桩之间的相互位置来定,使旋喷桩尽可能向内靠,从而保证其与钻孔桩形成可靠的搭接,确保止水帷幕的形成。

(6)在基坑土方开挖过程中,要充分利用时空效应,及时进行网喷和支撑的架设工作。对坑壁渗水,应及时封堵,采取坑内坑外综合治理的原则,集中引排,逐渐封堵,缩小渗流面积,最后一次封死,以防止堵漏不及时,造成涌水、涌沙现象发生。

在深圳地铁罗宝线大新站围护结构侵限处理施工中,我们根据其施工特点,采取了相应的技术补救措施和改进措施,通过协调各地下管线设计部门和结构设计部门的工作,在有限的空间里,将车站主体和各类管线较科学地布置完善,同时通过高质量的施工,保障了车站的安全施工。

参考文献

[1]GB50299—1999,地下铁道工程施工及验收规范[S].