某核電汽輪機軸承箱涂漆問題處理與改進

張曉美， 薛進

（中國電能成套設備有限公司（煙臺），山東 煙臺 265116）

0 引言

國內(nèi)常規(guī)火電制造過程中，軸承箱內(nèi)壁采用鐵紅醇酸底漆加醇酸磁漆涂漆操作，制造完工后，在安裝現(xiàn)場進行煤油試驗。而某型核電機組汽輪機，引進了國外技術(shù)，在軸承箱制造時，內(nèi)壁選用新型油漆，制造完工后不進行煤油試驗，直接進行安裝，節(jié)約了安裝的時間。國內(nèi)常規(guī)火電制造過程中，陡河電廠首次進行了軸承箱的涂漆操作［1］，并且運行情況良好；而大多情況下，軸承箱內(nèi)壁不進行涂漆操作。當采用新型油漆后，導致設備生產(chǎn)時缺少相關(guān)的涂漆的操作工藝及操作經(jīng)驗，造成涂漆質(zhì)量下降，甚至出現(xiàn)涂漆質(zhì)量不滿足標準要求的現(xiàn)象。本文針對該核電汽輪機組軸承箱涂漆暴露的質(zhì)量問題，從工藝角度對新型涂料涂裝問題進行分析，優(yōu)化涂漆工藝，改善了新型涂料的油漆質(zhì)量，為后續(xù)設備的制造積累了經(jīng)驗。

1 軸承箱涂漆情況簡介

1.1 軸承箱涂漆的必要性

在汽輪機運行過程中，潤滑油會產(chǎn)生油煙，排煙風機及時排出了油煙，造成軸承箱內(nèi)部負壓運行。軸承箱的負壓運行就會從軸承箱中分面位置，吸入空氣和部分軸封漏氣，這些雜質(zhì)氣體極易造成軸承箱內(nèi)壁產(chǎn)生銹蝕。當脫落的銹蝕顆粒進入潤滑油中時，就會產(chǎn)生潤滑油油質(zhì)變差、堵塞油路等問題，對汽輪機的安全運行產(chǎn)生負面影響［2-3］。

解決這一問題的途徑就是在軸承箱內(nèi)壁進行涂漆操作，防止內(nèi)壁生銹。而軸承箱內(nèi)壁涂漆后的油漆質(zhì)量，對汽輪機的安全運行又有至關(guān)重要的影響，若涂漆質(zhì)量不合格，在運行時發(fā)生局部油漆脫落，會產(chǎn)生與銹蝕一樣的負面影響。

1.2 新型涂料的優(yōu)點

某核電機組汽輪機為引進國外技術(shù)，在其國內(nèi)生產(chǎn)制造的軸承箱，內(nèi)壁均進行涂漆操作，且具有非常多的成功運行案例。在軸承箱生產(chǎn)制造時，其內(nèi)表面涂一層底漆與一層面漆，底漆采用純環(huán)氧樹脂油漆（耐油涂料），面漆采用純環(huán)氧樹脂鋁漆。環(huán)氧樹脂漆由基料油漆、固化劑組成，當固化劑與基料油漆混合后，在分子鏈上形成穩(wěn)定、緊密的化學結(jié)構(gòu)，具有非常好的抗油、抗水、耐腐、耐鹽霧性能。環(huán)氧樹脂鋁漆由環(huán)氧樹脂油漆與鋁粉混合而成，在環(huán)氧樹脂油漆加入鋁粉后，細微的鋁粉顆粒進入環(huán)氧樹脂油漆孔隙中，使油漆的油膜孔隙更小，組織更加緊密。這就使得涂層表面更加均勻、完整、潔凈，與基體表面吸附性更好，耐腐、耐油、耐鹽霧性能也得到了進一步的提升［4］。

軸承箱在涂漆時，先進行外表面噴砂與手工打磨處理，清潔內(nèi)外表面；清理完成后，進行第一遍底漆的涂抹；底漆干燥，檢查漆膜厚度后，涂抹面漆。

1.3 軸承箱涂漆后“掉粉”問題

在該機組軸承箱的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)軸承箱內(nèi)壁在涂抹面漆后，存在“掉粉”現(xiàn)象，如圖1所示。即當面漆涂抹完成并曬干后，使用白布輕輕擦拭，就會出現(xiàn)“掉粉”現(xiàn)象。該“掉粉”顆粒比銹蝕顆粒要小，能夠隨潤滑油進入汽輪機的供油管路、濾網(wǎng)及儀表的節(jié)流孔板等，且其具有一定的吸附性和黏性，非常容易堵塞管路，嚴重影響汽輪機的安全運行。

圖1 軸承箱內(nèi)壁擦拭后掉粉

經(jīng)分析，該“掉粉”的成分為油漆成分中的固化劑與鋁粉，這說明固化劑與鋁粉并沒有完全和油漆基料融合；油漆未很好地吸附在基體表面。產(chǎn)生這一問題的原因有：油漆前，軸承箱內(nèi)壁表面清潔度不夠好，導致油漆不能很好地附著在基體表面；在調(diào)漆過程中，固化劑與基料未完全融合，調(diào)漆的質(zhì)量不合格導致油漆存在掉粉；亦或在涂漆完成后，僅僅表干完成，油漆實際未干透，導致檢查時發(fā)現(xiàn)油漆“掉粉”。

針對這一問題，清除了軸承箱內(nèi)壁的油漆，調(diào)整了涂漆工藝，重新進行涂漆。在調(diào)整的涂漆工藝中，增加了油漆的融合時間，使用更清潔的、更合適的環(huán)境。重新涂漆后的油漆質(zhì)量良好，未再出現(xiàn)“掉粉”現(xiàn)象。其重要的工藝參數(shù)調(diào)整對比如表1所示。

表1 軸承箱涂漆工藝對比

2 影響油漆質(zhì)量的因素控制

影響油漆質(zhì)量的因素主要有待油漆表面的表面狀態(tài)；油漆過程中調(diào)漆的工藝配比及過程控制；油漆后的干燥環(huán)境等。每一環(huán)節(jié)控制不力，都會造成油漆質(zhì)量的失控，下面對影響油漆質(zhì)量的各個因素逐一分析討論。

2.1 噴砂前保護控制

軸承箱在噴砂油漆前，部分內(nèi)部油管路已安裝完成、外表面進行了精加工，若保護不周，極易損壞精加工表面及油管路。因此，需對軸承箱進行周密的保護。

軸承箱經(jīng)過噴砂后，為防止軸承箱表面產(chǎn)生輕微銹蝕及掉落異物，需在涂漆完成后6 h內(nèi)開始涂漆。涂漆前首先要對軸承箱內(nèi)部清潔度、粗糙度進行檢查，表面粗糙度要達到Ra40～75。清潔度與粗糙度對軸承箱涂漆的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用，直接關(guān)系到油漆附著力是否滿足要求。在涂漆前，應對照粗糙度試塊，對噴砂后的軸承箱粗糙度進行確認。在檢查清潔度進入軸承箱時，應戴好腳套，防止腳底帶灰污染軸承箱。

2.2 調(diào)漆過程控制

軸承箱粗糙度與清潔度檢查合格后，即可進行調(diào)漆操作。調(diào)漆的操作環(huán)境要避開焊接等粉塵較大的地方，最好選用恒溫廠房。調(diào)和油漆分罐存放，基料、固化劑與鋁粉按照3∶5∶2混合，并加入不多于10%的稀釋劑混合。應采用機械攪拌器混合，使固化劑充分地和基料融合。攪拌1h，固化劑、鋁粉要分批次少量倒入，攪拌均勻后，再倒入少量固化劑、鋁粉，直至完成所有固化劑的配比額度。完成攪拌后，即可放置50 min進行熟化（不能大于10 h），使固化劑與基料充分熟化混合。在涂裝前，為防止基料與固化劑分層，需再次進行攪拌，攪拌5 min后，將調(diào)好的油漆由大桶倒入小桶，并再次進行攪拌，由小桶進行涂裝。

2.3 涂漆過程的控制

涂裝前，需檢查軸承箱內(nèi)壁表面溫度，確保高于3℃的露點溫度，環(huán)境溫度要求在10～35℃，相對濕度不大于80%。涂裝時，毛刷移動速度在60～100 cm/s，與工件保持20～30 cm。第一遍底漆厚度要求30～40 μm。第一遍底漆完成后，需間隔48 h再進行第二遍底漆涂覆，保證油漆實際干燥完成。兩層底漆厚度要求60～80 μm之間。油漆表面干燥與實際干燥時間如表2。

表2 底漆干燥時間對比

表3 面漆油漆干燥時間

在涂面漆前，需用砂紙將底漆涂層進行打磨粗化，并清潔干凈打磨顆粒。涂裝條件與涂底漆時一致。面漆也進行兩層涂裝，每層厚度25～35 μm，且單層厚度不可超厚，超厚后需經(jīng)砂紙打磨，達到單層厚度要求后，再進行下層油漆涂覆。兩次涂覆時間需間隔48 h。油漆表面干燥與實際干燥時間見表3。

在每層涂裝后，均需檢查涂層無漏涂、錯涂、針孔、起皺、流掛、污染、嵌有雜物等。按照本次涂漆工藝，涂漆后無“掉粉”、起皮現(xiàn)象，涂漆結(jié)果符合要求。

3 結(jié)語

總結(jié)了軸承箱內(nèi)壁涂漆的經(jīng)驗，并將上述措施應用到軸承殼體的涂漆（油漆成分一致）后，發(fā)現(xiàn)軸承殼體的涂漆質(zhì)量良好，亦未出現(xiàn)涂漆后的"掉粉"現(xiàn)象，附著力試驗也滿足要求。這證明涂漆工藝的調(diào)整，對油漆質(zhì)量有著明顯的幫助。

綜上，影響軸承箱內(nèi)壁油漆的因素，在于控制油漆的配比、調(diào)和過程、涂漆的表面狀態(tài)及涂漆的環(huán)境，控制這些影響因素，即可明顯改善軸承箱內(nèi)壁的新型油漆的涂漆質(zhì)量。

［1］ 馬千輝.汽輪機油箱油中帶水問題的分析［J］.科技創(chuàng)新與應用，2013（31）：89.

［2］ 李淑清，陳倩.陡河發(fā)電廠汽輪機油系統(tǒng)防腐涂料試驗［J］.華北電力技術(shù)，1990（10）：13-19.

［3］ 李衛(wèi)華.核電汽輪機主油箱內(nèi)部油漆問題的監(jiān)督［J］.設備監(jiān)理，2014（1）：47-50.

［4］ 楊大有，張華杰.大型核電機組軸承箱表面涂漆的研究［J］.機械工程師，2014（8）：251-252.