環(huán)保型海工裝備表面防腐處理裝置研發(fā)與應用可行性報告-文庫吧
2025-04-24 13:19 本頁面
【正文】 HQ20xx/8 金屬表面微納陶瓷復合膜處理劑可替代冰箱企業(yè)原先采用的磷化處理工藝，各項性能指標均符合指標。（ 2）原有生產(chǎn)線上無需進行設(shè)備改造，只需調(diào)整部分槽位功能即可進行硅烷化處理。（ 3）由于能耗及環(huán)保費用的降低，硅烷化處理與磷化相比綜合成本有所降低。據(jù)初步測算。該冰箱企業(yè)每臺冰箱涂裝成本因此至少可下 4 降 。 國內(nèi)已進行硅烷處理工業(yè)化的其他案例也有不少，如成都王牌汽車集團股份有限公司成功實現(xiàn)了硅烷化處理在汽車零部件行業(yè)中的應用，硅烷產(chǎn)品為ECO004（美國依科技術(shù)公司， pH 78），硅烷化處理在操作工藝上有所改進，原有磷化處理線稍加改造即可投入硅烷化生產(chǎn)，硅烷化處理與磷化處理相比可省去表調(diào)及磷化后 2道水洗工序。 海工裝備防腐 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 全球海工裝備制造商目前分為三大梯隊。處于第一梯隊的是歐美公司，包括法國 Technip、意大利 Saipem、美國 McDermott、挪威 Aker Solutions 等；韓國和新加坡公司處在第二梯隊；中國公司總體處在制造低端產(chǎn)品的第三梯隊，以賺取加工費用為主。隨著世界制造業(yè)向亞洲國家的轉(zhuǎn)移，歐美企業(yè)逐漸退出了 中低端海洋工程裝備制造領(lǐng)域，但在高端海洋工程裝備制造和設(shè)計方面仍然占據(jù)壟斷地位。在海工裝備防腐領(lǐng)域，我國技術(shù)仍較為落后。 我國在 20xx 年已成為世界排名第一的造船大國，共占有大約 90%以上的海洋船舶涂料、集裝箱涂料和工業(yè)防腐涂料市場份額。以船舶涂料為主的中國海洋涂料市場，其需求量正以每年 20%以上的速度遞增，海洋防腐涂料產(chǎn)品的市場規(guī)模正在迅速擴大，開發(fā)綠色防腐涂料材料蘊含巨大商機。柯偉在題為《海洋環(huán)境金屬的腐蝕及其控制》的報告中認為：“與海洋微生物附著有關(guān)的材料破壞和失效占到涉海材料損失總量的 70%～ 80%，研究涉海材料的微生物附著腐蝕機制及開發(fā)無毒長效的海洋防污涂料，為國家海洋科技的發(fā)展提供不可或缺的基礎(chǔ)材料支撐，其必要性和重要性日益凸顯?！辈牧峡茖W是發(fā)展海洋科學技術(shù)的基礎(chǔ)，沒有高性能材料作為物質(zhì)保證，海洋科技的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化將受到很大制約。但在總體上，我國海洋科技水平與國際海洋強國相比還存在較大的差距。主要表現(xiàn)在：海洋科技發(fā)展不平衡，總體水平與發(fā)達國家相比差距約 10～ 15年；海洋科技對海洋經(jīng)濟的貢獻率低，只有約 30%左右，而發(fā)達國家通常達到 60%～ 70%；科技成果轉(zhuǎn)化率低，不足 20%；海洋科技投入不足；海洋 科技力量和資源利用整合度低；技術(shù)裝備落后；調(diào)查船和大型設(shè)備、海洋信息的共享機制尚未建立；學科帶頭人明顯不足；海洋科技創(chuàng)新能力較低等。侯保榮等表示，在國家擴大內(nèi)需、促進經(jīng)濟增長的大環(huán)境下，我國防腐蝕產(chǎn)業(yè)將遵循綠色防腐、科學防腐 5 的原則，努力減少因腐蝕造成的國民經(jīng)濟損失，促進資源節(jié)約，提高資源利用率。專家認為，海洋科技領(lǐng)域的發(fā)展是一項系統(tǒng)工程，往往是諸多領(lǐng)域科技發(fā)展的集成，但就最重要的基礎(chǔ)而言，常常依賴于材料科技的發(fā)展和突破，尤其將特別依賴于專用海洋材料的研究和進展，許多海洋領(lǐng)域的研究往往受制于材料的短缺和其質(zhì)量 問題?！安牧峡萍嫉陌l(fā)展水平已成為海洋研究開發(fā)的制約瓶頸，加速海洋材料領(lǐng)域的科學研究已迫在眉睫”。專家提出，海洋材料的研發(fā)須將材料科學知識與生命科學、環(huán)境科學、化學化工、海洋地質(zhì)、海洋物理等交叉融合，既要考慮材料科學自身的規(guī)律與特點，又必須考慮海洋的特殊性。 海水是自然界中數(shù)量最大且具有很強腐蝕性的天然電解質(zhì)，海水中幾乎含有地球上所有化學元素的化合物，成分非常復雜。除此之外，海水中還含有溶解氧、海洋生物和腐敗的有機物等，這些物質(zhì)對各類海工裝備的金屬構(gòu)件造成很大危害。因此， 雖然在環(huán)保型磷化替代方面的研究取得了長 足的進展和某些研究正成為人們研究的熱點，但是在進行實驗室研究的同時，還應該注重現(xiàn)場實地試驗以及工業(yè)化問題，只有解決了后者，磷化替代工藝技術(shù)才能真正達到為海工裝備表面防腐處理服務(wù)的目的。并且， 在家電、汽車等領(lǐng)域已成功應用的表面防腐處理技術(shù)，都必須經(jīng)過海水環(huán)境下的試驗研究，才能產(chǎn)業(yè)化推廣應用于海工裝備。 （三）項目的產(chǎn)業(yè)化前景分析 本公司是中國南海最大型的以海洋石油工程專有裝備制造、裝備技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)品加工制造為主營業(yè)務(wù)的綜合型企業(yè)，隨著我國海洋石油開發(fā)的迅猛發(fā)展，海工裝備的需求必定大幅增加，海工裝備金屬構(gòu)件表面 防腐處理技術(shù)的提升必將會使本公司的產(chǎn)品在市場競爭中具備領(lǐng)先優(yōu)勢。 因此若能研究開發(fā)出環(huán)保型海工裝備表面防腐處理裝置并投入工業(yè)化生產(chǎn)，不僅能獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益，而且產(chǎn)品符合國家節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)政策，市場廣闊，技術(shù)含量高，前景十分看好。 二、研究開發(fā)內(nèi)容、方法、技術(shù)路線 （一）主要研究內(nèi)容 研究適用于海工裝備金屬構(gòu)件的表面防腐處理劑復合配方 硅烷技術(shù)是采用有機 硅烷 偶聯(lián)技術(shù)超薄有機涂層替代傳統(tǒng)的結(jié)晶型磷化保 6 護層 ,在金屬表面吸附了一層超薄的類似磷化晶體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機涂層 ，同時在界面形成 Si— O— Me 供價鍵（其中： Me=金屬） ， 分子之間力很強 ， 將與金屬表面形成良好的附著力。 本公司已與廣東石油化工學院合作研發(fā)出了以生產(chǎn)海上鉆井套管所用金屬材料（ 20Mn2 和 25Mn 鋼）作為基材、能完全替代傳統(tǒng)磷化液的硅烷偶聯(lián)劑復合配方。本項目擬在此前期研究的基礎(chǔ)上進一步研發(fā)適用于海工裝備其他金屬基材的表面防腐處理劑復合配方，針對原有鋅系磷化工藝中具有酸洗除銹工序的特點，綜合考慮海工裝備長期服役于海洋惡劣環(huán)境的因素，以無磷環(huán)保型有機硅烷及納米陶瓷作為主要成膜物質(zhì)，配伍添加其他能增強硅烷膜附著力和抗腐蝕能力的成分，提高處理 液穩(wěn)定性，配合處理工藝的改進完善，并在海水環(huán)境中反復進行耐腐蝕時效試驗，最終形成適用于海工裝備金屬構(gòu)件的表面防腐處理劑復合配方。 金屬表面硅烷處理工藝研究 原有磷化工藝流程為： 有抗溶劑（煤油）除油→化學溶液去油→熱水洗→自來水沖洗→酸浸去銹→毛刷刷盡銹層→酸洗→自來水沖洗→磷化→自來水沖洗→填充→自來水沖洗→干燥→檢驗→油封。 考慮到節(jié)省基建成本，盡量采用原有磷化工藝設(shè)施，研究具有酸洗除銹工序的金屬表面硅烷處理工藝，探索不同金屬基材、防腐劑配方成分、處理液溫度濃度和 PH 值、處理時間、處理液穩(wěn)定性、工藝工 序等與成膜防腐效果的關(guān)系 ,并使之達到長期服役海水環(huán)境的耐腐蝕性 ,兼顧處理廢液排放或回用問題，做到節(jié)能環(huán)保，并力求工藝過程簡單實用，繪制工藝流程圖
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