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）原有生產線上無需進行設備改造，只需調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了硅烷化處理在汽車零部件行業(yè)中的應用，硅烷產品為ECO004（美國依科技術公司， 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，硅烷化處理與磷化處理相比可省去表調及磷化后 2道水洗工序。 海工裝備防腐 技術發(fā)展現狀與趨勢 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)向亞洲國家的轉移，歐美企業(yè)逐漸退出了 中低端海洋工程裝備制造領域，但在高端海洋工程裝備制造和設計方面仍然占據壟斷地位。在海工裝備防腐領域，我國技術仍較為落后。 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?？聜ピ陬}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)展海洋科學技術的基礎，沒有高性能材料作為物質保證，海洋科技的發(fā)展和產業(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；技術裝備落后；調查船和大型設備、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，在國家擴大內需、促進經濟增長的大環(huán)境下，我國防腐蝕產業(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，海洋科技領域的發(fā)展是一項系統(tǒng)工程，往往是諸多領域科技發(fā)展的集成，但就最重要的基礎而言，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，許多海洋領域的研究往往受制于材料的短缺和其質量 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、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。 海水是自然界中數量最大且具有很強腐蝕性的天然電解質，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，這些物質對各類海工裝備的金屬構件造成很大危害。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，磷化替代工藝技術才能真正達到為海工裝備表面防腐處理服務的目的。并且， 在家電、汽車等領域已成功應用的表面防腐處理技術，都必須經過海水環(huán)境下的試驗研究，才能產業(yè)化推廣應用于海工裝備。 （三）項目的產業(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、裝備技術服務、產品加工制造為主營業(yè)務的綜合型企業(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，海工裝備金屬構件表面 防腐處理技術的提升必將會使本公司的產品在市場競爭中具備領先優(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，不僅能獲得較好的經濟效益和社會效益，而且產品符合國家節(jié)能環(huán)保的產業(yè)政策，市場廣闊，技術含量高，前景十分看好。 二、研究開發(fā)內容、方法、技術路線 （一）主要研究內容 研究適用于海工裝備金屬構件的表面防腐處理劑復合配方 硅烷技術是采用有機 硅烷 偶聯技術超薄有機涂層替代傳統(tǒng)的結晶型磷化保 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狀結構的有機涂層 ，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)磷化液的硅烷偶聯劑復合配方。本項目擬在此前期研究的基礎上進一步研發(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，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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