热喷涂技术及其在铁路行业中的应用

点击数：915发布时间：2022-07-20 00:00:00　

基于热喷涂市场的巨大潜力及其社会效益和经济效益，使其在世界范围内受到极大的关注。以热喷涂长效防腐为例，据工业发达国家统计，每年因腐蚀造成的经济损失占国民生产总值GNP的2%~4%。据统计，我国每年因腐蚀所造成的经济损失达2000多亿元。因此做好防腐蚀工作是非常重要的。事实证明，只要采用热喷涂等长效防腐措施，许多由腐蚀引起的损失是可以避免的。热喷涂应用在机械修复及先进制造技术、模具制作与修复、制造特殊的功能涂层等方面的经济和社会效益也是非常显著的。正是由于热喷涂技术的广泛应用和巨大的社会和经济效益，在近几个五年计划中，国家已多次将热喷涂技术列为重点推广项目。

20世纪末，热喷涂技术的发展十分迅速，并被推广使用。1980~2000年，热喷涂市场的变化情况见表1。到20世纪末，等离子喷涂仍然居主导地位。值得注意的是，高速火焰喷涂（HVOF）迅速发展，占据25%的市场比例，居第2位。电弧喷涂技术由于经济性好，涂层性能比火焰喷涂层优越，将部分代替火焰喷涂技术上升至第3位。
2 热喷涂技术的应用
热喷涂技术目前已经得到了广泛的应用，其主要应用领域如表2所示。近年的发展趋势和特点是：
a.大面积、长效防护技术得到了广泛应用，对于长期暴露在户外大气环境下的钢铁结构件采用喷涂Al、Zn 及其合金涂层，代替传统的刷油漆方法，实行阴极保护;进行长效大气防腐蚀；
b.采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件；
c.超音速火焰喷涂技术的应用；
d. 气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用；
e. 高速、自动氧乙炔火焰粉末喷涂技术的发展迅速；
f. 热喷涂技术在化工防腐工程中得到应用；
g. 激光重熔技术开始应用。目前，热喷涂技术在军事、水利、电力、化工、建筑、环保、生物以及海洋工程等众多工程领域中得到了日益广泛的应用。采用热喷涂，使船身、甲板、驳船、大平底船、拖船等都得到了良好的长效保护。
3热喷涂技术在铁路行业中的应用
热喷涂技术在铁路行业中的应用非常广泛。典型的应用如表3所示。在铁路桥梁维修时，有些桥梁采用整体电弧喷涂Al或 Zn进行防腐处理，由于铁轨的振动和枕木的微小移动，桥梁的上盖板防腐涂层不仅要求具有耐腐蚀性能，还应具有一定的耐磨损性能，所以大多数桥梁的上盖板采用电弧喷涂Zn+耐磨漆，也有些桥梁上采用电弧喷涂Al+不锈钢+封孔剂的方案。宝鸡渭河铁路大桥采用电弧喷Al+不锈钢+封孔剂的施工方案，预计寿命20年以上。
目前，中国有几十个专业喷涂厂承接电视塔、桥梁、输变电铁塔、地下电缆管道等大型工程，喷涂面积达2×105m2，为这些工程节省了大量的维修费用，取得了明显的经济效益和社会效益。1985年国家广电部以广科技字42号文“关于广播电视铁塔防腐”发至全国，要求今后设计、建设广播电视塔，必须全部采用热喷涂技术进行防腐处理。由于工业大气污染加剧，空气中含S量增加，现在电气化铁路架线铁塔为增强在工业大气中的防腐蚀能力，采用电弧喷Al防腐蚀，取代传统的镀Zn工艺。
电弧喷涂Al涂层应用到铁路桥梁正交异型板搭接面，提高搭接面之间的摩擦系数，同时又有长效防腐的功能。桥梁栓接面电弧喷涂Al涂层抗滑移系数初始值为0.673，电弧喷涂Al涂层具有良好的耐老化性能，能够满足桥梁设计标准对栓接面抗滑移系数不小于 0.45的要求。
铁路罐车也采用热喷涂的办法进行内壁和外壁防大气或介质腐蚀，取得了良好的效果。我们还成功地完成了内燃机车发动机排气管的热障陶瓷等离子喷涂、曲轴轴颈的火焰喷涂修复等工程。
随着人们对材料性能的要求进一步提高，热喷涂工艺作为一种优良的表面工程技术具有广阔的发展前景，进一步广泛深入地推广应用该项技术，将产生巨大的经济和社会效益。