本书以高速电弧喷涂工艺和喷涂材料为主线，从喷涂设备的创新设计、工艺优化、材料选择、性能检测、防腐施工、质量控制、安全环保和工程应用等角度阐述了高稳定性高速电弧喷涂腐蚀防护技术。主要内容包括海洋钢结构设施的腐蚀失效分析及影响因素、高稳定性高速电弧喷涂技术、高速电弧喷涂防腐蚀材料、高稳定性高速电弧喷涂工艺优化、喷涂层的质量控制和性能检测、喷涂的安全和环境保护及高速电弧喷涂防腐蚀技术应用。
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丛书序
丛书前言
第二版序
第二版前言
第一版前言
第1章 绪论 1
1.1 钢结构腐蚀防护的意义 1
1.2 海洋钢结构腐蚀防护的重要性 3
1.3 海洋环境各区域带的腐蚀特征 4
1.3.1 海洋大气区 5
1.3.2 浪花飞溅区 6
1.3.3 海水潮差区 7
1.3.4 海水全浸区 8
1.3.5 海泥区 9
1.4 高稳定性高速电弧喷涂技术的发展 9
1.5 高稳定性高速电弧喷涂技术与其他传统防腐技术的对比 11
1.5.1 与涂料涂装比较 11
1.5.2 与电镀、热浸镀比较 13
1.6 高稳定性高速电弧喷涂技术的发展趋势 14
第2章 海洋环境影响因素及金属材料的腐蚀失效行为 17
2.1 影响海洋钢结构腐蚀的环境因素 17
2.1.1 含盐量的影响 18
2.1.2 电导率的影响 19
2.1.3 溶解物质——氧、二氧化碳、碳酸盐的影响 19
2.1.4 温度、风浪和海域环境的影响 20
2.1.5 流速的影响 22
2.1.6 pH的影响 23
2.1.7 海生物的影响 23
2.2 海洋金属结构的腐蚀类型 25
2.2.1 均匀腐蚀 25
2.2.2 点蚀 26
2.2.3 缝隙腐蚀 26
2.2.4 氧浓差电池腐蚀 27
2.2.5 选择性腐蚀 28
2.2.6 磨损腐蚀 28
2.2.7 电偶腐蚀 34
2.2.8 腐蚀疲劳 36
2.3 海洋钢结构腐蚀防护方法 37
2.3.1 海洋大气区 38
2.3.2 浪花飞溅区 38
2.3.3 潮差区 40
2.3.4 海水全浸区和海泥区 40
第3章 高稳定性高速电弧喷涂技术 41
3.1 电弧喷涂技术原理及特点 41
3.1.1 电弧喷涂技术基本原理与发展历程 41
3.1.2 电弧特性及熔化-雾化过程 42
3.1.3 电弧喷涂技术的主要特点 48
3.2 高稳定性高速电弧喷涂设备 49
3.2.1 喷涂电源 50
3.2.2 高速电弧喷涂枪 55
3.2.3 送丝机构 65
3.2.4 自动化高速电弧喷涂设备 67
3.2.5 喷涂路径规划及喷涂质量监控系统 72
第4章 海洋钢结构喷涂防腐蚀材料 79
4.1 锌及锌合金 79
4.1.1 锌涂层 79
4.1.2 电弧喷涂锌-铝合金涂层 80
4.1.3 与其他锌-铝合金涂镀层技术的比较 82
4.2 铝及铝合金 87
4.2.1 铝涂层 87
4.2.2 Al-Mg合金涂层 88
4.2.3 Al-RE合金涂层 88
4.3 粉芯丝材 90
4.4 海洋钢结构长效防腐Zn-Al-Mg-RE电弧喷涂材料 91
4.5 装备零部件抗高温冲蚀喷涂材料 92
4.5.1 材料需求特点 92
4.5.2 涂层组织与结构 93
4.5.3 抗高温冲蚀性能 94
4.6 海洋环境下装备零部件抗热腐蚀材料 95
4.6.1 材料需求特点 95
4.6.2 涂层组织与结构 95
4.6.3 抗高温氧化、氯化和硫化腐蚀性能 96
4.7 深海环境下装备防腐抗疲劳高速电弧喷涂技术应用 96
4.7.1 深海环境对金属腐蚀的影响 97
4.7.2 高速电弧喷涂技术防腐抗疲劳研究应用 97
4.7.3 Al-Ti-Si-RE涂层在模拟深海环境下的腐蚀防护 99
4.8 新型非晶电弧喷涂材料 100
4.8.1 非晶合金的历史与发展 100
4.8.2 非晶合金设计思想的发展历程 103
4.8.3 非晶合金的结构特征及其形成机理 107
4.8.4 Fe基非晶合金的研究 111
4.8.5 非晶纳米晶复合材料的研究 114
4.8.6 电弧喷涂抗冲蚀铁基非晶/纳米晶复合涂层 115
第5章 高稳定性高速电弧喷涂工艺 119
5.1 电弧喷涂工艺设计 119
5.1.1 工艺设计的基本要求 119
5.1.2 表面预处理工序的基本要求 120
5.1.3 电弧喷涂工序的基本要求 121
5.1.4 封闭或涂料涂装工序的基本要求 123
5.2 涂层的制备工序流程 123
5.3 工件预处理工艺 124
5.3.1 净化处理 125
5.3.2 喷砂粗化处理 126
5.4 电弧喷涂层制备工艺 131
5.4.1 高速电弧喷涂系统的使用规程 131
5.4.2 电弧喷涂工艺的特点 133
5.4.3 主要工艺参数 134
5.5 电弧喷涂层的后处理工艺 136
第6章 高速电弧喷涂涂层的质量控制和性能检测 139
6.1 高速电弧喷涂涂层的质量控制 140
6.1.1 质量控制的必要性 140
6.1.2 质量控制检验点 141
6.1.3 质量控制措施 144
6.2 高速电弧喷涂涂层性能检测的特点 145
6.3 高速电弧喷涂涂层的物理性能检测 146
6.3.1 涂层外观及显微结构分析 146
6.3.2 涂层厚度的测定 148
6.3.3 涂层密度和孔隙率的测定 151
6.4 高速电弧喷涂涂层力学性能检测 156
6.4.1 涂层硬度的测定 156
6.4.2 涂层结合强度的测定 159
6.4.3 涂层自身黏结强度的测定 163
6.5 高速电弧喷涂涂层耐蚀性能检测 164
6.5.1 耐腐蚀性的检测评定方法 165
6.5.2 大气暴露试验 165
6.5.3 全浸腐蚀试验 167
6.5.4 盐雾试验 168
6.5.5 SO2工业气体试验 169
6.5.6 湿热腐蚀试验 170
6.6 高速电弧喷涂涂层耐磨损性能检测 171
6.6.1 磨粒磨损试验 171
6.6.2 摩擦磨损试验 173
6.6.3 冲蚀磨损试验 174
6.7 高速电弧喷涂涂层的高温性能和热特性检测 175
6.7.1 抗高温氧化性能试验 175
6.7.2 热膨胀系数的测定 176
6.7.3 热导率的测定 176
6.7.4 热震试验 177
第7章 高速电弧喷涂的安全和环境保护 178
7.1 高速电弧喷涂过程中的安全和环境影响因素 178
7.1.1 高速电弧喷涂过程中的安全 178
7.1.2 高速电弧喷涂的环境影响因素 179
7.2 高速电弧喷涂的安全操作 180
7.2.1 喷涂安全操作 180
7.2.2 设备的安全操作与维护保养 181
7.3 安全防护 183
7.3.1 通风排尘 184
7.3.2 噪声、弧光防护 184
7.3.3 人身安全防护 185
7.3.4 用电安全 187
7.3.5 封闭和面漆安全 188
7.3.6 受限空间作业安全 188
7.3.7 安全计划 189
7.3.8 相关人员的责任 190
7.4 高速电弧喷涂的环境保护 190
第8章 高速电弧喷涂防腐蚀应用实例 193
8.1 电弧喷涂技术在水利机械钢结构防腐工程中的应用 193
8.1.1 美国亚利桑那州Mormon Flat水库闸门防腐 193
8.1.2 三峡大坝钢结构防腐 194
8.2 电弧喷涂技术在海洋钢结构长效防腐工程中的应用 196
8.3 装备高温部件与电站锅炉的电弧喷涂防热腐蚀治理 201
8.4 电弧喷涂技术在石油石化工业中的应用 203
8.5 电弧喷涂技术在地网防腐中的应用 204
8.6 电弧喷涂技术在桥梁工程中的应用 205
参考文献 207
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