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熱水器內(nèi)膽涂搪技術(shù)及設(shè)備

熱水器承壓內(nèi)膽涂搪技術(shù)及設(shè)備

熱水器承壓內(nèi)膽涂搪技術(shù)及設(shè)備
搪瓷熱水器

搪瓷常用于提供一個(gè)良好防腐性能來(lái)抵抗暖水器和電加熱/太陽(yáng)能加熱的熱水器內(nèi)膽的開(kāi)水。選擇搪瓷原因主要是相比于其它涂料噴涂基底有更長(zhǎng)的使用壽命和良好的性價(jià)比；搪瓷內(nèi)膽是目前市場(chǎng)上相對(duì)先進(jìn)的一種內(nèi)膽，在承壓抗酸堿、耐腐蝕方面具備相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。
搪瓷是一種將無(wú)機(jī)玻璃質(zhì)材料的瓷釉通過(guò)熔融凝于基本金屬上并與金屬緊密結(jié)合在一起的一種復(fù)合材料。因?yàn)樾枰獙⒁环N材質(zhì)熔凝于另一種材質(zhì)之上，選用的板材為特種搪瓷鋼板，其含碳量低、組織金相、表面狀況及力學(xué)性能都滿足搪瓷的特殊要求，其屈服度達(dá)340MPa，膨脹系數(shù)和搪瓷層相近甚至相同，這樣，水箱在不斷的冷熱交替變化過(guò)程中，內(nèi)膽搪瓷表面依然不會(huì)出現(xiàn)裂紋和脫瓷現(xiàn)象。搪瓷粉主要由三部分組成：礦物原料、化工原料和色素原料。三部分原料需經(jīng)工藝師精密地配比后方進(jìn)行磨球、涂搪，然后經(jīng)860度左右的高溫熔融并經(jīng)過(guò)急驟的冷卻成硼硅酸鹽玻璃質(zhì)。
在搪瓷階段，采用一次性整體涂搪技術(shù)，可選用上海良時(shí)領(lǐng)先的噴搪與滾搪設(shè)備，在搪瓷工段搪瓷漿料的配制、涂搪以及烘干燒結(jié)這三道工序中，每道工序中對(duì)于參數(shù)的把握都要非常嚴(yán)格。


承壓內(nèi)膽自動(dòng)粉末噴搪生產(chǎn)線	承壓內(nèi)膽自動(dòng)粉末搪瓷噴涂系統(tǒng)

海爾熱水器承壓內(nèi)膽噴搪自動(dòng)生產(chǎn)線	海爾熱水器承壓內(nèi)膽滾搪系統(tǒng)設(shè)備

熱水器承壓內(nèi)膽噴砂涂搪系統(tǒng)設(shè)備成功合作伙伴：
海爾Haier集團(tuán) 浙江帥康集團(tuán) 江蘇邁能高科Gomon(光芒)
南京O.A史密斯熱水器江蘇華揚(yáng)太陽(yáng)能熱水器
海外成功項(xiàng)目工程：
出口格魯及亞熱水器內(nèi)膽噴砂涂搪生產(chǎn)線
出口越南熱水器內(nèi)膽噴砂涂搪生產(chǎn)線
出口印度熱水器內(nèi)膽噴砂涂搪生產(chǎn)線
出口新加坡熱水器內(nèi)膽噴砂涂搪生產(chǎn)線

搪瓷熱水器

一、簡(jiǎn)介
搪瓷熱水器內(nèi)膽在50年前起源于美國(guó)。在歐洲, 尤其是德國(guó)，搪瓷內(nèi)膽熱水器的生產(chǎn)始于60年代。但只有當(dāng)搪瓷內(nèi)膽與犧牲陽(yáng)板結(jié)合之后，才確立了它在應(yīng)用領(lǐng)域中的地位。熱水器的容量可以小到15立升，大至4000立升，大致分為美式和歐式二種，其主要區(qū)別在于內(nèi)膽的設(shè)計(jì)。
我國(guó)近幾年來(lái)，在熱水器生產(chǎn)中，采用搪瓷內(nèi)膽的日益增多。搪瓷內(nèi)膽由于其在防腐方面的優(yōu)越性能，正在取代其它內(nèi)膽而成為熱水器內(nèi)膽的主力。

二、熱水器搪瓷工藝
表1簡(jiǎn)要地說(shuō)明了熱水器搪瓷內(nèi)膽的生產(chǎn)工藝。下面將分別介紹在整個(gè)流程中各個(gè)步驟的主要特點(diǎn)。

三、熱水器內(nèi)膽用鋼板的質(zhì)量要求
不是所有的鋼材都適用于涂搪。選擇鋼板時(shí)，要注意的幾個(gè)因素是: 可涂性、表面缺陷、可成形性、垂度、強(qiáng)度和可焊性。各要素的相對(duì)重要性，取決于對(duì)成品的要求。
根據(jù)熱水器搪瓷內(nèi)膽標(biāo)準(zhǔn)的要求和實(shí)際使用的條件，熱水器搪瓷內(nèi)膽用鋼板的選擇應(yīng)考慮以下條件：
1、根據(jù)搪瓷內(nèi)膽的造型結(jié)構(gòu)和在標(biāo)準(zhǔn)條件下的產(chǎn)品耐壓性能要求，選擇具有一定厚度的鋼板，其屈服強(qiáng)度能滿足上述要求，并且有一定安全保險(xiǎn)系數(shù)。
2、選擇使用的鋼種應(yīng)與選用的搪瓷瓷釉相匹配。選擇使用的鋼種的鋼板應(yīng)具有一定的抗鱗爆性能，通過(guò)檢驗(yàn)和適應(yīng)性涂搪瓷試驗(yàn)，可以確認(rèn)鋼板是否適合于生產(chǎn)搪瓷內(nèi)膽。
3、鋼材表面質(zhì)量良好。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)熱水器搪瓷內(nèi)膽用的鋼板，由于產(chǎn)品品種和造型結(jié)構(gòu)的不同，所使用鋼板種類幅度較寬。有以SPP為代表的搪瓷專用鋼板；以SPCC、SPCD、SPCE(包括St12，St13，St14等）為代表的普通薄鋼板；以St37-2（包括法國(guó)SOLLACG公司的Emaile245，Emaile265，Emaile310等）為代表的鋼板，以上三類鋼板的主要化學(xué)成分和機(jī)械性能部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：
種類
鋼號(hào) 化學(xué)成分% 機(jī)械性能（N/mm2) 備注
C Mn 屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度
SPP <0.008 <0.50 136-205 270-303
SPCC <0.12 <0.50 172-215 >275 St12
SPCD <0.10 <0.45 >275 St13
SPCE <0.08 <0.40 >275 St14
St37-2 <0.17 <1.4 >235 360-510
Emaile245 ≤0.14 ≤0.7 250 360-450
Emaile265 ≤0.17 ≤0.9 280 430-510
Emaile310 ≤0.17 ≤1.0 310 430-550

四、焊接的質(zhì)量要求
要制造符合標(biāo)準(zhǔn)的熱水器內(nèi)膽，搪瓷內(nèi)膽的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。選定鋼板后，具有良好的適合于涂搪的焊接質(zhì)量是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。
搪瓷內(nèi)膽的焊縫設(shè)計(jì)和坯體的深加工精度是確保焊接質(zhì)量的前提，有焊縫的產(chǎn)品要涂好搪瓷一直是搪瓷工藝中必須適應(yīng)的重要因素。從某種意義上講,焊接的質(zhì)量，決定著產(chǎn)品涂搪瓷后的質(zhì)量。因?yàn)楹附訒r(shí)造成的焊縫缺陷如內(nèi)膽內(nèi)壁焊縫區(qū)過(guò)燒，有較多較大的氣孔、氣泡、大型夾雜、裂縫、未焊合等嚴(yán)重缺陷，以及在焊縫和熱影響區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的魏氏組織，都會(huì)在搪瓷燒成后留下各種搪瓷缺陷，它不僅影響產(chǎn)品的防腐蝕性能，嚴(yán)重的焊接缺陷會(huì)直接影響產(chǎn)品的安全性能。
對(duì)產(chǎn)品的焊縫的要求是：焊縫結(jié)構(gòu)精確、內(nèi)壁各部位造型合理，適合涂搪瓷的工藝要求，涂搪瓷面焊縫區(qū)經(jīng)搪瓷燒成后，組織基本正常。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，很多先進(jìn)的焊接技術(shù)和加工工藝把傳統(tǒng)的以毫米計(jì)的焊縫寬度大為縮小，使焊縫區(qū)的熱影響程度明顯減輕，使產(chǎn)品坯體焊縫質(zhì)量更適合目前各種涂搪瓷工藝的要求。

五、預(yù)處理
為了實(shí)現(xiàn)搪瓷防腐的目的，瓷層必須緊密，沒(méi)有空洞，并與其底層的鋼材有著很強(qiáng)的密著性。為此，必須對(duì)鋼材進(jìn)行清潔和預(yù)處理。
預(yù)處理方法有二種：化學(xué)法和物理法。
選擇物理法的廠商大多采用噴砂工藝。噴砂不僅可以清理表面，而且還可使表面變粗糙，有利于增加瓷層和鋼材表面的密著性，選擇噴砂法所需要考慮的因素有表面污斑，表面粗糙度，以及經(jīng)濟(jì)性。
化學(xué)清洗通常采用酸性法，對(duì)于鋼材通常用硫酸清洗，對(duì)于鋁這樣的雙性金屬，通常采用堿性溶液（如NaOH）清洗，清洗后，鋼材必須要用水清除殘留的酸洗液。
這二種方法，究競(jìng)哪一種更佳，完全取決于操作的經(jīng)濟(jì)性以及其它一些工藝因素，但是二種方法均能制造出適合于涂搪的表面。

六、涂搪
常規(guī)的熱水器的涂搪通常有兩種：濕法和干法。
濕法工藝主要有噴涂、浸涂和滾動(dòng)涂搪等方法。通過(guò)使內(nèi)膽在三維空間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其內(nèi)部所有表面都涂上釉漿。多余的殘?jiān)鸵后w都必須清除掉，以保證鋼材表面只覆蓋著一層薄薄的、均勻的和連續(xù)的釉漿。影響搪瓷質(zhì)量的因素很多，如釉漿的粘度，鋼材的預(yù)處理，金屬表面的密著性，焊接的質(zhì)量以及內(nèi)膽的構(gòu)造等。濕法涂搪在美國(guó)較為流行。
干法則以靜電噴涂為主。靜電噴涂與濕法系統(tǒng)相比，有許多的優(yōu)點(diǎn)。它降低了成本，節(jié)約了能量，材料利用率可達(dá)到97%。此外，它還減少了對(duì)環(huán)境的污染。目前，歐洲一些大型熱水器制造商基本上全部采用靜電噴涂法。
大部分熱水器制造商只噴一層瓷釉。只有對(duì)一些溫度和壓力條件較為苛刻的用途，如水槽，才采用兩層噴涂。有的則采用在一種特殊的預(yù)涂層上覆蓋瓷釉。

七、搪燒
搪瓷在700℃ 時(shí)，開(kāi)始融化并形成瓷層。搪燒溫度一般保持在830-860℃之間，時(shí)間為7-15分不等。燒紅的內(nèi)膽從爐中被取出，并逐漸冷卻至室溫。通常搪燒過(guò)程是連續(xù)的，并且可以再重復(fù)一次，以形成第二層搪瓷。甚至重復(fù)多次，以獲得苛刻的應(yīng)用條件下所需的多層搪瓷。

八、熱水器內(nèi)膽常見(jiàn)的缺陷
搪瓷并不是沒(méi)有缺陷的，要不然就沒(méi)有必要進(jìn)行陰極腐蝕保護(hù)。圖四表示了一些搪瓷缺陷，如魚(yú)鱗爆、剝瓷、內(nèi)部夾雜以及針孔等。要注意搪瓷“缺陷”和“隱性缺陷”是有區(qū)別的。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這兩種缺陷的定義如下：
缺陷：深達(dá)金屬基材的搪瓷缺陷（如針孔、裂口、裂紋和剝瓷）。缺陷通常都是導(dǎo)電的，消耗保護(hù)電流。
隱性缺陷：隱性缺陷是搪瓷內(nèi)部富含金屬氧化物的斑點(diǎn)。其外觀是一些深棕色和黑色的圓點(diǎn)。隱性缺陷有可能導(dǎo)電，有可能消耗保護(hù)電流。

九、熱水器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及要求
項(xiàng)目要求標(biāo)準(zhǔn)
鋼板質(zhì)量一側(cè)無(wú)魚(yú)鱗爆 DIN1623/3 冷軋鋼板
DIN17100，EN10209其它鋼板
瓷層厚度 0.15mm—0.50mm，如用兩層瓷釉，底釉<0.2mm, 面釉<0.15mm DIN4735/3，ISO2178
缺陷，如焦邊，點(diǎn)，孔，裂紋等根據(jù)DIN4753/3或根據(jù)協(xié)議 DIN4753/3，
DEZ-MB7.19，或根據(jù)協(xié)議
密著性鋼板<2mm，2級(jí)
鋼板>2mm，好 DEZ-MB7.10.3,EN10209, DEZ-MB7.10.4
抗沖擊
24小時(shí)后，無(wú)>1.5mm直徑損傷 DIN51155
抗熱急變性 200C°，5 周期 DEZ-MB7.12.1
化學(xué)穩(wěn)定性
自來(lái)水根據(jù)協(xié)議 DEZ-MB7.3.3
沸水失重 <3.5g/m2 ISO2744,DIN4753/3
水蒸汽根據(jù)協(xié)議 ISO2744
冷檸檬酸 A級(jí) ISO2722
沸騰檸檬酸根據(jù)協(xié)議 ISO2742
冷鹽酸 A級(jí)(10%HCl,1 Hour) ISO2722,DIN4753/3
焦磷酸納 <20g/m2 DEZ-MB7.4.4
生理要求極限D(zhuǎn)IN51032 DIN51031

十、質(zhì)量檢測(cè)
11．1 搪瓷的厚度
搪瓷的厚度與采用的工藝有關(guān)。無(wú)論采用單層還是雙層搪瓷工藝，搪瓷的厚度應(yīng)在0.15-0.5mm 之間。瓷層應(yīng)均勻、連續(xù)。通常采用小型手提儀器測(cè)量搪瓷的厚度。厚度的測(cè)量應(yīng)取十個(gè)以上的數(shù)據(jù)的平均值，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)包括內(nèi)膽和膽蓋。如不符合規(guī)定，則評(píng)為不合格。
11．2 密著性
這是衡量搪瓷質(zhì)量的一個(gè)很重要的指標(biāo)。在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)的情況下，要求不能有金屬表面暴露出來(lái)，既必須仍有搪瓷覆蓋在金屬表面上。好的搪瓷工藝的密著性強(qiáng)度可達(dá)100N/mm2, 常用的檢驗(yàn)方法是錘擊法（EN10209）。
11．3 抗沖擊性
對(duì)搪瓷試件施加10N沖擊力，試件表面搪瓷損壞的面積不超過(guò)f1.5mm(DIN51155)。
11．4 抗熱急變
抗熱急變的試驗(yàn)方法是將搪瓷重復(fù)5次，從200℃ 降止15℃，然后觀察其表面是否有肉眼可見(jiàn)的損壞。試驗(yàn)必需用3塊面積在100cm2以上的試件。
11．5 壓力試驗(yàn)
熱水器中沖滿熱水后，加壓，壓力至少為1.3xP 的壓力（P為操作壓力）。從0 到 P增壓，不應(yīng)少于15秒，從P 到測(cè)試壓力，不超過(guò)5秒，測(cè)試壓力至少維持15分種。整個(gè)過(guò)程重復(fù)兩次。如果熱水器能承受12巴壓力，評(píng)為合格。
11．6 可接受的搪瓷缺陷總面積
隱性缺陷：只允許在邊緣和焊縫處存在，而且隱性缺陷的部位與邊緣和焊縫的距離不得大于2mm，每平方米搪瓷表面隱性缺陷的總面積不得大于20平方厘米。
缺陷：每平方米搪瓷表面缺陷的總面積不得大于7平方厘米。
11．7化學(xué)性能
11．7．1 耐沸水
根椐DIN-ISO2744，試驗(yàn)方法如下：
去離子水：導(dǎo)電率1ms/m
水溫：微沸
試樣：3片，瓷層厚度>0.25mm，鋼片厚度<2mm
試驗(yàn)時(shí)間：6周
步驟：
星期1-5：每天換水一次
星期6-7：不換水
三周后：取出試樣，清潔，干燥，稱重。
重復(fù)以上三周過(guò)程一次。
試驗(yàn)結(jié)束后，搪瓷的質(zhì)量損失不能大于3.5g/m2
11．7．2 耐冷酸
用檸檬酸水溶液（ISO2722）或鹽酸(DIN4753)水溶液，滴在搪瓷試樣上，室溫1小時(shí)后，檢查表面腐蝕情況, 根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)給與評(píng)級(jí)。通常FERRO搪瓷能達(dá)到A 級(jí)（良好）--AA級(jí)（優(yōu)）。
11．7．3 生理無(wú)害性
由于水可以飲用，因此，搪瓷不能含對(duì)人體有害的物質(zhì)。各國(guó)的飲用水有不同的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)從搪瓷析出到水中的有害物質(zhì)如鉛、鎘、砷、銻等都有一定的要求。

十二．質(zhì)量控制---標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)電流
雖然搪瓷可以防護(hù)腐蝕，但是不可避免的是搪瓷總還是存在某些不連續(xù)處，或者缺陷。為了提高熱水器的壽命，50年代在美國(guó)已采用用鎂陽(yáng)極來(lái)保護(hù)熱水器。這項(xiàng)技術(shù)今已成熟，因此熱水器制造商常用標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)電流來(lái)評(píng)價(jià)自己產(chǎn)品的質(zhì)量。
12．1試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)
試驗(yàn)鎂陽(yáng)極棒直徑為20-33mm。鎂陽(yáng)極棒采用絕緣安裝。試驗(yàn)時(shí)，外接1.5V電源。將正電壓加到鎂陽(yáng)極棒上，內(nèi)膽帶負(fù)電。2分鐘后，測(cè)量線路中的電流和壓降，并用下列
公式計(jì)算保護(hù)電流（mA/m2）的數(shù)值：

IM U0 ms
iN= .
AK UM.f(G).f(K) mR

式中： IM所測(cè)電流
f(G) 、f(K)校正系數(shù)
U0基準(zhǔn)電壓，1.5V
UM所測(cè)電壓
ms標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)極重量，（200g/m2）
mR測(cè)試陽(yáng)極重量
在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，已對(duì)標(biāo)保準(zhǔn)保護(hù)電流的最大數(shù)值作了規(guī)定：
單層搪瓷雙層搪瓷
最大保護(hù)電流 22.5mA/m2 15.5mA/m2

12．2 注意事項(xiàng)：
由于試驗(yàn)外加了一個(gè)電壓源，因此測(cè)量是在陰極被充分保護(hù)的范圍內(nèi)進(jìn)行的。此試驗(yàn)所得到的保護(hù)電流只是一個(gè)相對(duì)值，不是反映了實(shí)際的搪瓷缺陷和隱性缺陷的大小。因此，不能用計(jì)算的保護(hù)電流來(lái)代替實(shí)際的保護(hù)電流，當(dāng)然，也不能否認(rèn)，標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)電流與實(shí)際搪瓷缺陷和隱性缺陷的相關(guān)性。目前，許多熱水器制造商已用此法來(lái)檢測(cè)搪瓷工藝的質(zhì)量和穩(wěn)定性。通常采用抽檢的方法，如一班抽查一個(gè)，一百只內(nèi)膽抽查一個(gè)。

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