一种风力发电机组用铜排喷漆工艺
阅读说明：本技术 一种风力发电机组用铜排喷漆工艺 (Copper bar paint spraying process for wind generating set ) 是由 杨帆 庾高峰 马明月 宁超 曹延江 靖林 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种风力发电机组用铜排喷漆工艺,包括以下步骤：S1、铜排表面缺陷打磨；S2、酸洗处理；S3、钝化处理；S4、涂料调配；S5、喷涂；S6、漆膜烘干固化；S7、漆膜质量检测。本发明的工艺对铜排的结构和规格尺寸无特定要求,适用对象的范围较广；本发明对现有技术的酸洗液、钝化液、涂料的配方做了一定的改进和调整,有效地防止了铜排表面的氧化现象,提高了涂层综合性能,并提高了产品的一次合格率；且本发明的工艺采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行涂层测厚仪的校准或校零,有效消除测量误差,使测量值更接近真实值。(The invention discloses a copper bar paint spraying process for a wind generating set, which comprises the following steps: s1, polishing the surface defects of the copper bar; s2, acid washing; s3, passivating; s4, blending the coating; s5, spraying; s6, drying and curing the paint film; and S7, detecting the quality of the paint film. The process has no specific requirements on the structure and the specification and the size of the copper bar, and the applicable range of objects is wide; the invention improves and adjusts the formulas of the pickling solution, the passivation solution and the coating in the prior art to a certain extent, effectively prevents the oxidation phenomenon on the surface of the copper bar, improves the comprehensive performance of the coating and improves the first-time qualification rate of the product; in the process, the bare copper bar with the same material as the sprayed copper bar is used as the base material to calibrate or zero the coating thickness gauge, so that the measurement error is effectively eliminated, and the measured value is closer to the true value.)
技术领域
本发明涉及铜排加工制造技术领域，具体是涉及一种风力发电机组用铜排喷漆工艺。
背景技术
根据“30碳达峰、60碳中和”目标，2030年风电、光伏发电累计装机要达到12亿千瓦以上，风电、光伏等产业，将迎来新一轮爆发式增长。风力发电机组是风力发电系统的核心设备之一。风力发电机组用铜排，装配安装在发电机组上，起导电、汇流等作用。
风力发电机组用铜排，在正式装配和安装前，需要做多道绝缘，其中第一道，就是在铜排表面喷涂一层一定厚度的防静电、防氧化、防指纹的清漆涂层。
目前，现有技术中，常见的处理方法是表面打磨后喷涂，但铜排表面打磨处理后，表面活性较高，对于表面积较大的铜排，往往是还没开始喷涂，铜排表面已经出现了氧化发黄或发黑的斑点。尤其是遇到阴雨天气，铜排表面更易受潮氧化。这就容易导致喷涂后，漆膜附着力降低，外观较差，厚度不均匀，容易造成返工返修。
发明内容
针对上述背景技术指出的问题，本发明提供了一种风力发电机组用铜排喷漆工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种风力发电机组用铜排喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动磨工具和百洁布将铜排表面的凹坑、划伤、夹杂、划痕打磨抛光，必要时，用角磨机和标号大于600#的细砂纸打磨较严重的表面缺陷；
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗5～20min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在30～50℃条件下烘干，烘干时间为10～30min；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化10～30min，钝化过程中保持钝化液温度为42～55℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在30～50℃条件下烘干，烘干时间为10～30min；
S4、涂料调配：
将油漆与稀释剂按照1～10:1的重量比调配，并搅拌均匀；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于30～60℃烘箱中，烘干固化30～60min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S1中铜排的结构为简单的长直铜排、经过多道三维成型的复杂折弯铜排或经过一处或多处焊接成型的组件铜排。铜排可以是未经过焊接的铜排零件，也可以是经过焊接的铜排组件，铜排的规格尺寸，无特定要求，任何规格尺寸，均可适用。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S2中的酸洗液，其成分及配比为：0.05-0.5％wt羧酸乙烯酯、0.01-0.02％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、0.6-1.8％wt磷酸、0.1～0.18％wt硝酸、余量为水。
酸洗液中的磷酸和硝酸可以去除铜排表面的氧化物。羧酸乙烯酯中含有活性功能基——双键，能进行加成以及聚合反应，将其用于酸洗液中，可以结合铜排表面的油污对其进行去除，且对铜排基本没有腐蚀性。N-烷基-N-酰基葡糖胺可以作为温和的表面活性剂，少量加入N-烷基-N-酰基葡糖胺能使酸洗液体系的界面状态发生明显变化，有利于促进界面吸附降低酸洗液体系的表面张力，进一步促进酸洗液的酸洗效果。
铜排经过酸洗液进行酸洗处理后，表面可获得无氧化物、无油污的洁净活性表面，与现有技术中普通的酸洗液相比，本发明的酸洗液更有利于涂层与铜排表面的结合，提高了涂层的附着力。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S3中的钝化液，其成分及配比为：9～20％wt苯并三氮唑、0.6～3.1％wt稳定剂、0.3～4.5％wt络合剂、0.02-0.05％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇。
在钝化液中额外加入了微量的氟钛酸钾，氟钛酸钾有一定的黏附能力，耐蚀性和生物相容性较好，与现有技术的钝化液相比，微量添加氟钛酸钾可以提高钝化液与铜排基体的结合力。
采用本发明的钝化液可以使工件表面产生钝化膜，使铜排表面具有较长时间的抗潮、抗氧化性，使铜排表面在钝化后到喷涂之前的一段时间内(2-3天)，不会被氧化。
更进一步地，在上述方案中，所述稳定剂按重量份数计，包括8～30份十二烷基硫酸钠8～30份、10-20份OP乳化剂；所述络合剂为氰化钠。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S4中的油漆为清漆。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S4中的稀释剂，选自B02-17-B稀释剂、S02-4-B稀释剂或S04稀释剂中的任意一种。
作为一种改进，所述步骤S4中的稀释剂，其成分及配比为：2.8-5.3％wt氟碳乳液、0.2-1.5％wt间硝基苯磺酸钠、1.5-3％wt聚亚烷基二醇、余量为甲醇。
氟碳乳液加入到稀释剂中，可以延长油漆的耐候性，能够进一步提高油漆的抗沾污性，并可以使得所形成的漆膜丰满，流动性好，不易脱落。间硝基苯磺酸钠具有促进油漆成膜的作用。聚亚烷基二醇具有流平分散的作用。
采用本发明的稀释剂对清漆进行稀释，相对于现有技术的稀释剂来说，所形成的的漆膜更稳定、光滑，且成膜速度更快。
铜排在喷涂涂料后，外观一致均匀，无氧化发黑或发黄斑点，且具有较高附着力。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S5中，采用高压无气喷涂或高压喷涂的方法进行涂覆，喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ0.7～1.5mm，喷涂压力为0.3～0.6MPa。
进一步地，在上述方案中，所述步骤S7中采用涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：
第一，本发明的工艺对铜排的结构和规格尺寸无特定要求，适用对象的范围较广。
第二，本发明所设计的工艺是先对铜排表面进行凹坑、划伤等缺陷打磨，之后，进行酸洗钝化，最后再进行喷涂和固化。本发明对现有技术的酸洗液、钝化液的配方做了一定的改进和调整，有效地防止了铜排表面的氧化现象，即使阴雨天气，表面酸洗钝化后的铜排也可保持至少三天不会氧化发黄发黑，并且对涂料也做了一定的调整，有效提高了涂层综合性能，并提高了产品的一次合格率。
第三，本发明的工艺采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行涂层测厚仪的校准或校零，有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
附图说明
图1是为本发明的涂层结构示意图；
其中，1-铜排基体、2-钝化膜、3-涂层；
图2为本发明实施例1中长直铜排的结构示意图；
图3为本发明实施例2中折弯铜排的结构示意图；
图4为本发明实施例3中焊接铜排的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例以铜排为结构为长直结构的紫铜排为例，对其进行喷漆，其规格为长1000mm，宽100mm，厚10mm，如图2所示，两端各100m范围内为安装区域，不进行喷涂，中间阴影区域为喷涂区域。
具体的喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动磨工具和600#砂纸打磨铜排表面局部区域划伤，然后用百洁布打磨抛光
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗12min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在40℃条件下烘干，烘干时间为20min；酸洗液的成分及配比为：0.25％wt羧酸乙烯酯、0.015％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、1.3％wt磷酸、0.15％wt硝酸、余量为水；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化20min，钝化过程中保持钝化液温度为48℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在42℃条件下烘干，烘干时间为20min；钝化液的成分及配比为：15％wt苯并三氮唑、1.8％wt稳定剂、2.5％wt氰化钠、0.035％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇；所述稳定剂按重量份数计，包括16份十二烷基硫酸钠、15份OP乳化剂；
S4、涂料调配：
将B02-17-A丙烯酸清漆与B02-17-B稀释剂按照5:1的重量比调配，并搅拌均匀；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料采用高压喷涂的方法涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ1.2mm，喷涂压力为0.4MPa；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于50℃烘箱中，烘干固化40min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，结果见表1。涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
实施例2
本实施例以铜排为结构为复杂折弯的紫铜排为例，对其进行喷漆，其规格为(按投影视图计算)总长1500mm，总宽1000mm，总高100mm，如图3所示，两端各200m范围内为安装区域，不进行喷涂，中间阴影区域为喷涂区域。
具体的喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动打磨工具携带200#砂纸打磨折弯凸起，然后用百洁布打磨抛光；
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗5min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在30℃条件下烘干，烘干时间为10min；酸洗液的成分及配比为：0.05％wt羧酸乙烯酯、0.01％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、0.6％wt磷酸、0.1％wt硝酸、余量为水；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化10min，钝化过程中保持钝化液温度为42℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在30℃条件下烘干，烘干时间为10min；钝化液的成分及配比为：9％wt苯并三氮唑、0.6％wt稳定剂、0.3％wt氰化钠、0.02％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇；所述稳定剂按重量份数计，包括8份十二烷基硫酸钠、10份OP乳化剂；
S4、涂料调配：
将S02-4-A聚氨酯清漆与S02-4-B稀释剂按照1:1的重量比调配，并搅拌均匀；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料采用高压喷涂的方法涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ0.7mm，喷涂压力为0.3MPa；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于30℃烘箱中，烘干固化30min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，结果见表1。涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
实施例3
本实施例以铜排为结构为经过多处焊接的紫铜排为例，对其进行喷漆，其规格为(按投影视图计算)总长2400mm，总宽1200mm，总高30mm，如图4所示，每个焊翅端头50mm范围内为安装区域，不进行喷涂，所有阴影区域为喷涂区域。
具体的喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动打磨工具携带800#砂纸打磨铜排表面所有划伤，磕伤，然后用百洁布打磨抛光，再用不锈钢丝刷，将所有焊缝打磨出金属光泽；
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗20min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在50℃条件下烘干，烘干时间为30min；酸洗液的成分及配比为：0.5％wt羧酸乙烯酯、0.02％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、1.8％wt磷酸、0.18％wt硝酸、余量为水；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化30min，钝化过程中保持钝化液温度为55℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在50℃条件下烘干，烘干时间为30min；钝化液的成分及配比为：20％wt苯并三氮唑、3.1％wt稳定剂、4.5％wt氰化钠、0.05％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇；所述稳定剂按重量份数计，包括30份十二烷基硫酸钠30份、20份OP乳化剂；
S4、涂料调配：
将油漆与稀释剂按照10:1的重量比调配，并搅拌均匀；
油漆为PVB清漆；
稀释剂的成分及配比为：5.3％wt氟碳乳液、1.5％wt间硝基苯磺酸钠、1.5-3％wt聚亚烷基二醇、余量为甲醇；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料采用高压无气喷涂的方法涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ1.5mm，喷涂压力为0.6MPa；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于60℃烘箱中，烘干固化60min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，结果见表1。涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
实施例4
本实施例以铜排为结构为复杂折弯的紫铜排为例，对其进行喷漆，其规格为(按投影视图计算)总长1500mm，总宽1000mm，总高100mm，如图3所示，两端各200m范围内为安装区域，不进行喷涂，中间阴影区域为喷涂区域。
具体的喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动打磨工具携带800#砂纸打磨铜排表面所有划伤，磕伤，然后用百洁布打磨抛光，再用不锈钢丝刷，将所有焊缝打磨出金属光泽；
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗9min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在50℃条件下烘干，烘干时间为25min；酸洗液的成分及配比为：0.25％wt羧酸乙烯酯、0.015％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、1.5％wt磷酸、0.14％wt硝酸、余量为水；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化20min，钝化过程中保持钝化液温度为50℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在42℃条件下烘干，烘干时间为20min；钝化液的成分及配比为：16％wt苯并三氮唑、1.6％wt稳定剂、2.5％wt氰化钠、0.04％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇；所述稳定剂按重量份数计，包括20份十二烷基硫酸钠、15份OP乳化剂；
S4、涂料调配：
将油漆与稀释剂按照5:1的重量比调配，并搅拌均匀；
油漆为PVB清漆；
稀释剂的成分及配比为：4.2％wt氟碳乳液、0.8％wt间硝基苯磺酸钠、2.4％wt聚亚烷基二醇、余量为甲醇；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料采用高压喷涂的方法涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ1.0mm，喷涂压力为0.45MPa；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于45℃烘箱中，烘干固化50min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，结果见表1。涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
实施例5
本实施例以铜排为结构为经过多处焊接的紫铜排为例，对其进行喷漆，其规格为(按投影视图计算)总长2400mm，总宽1200mm，总高30mm，如图4所示，每个焊翅端头50mm范围内为安装区域，不进行喷涂，所有阴影区域为喷涂区域。
具体的喷漆工艺，包括以下步骤：
S1、铜排表面缺陷打磨：
采用气动打磨工具携带800#砂纸打磨铜排表面所有划伤，磕伤，然后用百洁布打磨抛光，再用不锈钢丝刷，将所有焊缝打磨出金属光泽；
S2、酸洗处理：
将经过步骤S1处理后的铜排在酸洗液中浸泡酸洗15min，酸洗后捞出，在清水中清洗，之后在50℃条件下烘干，烘干时间为30min；酸洗液的成分及配比为：0.4％wt羧酸乙烯酯、0.012％wt N-烷基-N-酰基葡糖胺、1.5％wt磷酸、0.15％wt硝酸、余量为水；
S3、钝化处理：
将经过步骤S2处理的铜排在钝化液中浸泡钝化22min，钝化过程中保持钝化液温度为50℃，钝化后捞出，在清水中清洗，之后在50℃条件下烘干，烘干时间为30min；钝化液的成分及配比为：13％wt苯并三氮唑、2.0％wt稳定剂、3.0％wt氰化钠、0.04％wt氟钛酸钾、余量为无水乙醇；所述稳定剂按重量份数计，包括30份十二烷基硫酸钠、20份OP乳化剂；
S4、涂料调配：
将油漆与稀释剂按照2:1的重量比调配，并搅拌均匀；
油漆为PVB清漆；
稀释剂的成分及配比为：5.0％wt氟碳乳液、1.5％wt间硝基苯磺酸钠、3％wt聚亚烷基二醇、余量为甲醇；
S5、喷涂：
将步骤S4调配好的涂料采用高压喷涂的方法涂覆在经过步骤S3处理后的铜排表面；喷壶材质为不锈钢、铜质或铝质，喷嘴直径为Φ1.0mm，喷涂压力为0.5MPa；
S6、漆膜烘干固化：
将步骤S5喷涂涂料后的铜排置于50℃烘箱中，烘干固化60min；
S7、漆膜质量检测：
采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，结果见表1。涂层测厚仪测量漆膜厚度时，采用与被喷涂铜排相同材质的裸铜排为基材进行校准或校零，校准或校零前，裸铜排表面应打磨平整干净。以有效消除测量误差，使测量值更接近真实值。
对比例1
与实施例4基本相同，不同之处在于，所用的酸洗液为：55wt％磷酸、10.5％wt硝酸、余量为水。
对比例2
与实施例4基本相同，不同之处在于，所用的钝化液为：9wt％苯并三氮唑、20wt％十二烷基硫酸钠、5wt％OP乳化剂、4wt％氰化钠、余量为无水乙醇。
对上述实施例1-5、对比例1-2的涂层性能分别进行检测，采用目视法检验外观，采用涂层测厚仪测量漆膜厚度，采用划格法检验漆膜附着力，同时设置空白对照组，检测结果见表1。
表1实施例1-5及空白对照组的涂层性能检测结果
由表1中，实施例3-5的涂层外观完整连续，无开裂，无裂纹，无氧化发黑或发黄斑，涂层附着力较高，完全符合要求。而对比例1由于采用普通酸洗液，导致铜排表面有轻微氧化发黑，对比例2采用普通钝化液，导致铜排表面有部分氧化发黑，而空白对照组由于没有任何酸洗钝化处理，导致存在较严重氧化发黑和发黄斑块，导致涂层附着力也不满足要求。实施例1-2由于采用的涂料稀释剂为常规稀释剂，导致涂层的附着力不如实施例3-5。由此可见，采用本发明的工艺对铜排进行喷漆，所得产品的一次合格率更高。
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