保宏科技工程有限公司 - 防火被覆、防火漆、石化工業防火被覆、熔射、風管防火披覆、Cable tray
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營業項目/工程實績
       
    防火被覆通論
 
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    石化工業防火泥、漆被覆
 
    金屬熔射防
 
    風管防火漆被覆
 
 
 
一.熔射(Thermal Spraying )是甚麼?
 
 
熔射(Thermal Spraying )一辭,根據「日本表面防鏽防蝕GUIDE」記載,由瑞士修普博士於1905年發明Thermal Spraying加工技術。熔射一辭為日文翻譯,根據加工方式命名。經過各方面專家學者潛心研究應用於各領域加工技術,開發出各種熔射設備及熔射材料,廣泛應用於航太科技、船舶防蝕、機械設備表面處理---etc。
因熔射應用範圍非常廣泛,僅就工程防蝕上做基本介紹。熔射由字面意義來看是將材料高溫熔融後,射向物體表面,如噴漆般形成防蝕保護膜。也有翻譯成噴焊。
 
 
◎依據材質分類:
   
 
1.基材:金屬、陶瓷、塑膠、紙張、混泥土---etc。
   
 
2.被覆材:金屬、陶瓷、塑膠、紙張、混泥土、或是不同材質混合材---etc。
   
   
 
◎依據熔射加工方式(加熱)分類:
   
 
1.電能加熱→將被覆材熔化後,以高壓空氣直接噴覆於基材表面,形成保護膜。
   
 
2.瓦斯加熱→將被覆材熔化後,以高壓空氣直接噴覆於基材表面,形成保護膜。
 

 
二.熔射施工方式及歸類:
 
 
◎依據JIS H8200大致歸類如下:
   
 
◎電能式:
◎瓦斯式:
1.電漿式
1.熔線式
2.電弧式
2.粉末式
3.線爆式
3.熔棒式
 

 
三.熔射防蝕之優點:
 
 
●可噴覆於任何材質的基材表面。
●被覆材料的選擇可多樣性。
●對加工防蝕構件尺寸無限制。
●適合於新製造構件,或是構件修補。
●施工機具小型化,可以到現場施工。
●施工溫度低,不會造成構件變形,或是使強度變低。
●構件熔設完成,後續保養費用低。
●可針對不同位置,做不同防蝕需求施作。
●表面處理以噴砂為主,不會如採用熱浸鍍鋅有氬脆化現象。
●以環保考量,無水處理公害。
 

 
肆.熔射皮膜之防蝕原理(以鋅鋁合金當被覆材,鋅85% / 鋁 15%)
 
 
鋅鋁合金熔射防蝕原理,乃利用電氣(電位)防蝕法,電器防蝕之原理,是利用表面被覆材之電位基材電位不同,改變基材電位,脫離腐蝕電位範圍,在腐蝕環境下保持防蝕電位,防止腐蝕反應。在被覆材被消耗盡前,基材電位保持在防蝕電位範圍。
   
 
鋼材電氣防蝕中
防蝕電位 > -700mV
鋅之電位 -1200mV。 鋼材電位 -600mV(未被覆)
   
 
當鋼材表面被覆鋅時,基材鐵之電位改變為約-770mV。(當基材完成鋅、鋁鋅合金被覆,
基材電位-770mV≧-700mV,基材不會生袘G蝕。)
   
 
海邊重防蝕採用鋅鋁合金之原因:
 
金屬鋅在酸雨鹽害環境下,因酸、鹽成分會讓金屬,鋅產生活化現象,讓金屬鋅質量快速損失。為防止鋅活化現象,採用鋅鋁共耦合之結晶,使因環境無法改變因數,因酸及鹽化現象,所產生鋅金屬離子化現象,降到最低。若加上被覆材表面,施作中塗漆及耐候性耐酸及鹽害面漆,可以提高防蝕保護基期。
   
 
*鋅鋁熔射被覆材料選擇
 
1.
鋅85% / 鋁15% 單一線材,比率固定。( 成本較高 )
2.
鋁成分純度99.7%線材( 正極 ) + 鋅成分純度99.9%以上線材 ( 負極 ),二種線材分別進料,以適當容積比(55%),被覆基材上。
( 成本較低,但有可能比例發生問題,同時鋁熔點2600℃,鋅熔點較低,當溫度達到鋁熔點時,鋅因熔點較低,若溫度控制不好,會發生鋅氣化飛失,形成被覆皮膜為多鋁含鋅皮膜,非鋅鋁合金皮膜 )
 

 
伍.鋅鋁熔射、熱浸鍍鋅、塗料塗裝之比較:
 
鋅鋁熔射、熱浸鍍鋅、塗料塗裝之比較
 

 
陸.鋅鋁熔射腐蝕速率表:
 
鋅鋁熔射腐蝕速率表
 
1.本表係依據日本現在採用,其國內不同地區,腐蝕環境不同,熱浸鍍鋅最高腐蝕速率計算成。
2.經過噴灑鹽霧試驗,鋅鋁熔射為熱浸鍍鋅使用年限之4倍。
 

 
七.熔射基本施工過程:
 
熔射基本施工過程
 
 
噴砂清潔:
1.
噴砂表面處理須達SSPC-SP-10以上。
 
2.
表面粗度 25 ~ 70μm。
     
熔射噴塗:
1.
被覆材料鋅85%、鋁15%單一線材。
 
2.
被覆材料鋅線材成份99.9%純度以上。
被覆材料鋁線材成份99.7%純度以上。
 
3.
最小乾膜厚度,鋼構橋 80μm ~ 150μm。
     
封孔層噴塗:
1.環氧樹酯primer。
 
 
2.丁縮醛樹酯。
厚度:15μm ~ 25μm。
     
中塗漆噴塗:
環氧樹酯M.I.O中塗漆。
厚度:40μm ~ 60μm。
     
面漆噴塗:
聚氨基甲酸酯樹酯面漆。
厚度:60μm。
 

 
八.熔射噴塗作業檢驗依據規範:
 
 
1.
熔射層膜厚測試依據 ASTM E367,所規定之磁性膜厚計測試。
測試頻率:每50㎡熔射面積,取25測試點,每點測試5次,取平均值判定合格否。
 
 
2.熔射層附著強度依據 ASTM C633-79規定之測試方法,及測試 設備,判定合格否。
 
 
3.CNS規範
     
 
 
3.1膜厚試驗

 
CNS 1247
 
 
3.2密著性試驗

 
CNS 1247
 
 
3.3線材成份

 
ICP檢測
 
 
3.4附著量

 
CNS 1247
 
 
3.5機械試驗

 
CNS 2111
 

 
九.資料來源:台灣鍍鋅公司熱浸鍍鋅在台灣之耐用年限
 
台灣鍍鋅公司熱浸鍍鋅在台灣之耐用年限
 
台灣鍍鋅熱浸鍍鋅耐用年限計算法
   
 
熱浸鍍鋅厚度以75μm為基準,資料來源為台灣鍍鋅"鋼結構熱浸鍍鋅問答集"
   
 
耐用年限=(鋅附著量(μm/㎡) / 腐蝕速率(μm/㎡/year))x(0.9 或0.5)
K = 0.9 or 0.5表示鋅質量耗損值為,90% or 50%。
 

 
十.施工、測試儀器、熔射設備示意圖:
 
熔射施工相片   膜厚測試儀一
熔射施工相片
 
膜厚測試儀一
     
膜厚測試儀二    
膜厚測試儀二
   
 
火焰熔射系統
▲火焰熔射系統
 
爆震熔射系統
▲爆震熔射系統
 
電弧熔射
▲電弧熔射
 

 
十一.橋樑及設備在高污染源區,防蝕工法探討:
 
 
工法:
●塗料塗裝。
●熱浸鍍鋅。
●鋅鋁熔射。
   
 
採用何種工法須考慮事項:
●工作性( 廠內、工程現場 ),防蝕工程完成後,工程再加工性。
●防蝕基材尺寸穩定度。
●加工基材尺寸最大限制,形狀要求。
●預算。
●防蝕有效時間。
●保養維修費用。
   
   
 
三種工法優缺點比較:
   
 
塗裝工法:
1.表面加工快、無場地限制、加工基材無形狀尺寸限制。
2.初期預算低,維修保養費用高。
3.有效防蝕期限短3~7年。
   
 
熱浸鍍鋅:
1表面加工慢、需場內加工、加工設備有最大尺寸及形狀限制。
2.初期預算中等,維護及保養費用低。
3.有效防蝕期限20~30年。
   
 
鋅鋁熔射:
1.表面加工快、無場地限制、加工基材無形狀尺寸限制。
2.初期預算高等,維護及保養費用低,幾乎無。
3.有效防蝕期限30~50年。
   
 
環境汙染:
1.塗裝工法及鋅鋁熔射工法,需作噴砂除鏽作業。噴砂所產生污染問題。
2.熱浸鍍鋅不需噴砂作業,但會有廢水污染問題。
 

 
十二.塗裝工法、熱浸鍍鋅、鋅鋁熔射各時間成本比較:
 
塗裝工法、熱浸鍍鋅、鋅鋁熔射各時間成本比較
 
備註:
1.費用隨石油及金屬價格而定。
2.年限隨污染源及加工法變動。
3.一般保證意義為約幾年保養一次。
 

 
十三.塗料塗裝、熱浸鍍鋅、鋅鋁熔射特性之比較:
 
塗料塗裝、熱浸鍍鋅、鋅鋁熔射特性之比較
 
 
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