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产品技术方案
创建于2024.10.18
星科金属防腐技术方案
一、技术简介
工件处于高盐雾,高湿度,涨潮落潮的复杂环境下,高强度紧固件防腐防护设计面临巨大挑战。按照国家标准的要求一般防腐等级应达到C5或CX的标准。按防腐标准，C5需要中性盐雾≥2000h，CX需要中性盐雾≥4000h。传统防腐处理一般C5为100μm热镀锌，CX一般为120-150μm热镀锌。目前也有部分单位采用304不锈钢紧固件的方案。
但在实际使用过程中，热镀锌存在以下问题：
1、由于厚度过厚影响与基体表面的结合力，容易造成脱锌等问题，防腐能力反而下降。
2、由于锌层表面过软，厚度过高后影响工件之间的咬合力，特别以紧固件为代表的安全连接件，由于锌层厚度过高引起牙之间空隙加大，造成受力不平衡，导致紧固件失能甚至断裂现象。一般认为紧固件不建议表面镀层厚度超过60μm，最好不超过30μm，因此热浸锌处理的紧固件难以达到C5的要求，一般60μm的紧固件耐中性盐雾性能在500h左右，特别为避免镀层过厚，一般螺母内牙无热浸锌涂层。
3、由于锌层表面容易与氧气反应生成海绵状氧化锌（白锈），在海洋环境下容易吸潮，加速基体后续腐蚀。同时白锈还会导致紧固件等连接件装卸困难，影响后续维护。
4、同时在100μm及以上热镀锌镀层需要特殊工艺，一般很难做到厚薄均一，很难达到单点≥100μm，容易出现积锌的情况。同时也易产生以次充好的现象。
5、生产过程中会产生废水、废酸、锌蒸汽污染等问题
同时在实际使用过程中不锈钢紧固件存在以下问题：
1、由于不锈钢力学性能与合金钢相比会低很多，在关键节点容易因紧固件力学性能不足导致失能现象。
2、常规304不锈钢紧固件一般耐中性盐雾为400h左右，特别由于以次充好的现象时有发生，部分304紧固件中性盐雾200h即出现红锈。
3、不锈钢紧固件由于不锈钢容易发生形变，造成紧固件锁死的现象，为后期维护造成不便。
4、不锈钢价格较高，特别受国际镍价的影响较大。
为解决以上问题，我司推出了气体渗透与改性涂层相结合的复合防腐技术，该技术与传统技术相比有几大优势：
1、防腐性能中性盐雾≥4000h,满足CX的防腐标准。
2、由于是渗层和镀层复合防腐工艺，在表面镀层被破坏情况下，中性盐雾≥1000h。经测试可将维护时间由一个月一次拉长至三个月至半年，极大减少维护成本。
3、镀层厚度为15-20μm，同时改善了基体表面硬度和抗疲劳能力，对结构稳定性有较大改善。
4、我司技术与热浸锌相比防腐性能至少提高4倍，而价格仅提高一倍，有相当的性价比优势，与不锈钢紧固件相比性价比优势更是明显，最重要的是大大降低了后期的维护成本。
我司该技术成功通过了由中国表面工程协会组织的，韩布兴院士作为专家组组长的成果评价，评价为国际先进。
二、技术方案
1、光伏、风电用紧固件方案
防腐技术 | 中性盐雾腐蚀 试验（小时） | 铜盐加速腐蚀 试验（小时） | 与基体结合力 | 是否改善基体力学性能 | 环境污染物 | 大致价格（具体根据型号有变动） |
热镀锌(60μm) | 500 | 60 | 优异 | 否 | 酸洗、助镀液 | 10000 |
MSG2000 | 2000 | 200 | 优异 | 是 | 无 | 20000 |
MSG4000 | 4000 | 400 | 优异 | 是 | 无 | 30000 |
C5采用MSG2000方案，CX采用MSG4000方案，具体技术指标见下表：
产品盐雾对比：
60μm热浸锌螺母中性盐雾480h | 304不锈钢中性盐雾240h |
304不锈钢中性盐雾480h | MSG2000螺母中性盐雾480h |
MSG2000螺母中性盐雾2160h | MSG2000螺母中性盐雾3600h |
MSG4000螺母中性盐雾2160h | MSG4000螺母中性盐雾4160h |
星科高强度耐腐紧固件与不锈钢紧固件的性能比较表（M12）
304（A2-70） | 304（A2-80） | 35CrMo(星科) | XK10(星科) |
|
抗拉强度（Mpa） | >700 | >800 | 1083 | 1221 |
屈服强度（Mpa） | >450 | >600 | 1079 | 1137 |
芯部硬度Hrc | >14 | >14 | >22 | >35 |
断裂生长率% | 40 | 40 | 15 | 14 |
截面收缩率% | 60 | 60 | 58 | 48 |
中性盐雾（h） | 400 | 400 | 2000 | 4000 |
价格（元/吨） | 23000-26000 | 250000（无国产件） | 20000 | 40000 |
二、维护方案
我司针对后期维护，专门研发石墨烯环氧富锌自干喷漆。由于我司技术表面镀层破坏后耐中性盐雾1000h以上，一般针对露底部分喷上石墨烯环氧富锌自干喷漆即可，该漆可单层耐中性盐雾800h以上。如有极少数点锈部分，采用便携式激光除锈机除去点锈，喷上石墨烯环氧富锌自干喷漆即可。