解决水电厂的空蚀和泥砂磨损问题（三）

三、涂层设计和施工

1． 涂层设计

（1）底漆
E-504在底材上使用之前，需要设计相应的底漆，底漆的作用是为了增进附着力，所以设计厚度应该以越薄越好，一般施工一道即可。下面是底漆的类型和设计厚度：
钢和不锈钢：P302底漆，干膜厚度约30-50微米
铝： VBAP底漆，干膜厚度约30-50微米
混凝土、木材和玻璃钢：UTS底漆，干膜厚度约30-50微米
（2）E-504涂层
E-504涂膜厚度应根据底材的不同而不同，如底材的疏松度、纹理以及期望达到的保护度。基于特殊保护要求的施工位置的变化。下面推荐的干膜厚度，仅供参考。
轻微磨损：
787到965微米
中度磨损：
1067到1727微米
重度磨损：
1778到2540微米
（3）面层
E-504属于芳香族涂料，在紫外光的照射下，会有轻度的变色和粉化。对于有美观需求的区域，应设计推荐脂肪族聚氨酯面漆，例如：E-200等

2． 施工

（1）表面处理：
所有的表面必须清洁、干燥，无潮气、灰尘、油污、油脂、滑膜、表面化学品以及其它污染物，底材表面可以是制造缺陷、尖锐的棱角、疏松的水泥。所有以前喷涂过的底材必须彻底清除干净，为良好的附着力作好准备。
A. 钢表面
对于具体施工的钢表面必须喷砂清洗干净，喷砂清洁度必须达到接近金属白色（SSPC-SP10或者Sa-2.5），或达到金属白色（SSPC-SP5或者Sa-3）的要求。
喷砂处理之前，过多的铁锈都应该用机械方法去除。根据SSPC-SP1中的“溶剂清洗”法，可以清洗掉所有的油污、油脂、焊缝熔化物、和其它表面污染物。
喷砂处理过的表面应在同一天内进行喷涂，一定要在可见铁锈和污染物出现之前喷涂。如果喷砂之后又有铁锈或污染物出现，那么喷涂之前表面应重新喷砂。
B. 混凝土表面
被油污、油脂、灰尘等污染了的混凝土表面，在喷砂之前必须用XTW-UCC清洗剂清洗干净。对于附着力很高的污染物，则需要用高压清洗设备来清除。应用修补材料修补空洞或缝隙。
所有的表面在喷涂之前，其上的松散物、外来物、灰尘和脏物必须用电动工具清除干净。
（2）E-504施工
在底材清理干净准备完毕后，先喷涂施工底漆。（施工细节略）
E-504采用无气喷涂设备施工，需要2000psi(13780kpa)的压力，并且以3.8升/分钟的输出量喷涂E-504，推荐使用自清洁喷嘴，尺寸为0.021英寸到0.027英寸，喷涂扇面最少40度的无气喷涂设备。E-504也用于空气喷涂设备。滚涂或涂刷通常仅用于膜厚不高和修补工作。
E-504采用至少两道的喷涂工艺以达到合适的膜厚要求。大多数要求的膜厚要三道或更多道施工后才能达到。E-504涂层表干后30到60分钟再喷涂下一道。在加厚E-504之前，如涂层表面有污染物存在，必须清除干净。所有的表面必须涂膜均匀，无空洞、针孔和水泡。
四、应用实例
20世纪70年代中叶，美国开垦总署对E-504进行了为期5年的实验室研究，该研究的目的是在为美国华盛顿州的GRAND COULEE大坝上面的鼓形门寻找保护性涂层。与E-504同时参与对比试验的有来自很多公司的30多种不同涂料，最终，E-504以其卓越的性能战胜了所有的其他产品。根据这项长期的试验评估，美国开垦总署以E-504的性能作为了该大坝工程的指标。在处理之前，这些钢制鼓形门正经历着无法形容的严重空蚀和泥沙磨损，钢表面有非常严重的腐蚀空洞。这些大坝鼓形门经过严格质量控制的施工后，使用10年后，虽然一直经历着苛刻的环境，E-504依然完全保护着这些钢制鼓形门。自从1980-1981年在GRAND COULEE大坝上得到应用以来，E-504相继被美国陆军工程公司[3]设计采用在哥伦比亚河上的其它几座水电大坝的过流部位。其中包括：Chief Joseph, The Dalles, Dry Falls, McNary, Wyanoochie, Libby等大坝。
在过去，美国科罗拉多河上的Hoover大坝发电厂的水轮机的空蚀问题严重，以往的保护性涂料在使用几个月后就需要重新涂装。1978年，原来的涡轮机被23台新的日历牌替换。美国开垦总署推荐涂装E-504涂料，以消除涂料因为空蚀带来的金属磨损和腐蚀问题。1978年工程结束，12年后再观察，E-504依然使用良好，有效地发挥着作用。

在英国的一个高水头水力发电站，有些不锈钢边门控制着水流从上面流进水轮机内。水流里面含有大量的淤泥，严重腐蚀着不锈钢边门，每三年就需要耗费大量的资金来更换。1986年，E-504解决了这个需要频繁更换的问题。E-504还施工在了涡轮机的内部，至今使用良好，非常好地解决了空蚀问题。

五、结语

美国联合涂料公司目前正在促进E-504涂料在国内各行各业的应用。基于E-504涂料的优异性能和在水利电力行业具有长达20多年的应用历史，E-504必然会在此行业得到大面积的应用。

参考文献和备注
[1] 黄继汤.空化与空蚀的原理及应用.北京：清华大学出版社，1991.
[2] 美国开垦总署：US Bureau of Reclamation, Department Of Interior, Denver 联系工程师：Bernir James 电话：001-303-2366182