張 昭

（海軍裝備部，湖北 武漢 430060）

1 引言

為避免銅質(zhì)閥件在海洋環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕，現(xiàn)階段采取在閥體進口端面噴涂陶瓷涂層進行電絕緣防腐已成為一種通用的處理措施。為此陶瓷涂層噴涂質(zhì)量的直接影響著閥件的防腐蝕性能。為此在閥件噴涂涂層后，一般會結(jié)合閥件的使用壓力，開展密性試驗。筆者在對某型閥件陶瓷噴涂后進行內(nèi)場水壓力試驗時發(fā)現(xiàn)，閥體密封面凸臺以及安裝法蘭的陶瓷涂層表面存在微孔滲水情況，發(fā)現(xiàn)問題后，經(jīng)對同批次其他閥件進行逐件檢查，均存在不同程度的滲水問題。

2 原因分析

發(fā)現(xiàn)問題后，經(jīng)對陶瓷涂層技術(shù)指標及噴涂工藝進行梳理，比對問題現(xiàn)象，分析可能影響陶瓷涂層性能的主要指標共有3項。分別是涂層厚度、孔隙率、結(jié)合強度和密封性。具體關(guān)聯(lián)因素見表1。

表1 陶瓷涂層水密性主要關(guān)聯(lián)因素

3 試驗解析及定位

針對每項關(guān)聯(lián)因素，開展試驗與驗證進而對滲漏問題形成原因進行定位。

3.1 涂層厚度

使用測厚儀對故障件產(chǎn)品與合格件產(chǎn)品上的陶瓷涂層厚度進行檢測并比對發(fā)現(xiàn)，所有通海閥密封部位陶瓷涂層厚度在373～450μm，均在指標要求的350～450μm范圍內(nèi)，其他部位（法蘭斜面、法蘭外圓面、法蘭背面）陶瓷涂層厚度在270～480μm，均在技術(shù)協(xié)議要求的250～500μm范圍內(nèi)，其中故障件通海閥涂層厚度在383～450μm，合格品通海閥密封面陶瓷涂層厚度在373～446μm。比對兩類通海閥的密封面厚度無明顯差異，可排除涂層厚度導(dǎo)致通海閥滲水。

3.2 結(jié)合強度

參照GB/T 8642-2012，在實際產(chǎn)品凸臺密封面上整體進行結(jié)合強度測試。對故障件通海閥凸臺整體、合格通海閥凸臺整體進行了結(jié)合強度的試驗，試驗結(jié)果為：樣件1密封凸臺結(jié)合強度為21.56MPa，樣件2密封凸臺結(jié)合強度為21.74MPa，均滿足指標要求的結(jié)合強度≥20MPa的要求。

3.3 孔隙率

根據(jù)帶陶瓷絕緣涂層黃銅通海閥涂層指標要求，孔隙率≤1.5%。依據(jù)GB/T 17721-1999《金屬覆蓋層 孔隙率試驗——鐵試劑試驗》，鐵試劑法即通常所說的藍點法用以驗證涂層是否存在貫通性的孔隙。

通過對故障件采取藍點檢測的方法對比發(fā)現(xiàn)，故障件涂層封孔存在貫穿至基材的空隙；封孔處理試樣的腐蝕試劑中有變色現(xiàn)象。為此可以初步判斷涂層封孔可能為泄漏的原因。

4 故障再現(xiàn)及驗證

在進行上述大量對比試驗后，基本判斷產(chǎn)品故障的原因是在處理陶瓷涂層最后封孔工序時不合格，導(dǎo)致陶瓷涂層封孔不徹底，存在貫穿性孔隙，導(dǎo)致涂層透水。初步判斷為在封孔時，未控制封孔劑質(zhì)量，使用了流動性不夠、粘度過高的封孔劑，導(dǎo)致封孔不徹底。根據(jù)封孔工藝的要求，封孔劑允許的粘度范圍為3mPa·s～6mPa·s，在此粘度范圍內(nèi)可以保證其流動性及滲透性；若使用粘度過大的封孔劑，封孔劑不能有效進入涂層底層的孔隙，導(dǎo)致封孔效果不佳，受壓后凸臺內(nèi)側(cè)面出現(xiàn)輕微滲水。

在此基礎(chǔ)上開展故障再現(xiàn)試驗，采用粘度過大封孔劑和正常封孔劑對同批次噴涂的陶瓷涂層進行封孔操作并進行對比試驗驗證。

模擬采用粘度過大和合格封孔液進行封孔處理后，基本再現(xiàn)了通海閥陶瓷涂層出現(xiàn)故障的狀態(tài)：使用粘度過大的封孔劑，導(dǎo)致涂層封孔效果不佳，最終導(dǎo)致工件試壓后凸臺側(cè)面出現(xiàn)輕微滲漏。

采用規(guī)定粘度的封孔劑按規(guī)定工藝進行重新封孔處理后，試驗結(jié)果顯示可以有效杜絕冒汗及滲水現(xiàn)象。

5 結(jié)論

瓷涂層噴涂工藝的封孔處理，需作為特殊過程進行嚴格過程控制，對封孔劑粘度進行重點控制，必要時開展定期檢驗或抽檢，以保障封孔實施的有效性。