Газопламенное нанесение: технологии, преимущества и недостатки

Газопламенное напыление порошковых полимерных покрытий представляет собой уникальный метод, который позволяет наносить защитные и декоративные слои на различные поверхности. Технология основывается на использовании сжатого воздуха и горючего газа, что позволяет достигать высоких температур и хорошего сцепления покрытия с основанием.

Суть процесса газопламенного напыления

Процесс газопламенного нанесения включает в себя следующие этапы:
Сжатие воздуха: Струя сжатого воздуха с взвешенными в ней частицами порошка пропускается через факел пламени.
Нагрев порошка: Частицы порошка нагреваются до размягчения или расплавления в открытом пламени.
Нанесение на поверхность: Размягчённые частицы при ударе о подготовленную поверхность прилипают к ней, формируя сплошное покрытие.

Последующие слои полимера наносят при перемещении горелки в продольном и поперечном направлениях. Последний слой покрытия оплавляют пламенем горелки без подачи порошка для выравнивания толщины покрытия. При напылении порошок должен направляться перпендикулярно к покрываемой поверхности. Расстояние от сопла горелки до изделия выбирается опытным путем в зависимости от применяемого полимера, материала изделия и конструкции газопламенного оборудования.

При выборе режима нанесения следует учитывать, что температура газового потока зависит от давления сжатого воздуха (температура повышается с уменьшением давления) и расстояния от сопла, достигая максимума на расстоянии 60 мм от горелки. Наиболее качественные покрытия получаются при давлении воздуха 1.8-2.2 атм. и расстоянии от сопла горелки не менее 100 мм. При этом температура частиц полимера составляет 80-190⁰С, в зависимости от давления воздуха и расстояния от сопла горелки. Газопламенным способом возможно нанесение толстых (1-3 мм) слоев покрытия, которые невозможно создать при других способах нанесения.

При газопламенном способе нанесения происходит частичное окисление полимера под действием повышенной температуры и продуктов сгорания горючего газа. Окисление полимера способствует улучшению адгезии покрытия, хотя и ухудшает эластичность, износостойкость и некоторые другие свойства покрытия. Для устранения этих недостатков в состав порошковых композиций, предназначенных для газопламенного нанесения, добавляют специальные технологические добавки и антиоксиданты. Поэтому для газопламенного нанесения рекомендуется использовать материалы, разработанные именно для газопламенного нанесения. Применение других порошковых составов, предназначенных для другого способа нанесения, может значительно ухудшить свойства и долговечность покрытия.

Фракционный состав наносимого полимера также влияет на качество покрытия. Более мелкие частицы легко сгорают в пламени, более крупные не успевают расплавиться в полете, поэтому в результате образуются бугристые покрытия. Для устранения этих недостатков для газопламенного нанесения выпускаются специальные марки порошковых материалов, имеющие специальные добавки и фракционный состав, оптимальные для газопламенного нанесения покрытий на поверхность металла. Покрытия из таких материалов после газопламенного нанесения не ухудшают своих свойств и сохраняют их в течение длительного времени.

Для газопламенного (термического) порошкового окрашивания не требуется заряжать изделие и частицы порошка для создания электростатического поля. Это означает, что этим способом можно окрашивать практически любую поверхность: не только металлы, но и бетон, стекло, керамику, дерево и многие другие материалы. Газопламенная покраска исключает необходимость использовать громоздкие печи и камеры полимеризации и выводит порошковую покраску на новые рубежи применения данной технологии, поскольку оборудование для распыления является портативным и универсальным. Его также используют не только для нагревания поверхности, напыления порошка, но и для повторного нагрева с целью выравнивания поверхности и ремонта дефектов покрытия.

В ремонтной практике нанесение полимерных покрытий газопламенным способом применяют для выравнивания сварных швов и неровностей на поверхностях кабин и деталей автомобилей, тракторов, комбайнов, катеров и т.п. Перед нанесением покрытия газопламенным способом поврежденные поверхности с вмятинами и неровностями должны быть выправлены, а трещины и пробоины заварены. Поверхность сварных швов должна быть зачищена шлифовальной машинкой до удаления острых углов и кромок. Поверхности вокруг сварных швов и неровностей зачищают до металлического блеска. Подготовленная поверхность не должна иметь окалины, ржавчины и загрязнений. Наилучшей подготовкой является пескоструйная обработка окрашиваемой поверхности.

Среди недостатков данной технологии можно отметить то, что покрытия не всегда имеют ровную поверхность, и их значение скорее функциональное, нежели декоративное. Но для таких крупногабаритных объектов как мосты, опоры, корпуса кораблей или водонаборные башни важнее защита от коррозии и ржавчины, чем незначительная неровность в покрытии.

Метод газопламенного напыления не нашел широкого еще применения по следующим причинам:

• частичное окисление полимера при напылении и связанное с этим снижение физико-механических свойств покрытия требуют применения специальных стабилизированных материалов для газопламенного нанесения для получения качественных покрытий;
• необходимость использования оборудования, работающего под давлением (газовые баллоны) и пожароопасность процесса нанесения;
• низкая производительность окраски по сравнению с традиционными методами;
• сложность контроля технологического процесса нанесения покрытия;
• более высокая стоимость покрытия. Ориентировочная стоимость 1 кв.м покрытия толщиной 0,8 мм, наносимого методом газопламенного напыления, примерно в 2 раза больше, чем стоимость одного покрытия, получаемого во взвешенном слое.

Уникальными достоинствами данной технологии являются:

• возможность наносить покрытия в нестандартных условиях, на месте эксплуатации изделий, без демонтажа крупногабаритных конструкций;
• возможность наносить покрытия большой толщины (1-3 мм) на различные материалы (металл, чугун, бетон, стекло и т.д.);
• гибкость технологии и простота и мобильность оборудования;
• легкость и простота обслуживания оборудования;
• минимальные производственные площади для размещения и использования оборудования.

Метод газопламенного напыления представляет собой интересный и многообещающий способ нанесения полимерных покрытий, особенно для крупных промышленных объектов. Его уникальные характеристики и гибкость применения позволяют решать задачи, которые не под силу традиционным технологиям. Благодаря возможности создания толстых покрытий и разнообразию материалов, газопламенное напыление становится всё более актуальным выбором в различных отраслях.

Мы являемся производителями портативной установки ANTICOR POLY для газопламенного напыления термопластичных защитных покрытий, разработанной для эффективной работы в разнообразных условиях эксплуатации.

Установка ANTICOR POLY отличается высокой мобильностью, что позволяет выполнять крупные заказы в короткие сроки и адаптироваться под индивидуальные требования клиентов.

ANTICOR POLY — это:

• Отечественное производство. Установка разработана и создана на территории России. Вы имеете возможность напрямую обращаться к производителю по любым вопросам.
• Экономия средств. Благодаря технологичности, практичности и высокой эффективности оборудование ANTICOR POLY быстро себя окупает, и вы сможете оптимизировать свои расходы.
• Экологичность и безопасность. Все наши решения соответствуют самым строгим экологическим и нормативным требованиям, обеспечивая безопасность как для ваших сотрудников, так и для окружающей среды.

Звоните прямо сейчас!

Будем рады сотрудничеству!

Gas-flame spraying of powder polymer coatings is a unique method that allows applying protective and decorative layers on various surfaces. The technology is based on the use of compressed air and flammable gas, which allows to achieve high temperatures and good adhesion of the coating with the base.

The essence of the gas-flame spraying process

The process of gas flame spraying includes the following steps:
Air compression: A jet of compressed air with powder particles suspended in it is passed through a flame torch.
Powder heating: The powder particles are heated until they soften or melt in an open flame.
Surface application: The softened particles adhere to the prepared surface on impact, forming a continuous coating.

Subsequent layers of polymer are applied by moving the torch in longitudinal and transverse directions. The last coating layer is melted with the torch flame without powder supply to equalize the coating thickness. When spraying, the powder must be directed perpendicular to the surface to be coated. The distance from the nozzle of the torch to the product is selected experimentally depending on the polymer used, the material of the product and the design of the gas-flame equipment.

When selecting the application mode, it should be taken into account that the temperature of the gas flow depends on the compressed air pressure (the temperature increases with decreasing pressure) and the distance from the nozzle, reaching a maximum at a distance of 60 mm from the burner. The most qualitative coatings are obtained at air pressure of 1.8-2.2 atm. and distance from the burner nozzle not less than 100 mm. The temperature of polymer particles is 80-190⁰С, depending on air pressure and distance from the burner nozzle. By gas-flame method it is possible to apply thick (1-3 mm) layers of coating, which cannot be created by other methods of application.

At the gas-flame method of application there is a partial oxidation of the polymer under the action of increased temperature and combustion products of combustible gas. Oxidation of the polymer contributes to improved adhesion of the coating, although it worsens the elasticity, wear resistance and some other properties of the coating. To eliminate these disadvantages, special technological additives and antioxidants are added to powder compositions intended for gas-flame application. Therefore, for gas-flame application it is recommended to use materials developed specifically for gas-flame application. The use of other powder compositions designed for other application methods can significantly degrade the properties and durability of the coating.

The fractional composition of the applied polymer also affects the quality of the coating. Smaller particles burn easily in the flame, larger particles do not have time to melt in flight, so the result is a lumpy coating. To eliminate these disadvantages, special grades of powder materials with special additives and fractional composition optimal for gas-flame coating of metal surfaces are produced for gas-flame application. Coatings made of such materials after gas-flame application do not deteriorate their properties and retain them for a long time.

Gas-flame (thermal) powder coating does not require charging the product and powder particles to create an electrostatic field. This means that almost any surface can be painted with this method: not only metals, but also concrete, glass, ceramics, wood and many other materials. Gas-flame painting eliminates the need to use bulky ovens and polymerization chambers and brings powder coating to new frontiers of application of this technology, as the spraying equipment is portable and versatile. It is also used not only for heating the surface, spraying powder, but also for reheating to level the surface and repair coating defects.

In repair practice, the application of polymer coatings by gas-flame method is used to smooth welds and irregularities on the surfaces of cabins and parts of cars, tractors, combines, boats, etc. Before coating by gas-flame method, damaged surfaces with dents and irregularities should be straightened, and cracks and holes should be welded. The surface of the welds shall be cleaned with a grinder until sharp corners and edges are removed. Surfaces around welds and irregularities shall be scraped to a metallic shine. The prepared surface should be free of scale, rust and dirt. The best preparation is sandblasting of the surface to be painted.

Among the disadvantages of this technology can be noted that the coatings do not always have an even surface, and their value is functional rather than decorative. But for such large-sized objects as bridges, supports, ship hulls or water towers, protection against corrosion and rust is more important than a slight irregularity in the coating.

The gas flame spraying method is not yet widely used for the following reasons:

• partial oxidation of the polymer during spraying and the associated reduction in the physical and mechanical properties of the coating require the use of special stabilized materials for gas flame spraying to obtain quality coatings;
• necessity to use pressurized equipment (gas cylinders) and fire hazard of the application process;
• low productivity of painting in comparison with traditional methods;
• difficulty in controlling the technological process of coating application;
• higher cost of coating. The approximate cost of 1 square meter of coating 0.8 mm thick, applied by gas-flame spraying, is about 2 times more than the cost of one coating obtained in a suspended layer.

The unique advantages of this technology are:

• the possibility to apply coatings in non-standard conditions, at the place of use of products, without dismantling large-sized structures;
• possibility to apply coatings of large thickness (1-3 mm) on various materials (metal, cast iron, concrete, glass, etc.);
• flexibility of technology and simplicity and mobility of equipment;
• ease and simplicity of equipment maintenance;
• minimum production space for placement and use of equipment.

The gas-flame spraying method is an interesting and promising method of polymer coating, especially for large industrial facilities. Its unique characteristics and flexibility of application allow it to solve problems that traditional technologies cannot. Due to its ability to create thick coatings and the variety of materials available, gas flame spraying is becoming an increasingly relevant choice in various industries.