获奖项目名称：

钢构件多元素合金粉末共渗长效防腐技术研发及工程应用

第一完成单位：

中国铁道科学研究院研究院集团有限公司

项目联系人：

贾恒琼

联系人电话：

13811970212

联系人邮箱：

hengqiong@163.com

项目简介：

  我国铁路运营里程超过15万公里，在严酷环境下服役的铁路桥梁和隧道附属钢结构、声屏障钢构件等外露钢构件的腐蚀严重，通过钢构件现场调研发现，虽然采取了防腐措施，仍普遍存在锈蚀问题，这不仅加速了构件的劣化失效，更增加了维护成本和安全隐患。近年来桥隧结构在铁路中的占比越来越大，特别是在交通不便的高原山区、沿海地区的铁路，为了达到少维护、甚至不维护的目标，对铁路相关钢构件的防腐也提出了更高要求。
  本项目发明了锌铝合金粉末组成的多元素渗剂、新型环保水性钝化液和水性封闭漆，开创了锌铝合金粉低温共渗技术，形成了自主知识产权的多元素合金粉末共渗、钝化和封闭及其成套工艺。防腐体系具有渗层硬度高、优异的耐磨耐磕碰性、耐腐蚀时间长等特点，耐盐雾试验超过2200h，90J落锤冲击后耐盐雾试验超过1200h，加工过程无粉尘、废液排放，实现了工业生产的环境友好性。。
  本项目创新了锌铝合金粉可控生产工艺，为防止成分偏析，采用高频双极熔化炉精炼二元合金熔液，通过超音速气体雾化器以横喷方式，预热氮气增压置入系统，实现绝氧雾化保护在高压风机气流的循环推送下雾化喷粉；通过旋风分离和离心分级可控分离不同粒径粉体，形成高精度粒径分布的球形锌铝合金粉末；通过渗剂成分设计，配合铝镁合金粉和稀土金属等制得多元素粉末渗剂。采用自动闭环配料均化、与工件协同入炉工艺，保证了工件单位面积渗剂用量匹配；通过主动排气实现低氧共渗条件，结合炉膛炉胆温度联动控制，实现了共渗温度均匀可控；相比现有渗锌加热温度降低20℃～40℃，实现了低温共渗工艺，降低了防腐工艺对工件性能的不利影响，达到节能减排、环保的效果。通过悬链线实现了自动化的钝化、封闭处理，新型环保水性钝化液活性成分可使共渗工件表面形成钝化膜，对工件表面渗层孔隙也具有良好的填充与钝化能力，具有良好的耐盐雾性能。研制了钝化层外表面用水性单组分封闭漆，能够保证外观的一致性，同时具有良好的耐候性。采取浸涂工艺，使涂膜更加完整，提高了涂料的利用率，达到节能增效的效果。
  本成果已广泛应用于铁路钢构件设计和工程建设中，从2018年以来，包括铁路混凝土桥梁人行道钢支架、T梁预埋件、箱梁预埋件、钢栏杆、吊围栏、声屏障预埋件、接触网隧道预埋槽道等防腐加工，在拉林、集大原、包银、沪渝蓉、合新、津潍、沪宁合等铁路工程项目中获得成果应用，2024年8月回访调研，各种钢构件表面外观无变化、涂层完好。项目完成单位近三年新增收入42680.12万元，新增利润5252.04万元，新增税收3564.88万元。
本项目获国家发明专利15项，实用新型专利4项，形成标准9项，发表论文30篇。