油浸式变压器防腐涂料与涂装

油浸式变压器防腐涂料与涂装

谭恒志

海鸿电气有限公司 广东江门 529339

引言：油浸式变压器（下面简称：变压器）一般使用在户外环境，例如：城市、乡村、工业区、海边、海上平台、戈壁等等，有些地区环境非常恶劣，变压器外部涂层除了经受常年环境温湿度变化，还要经受日晒雨淋、大气酸雨、盐雾的侵蚀，甚至要经受风沙对涂层的侵蚀、紫外线对涂层的损害。变压器涂层一旦损坏，其金属材料与周围环境会直接接触，发生金属腐蚀，若是钢材的金属腐蚀表现为表面生锈，当钢材锈蚀穿透时，变压器就会发生漏油故障，若发现不及时，最终会发生变压器缺油烧坏故障，严重影响到广大人民的经济生产生活秩序，甚至生命财产。

油浸式变压器内部长期浸泡着变压器油，变压器油面温度最高可达到100℃，内部涂层需考虑具有良好的耐油性、耐温性能，否则会出现变压器油与内壁漆发生化学反应的情况，会影响到油的质量，会导致变压器发生绝缘故障。

变压器对其防腐涂料的要求是非常高的，在防腐涂料的选用及涂层的设计，需考虑变压器应用的环境及使用年限的要求。

一、内壁漆的选用

变压器内壁涂料要求有很好的防腐蚀性、耐溶剂性，变压器内部长期浸泡变压器油，为了保证油品质量，还要求漆膜无变化、不起泡、不溶胀、不剥离、不污染油品。

变压器内壁涂料通常采用环氧类涂料，以环氧树脂为主要成膜物质，采用化学性质稳定的颜填料，耐溶剂性能较好。

常用的环氧类涂料有：单组份和双组份。

1、单组份

环氧酯是环氧树脂与脂肪酸经酯化反应制得，具有良好的气干性、低温烘干性和无混合使用期。

环氧酯涂料有酯基，所以耐碱性不好，但强于醇酸树脂涂料的耐碱性。

2、双组份

双组份环氧树脂漆的粘接力强劲，由于原料中有羟基等基团，因此树脂能与相邻的分子有较强的作用力，其次环氧树脂漆的耐化学品性也十分优秀，一旦环氧树脂被固定好之后，就能生成耐酸碱的苯环，这种抗有机溶剂的性能是其特属。其收缩力很小，相比起其他的涂料，环氧树脂漆与固化剂发生一定的化学反应后几乎没有副产物产生。

3、单组份环氧脂漆与双组份环氧树脂漆的对比

单组份环氧酯油漆属于自干油漆，干燥过程中空气中的氧和树脂中的不饱和键反应，同时催干剂的加入也加速其干燥，但是化学反应非常少，故此交联密度较低；

双组份环氧漆，干燥过程中发生了化学反应，交联密度比较高，形成了三维网状的空间结构，致使漆膜具有非常好的耐油、耐化学品性、耐酸碱性。

双组份具有更好的耐油性，但是其存在使用的局限——混合使用期，单组份环氧酯油漆无混合使用期。

4、油箱的型式与涂装工艺的选取

常见的变压器油箱有波纹式油箱和平壁油箱，波纹式油箱通常用于小型变压器，波纹式油箱由于其波纹片间隔小及片腔空隙小，两片之间的中心距通常是45mm左右，片的内腔宽度通常是6mm左右，因此通常采用淋涂工艺。平壁油箱通常用大中型变压器，箱内平整，箱内空间大，喷涂方便、简单，通常采用喷涂工艺。

大中型变压器的喷涂，可采用无气喷涂，效率高，工艺操作方便。

双组份涂料的工艺把控：要按涂料要求匹配A、B组分比例；对涂料流平性的控制及出现流平差的修复；淋涂厚度的把控。

二、外壁漆的选用

变压器外壁涂料要求有很好的防腐蚀性、附着力、耐候性、保光保色性，变压器外部长期暴露在大气中，与空气中水分长期接触，承受日晒雨淋。因此外壁涂料通常由两层或三层涂料组合而成，视大气环境而定，两层组合：底漆+面漆；三层组合：底漆+中间漆+面漆。

1、外壁底漆

外壁底漆的主要作用防腐蚀性，增强面漆的附着力。从工艺及性能的角度选，底漆选用双组份环氧树脂类底漆的防腐蚀性是非常优秀，并且前述提到油箱内壁选用双组份涂料的耐油性较好，油箱内壁及外壁底漆均采用双组份环氧树脂漆，通用性强，施工方便。

2、中间漆

按ISO12944的大气环境划分标准，通常是产品在C4及以上的大气环境下运行，产品的防腐方案靠底漆与面漆的防腐性能是不足的，需增加中间漆，中间漆是增强涂层的防腐性能，与底漆与面漆保持良好的附着力，最常用是环氧厚浆漆，以环氧云铁中间漆和环氧玻璃鳞片涂料最为主。涂料通过加入片状颜料，使涂层形成独特的“迷宫”式屏蔽结构，增强屏蔽作用和抗渗透作用。

中间漆主要用于腐蚀级别高的环境，要求起到非常好的防腐能力，就必须选择双组份涂料。

体型小的变压器，可采用有气喷涂，每次调料少，产生的尾料少，喷涂出来的涂层质量较为平整、光滑。体型大的变压器，可采用无气喷涂，一次调料多，产生尾料多，上漆厚度高，效率高，但是表面较为粗糙。

3、面漆

面漆主要作用是耐候性，耐大气老化，抵抗紫外线，保光保色，具有较好的装饰性，具有一定的防腐性能，防腐性能是不及中间漆和底漆，但可以起到保护中间漆及底漆的作用，因为中间漆及底漆的耐候性不足，若没有面漆的保护很容易老化。

普通面漆有醇酸树脂涂料、氯化橡胶涂料、丙烯酸涂料；高性能面漆有聚氨酯涂料、氟碳涂料、聚硅氧烷涂料。

普通面漆的总体性能效果不是太能让人满意——在紫外线照射下容易褪光及变色或漆膜耐温差等问题，已经逐渐少为人用。

高性能面漆方面最为常用是聚氨酯涂料，也分为单组份和双组份。单组份涂料还是存在一些缺点，其干燥速率受空气中湿度影响较大。在冬季低温和低湿度环境下，反应缓慢，成膜固化是会产生二氧化碳，不适合高厚度漆膜方案，即不适合高防腐要求涂层方案使用。而双组份则可以解决单组份的缺点，其关键在于控制A、B组份的配比及施工时间，施工的技术含量要求比单组份高。而氟碳涂料与聚硅氧烷涂料比聚氨酯涂料的性能更优越。

4、方案的选型

涂料施工前的工件表面处理也是非常关键的，试验：A样品：没有进行酸洗磷化处理，B样品：进行了酸洗磷化处理，A、B样品的涂层方案采用底漆+面漆，进行耐盐雾测试，结果差异非常明显。

A样品在耐盐雾测试96小时，板面划线处开始起泡，直到768小时，划线处有一个泡＞4mm。

B样品在耐盐雾测试96小时，板面划线处开始起泡，直到864小时，泡大小都不超过2mm。

通过对比试验可以知道工件喷涂涂料前的处理是非常关键的，直接会影响涂层的寿命。

涂料厂家的选择也是非常关键的，进行了一项试验，由厂家提供聚氨酯类面漆样品，放在QUV-B紫外灯老化设备进行耐老化测试：

A厂家：500小时：外观无明显变化；1000小时：色差：△E=0.4、失光率：-3.3%；1500小时：色差：△E=0.55 、失光率：-1.11%；2000小时：色差：△E=0.55、失光率：-4.44%。

B厂家：500小时：外观无明显变化；1000小时：色差：△E=0.3、失光率：2.2%；1500小时：色差：△E=0.45 、失光率：6.74%；2000小时：色差：△E=0.5、失光率：1.12%。

C厂家：500小时：外观略微变黄；1000小时：色差：△E=3.2、失光率：-21.4%；1500小时：色差：△E=2.7 、失光率：-14.77%；2000小时：色差：△E=2.9、失光率：-14.77%。

D厂家：500小时：外观略微变黄；1000小时：色差：△E=2.5、失光率：7.78%；1500小时：色差：△E=4.2 、失光率：-5.68%；2000小时：色差：△E=6.65、失光率：-47.73%。

试验结论：A、B厂家的样品在2000小时内的测试后，其色差变化不大，保光效果较好。C、D厂家的样品容易失色失光。

5、涂装工艺

变压器的边角较多，边角的上漆厚度最难保证，往往是这些地方开始生锈，工艺重点是边角的防腐问题。

设计层面进行考虑减少边角处，以钝边、角为主；对边角处进行预涂装处理，有效防止边缘腐蚀。

三、小结

变压器对其防腐涂料的要求是非常高的，在防腐涂料的选用及涂层的设计，需考虑变压器应用的环境及使用年限的要求。这样才能确保变压器长期可靠运行。

参考文献：

1.李荣俊 重防腐涂料与涂装 北京：化学工业出版社，2013.8