专利名称：储液水槽衬里及其敷设方法
技术领域：
本发明涉及粘结至容纳液体的金属结构的衬里和敷设及粘结该衬里的方法。
背景技术：
储液结构，例如冷却塔、蒸发冷凝器，和其它用于冷却或冷凝以及存储蒸发液体的蒸发系统遭受机械应力并且暴露在腐蚀性环境中。使用在水中的用于控制水化学kkk以及防止生物生长的化学药品也可对金属结构部分产生不利作用，除非被仔细地监控，该作用将促进腐蚀。这种结构通常由添加了特种元素的钢、不锈钢、或塑料制成，以保护水槽不受腐蚀。塑料或聚合物结构可以由FRP或聚丙烯或类似材料制成。紧固件被用于将这些面板附着在一起。这些面板之间的接缝通常被单独地密封以便给这些区域以额外的保护。这些金属结构很可能在接缝处或其附近渗漏。接缝通过丁基橡胶带和/或填塞来密封。现有技术的系统中包括使用镀锌的，塑料的或不锈材料来存储液体并防止腐蚀。镀锌的水槽和结构对腐蚀提供了有限的抵抗。长时间的暴露在尤其是具有高浓度氯化物等的净化水中，可破坏镀锌涂层。镀锌涂层的失去使得面板暴露在腐蚀性液体中，从而导致了对修补或替换该结构或部分的需要。不锈水槽和水池很昂贵并且易受特定水化学品，例如高浓度氯化物的腐蚀。为了在结构上装配这些面板，由镀锌板形成的水槽将比需要使用更多的固定件。这些固定件被定位和插入，以密封该接缝并将这些面板保持在一起。固定件需要形成在成一直线的法兰上的固定件孔。不锈钢面板可被固定在一起，以形成对一些化学品具有良好腐蚀性抵抗的水池或水槽。而且，大多数水槽还具有方角和接头，当水流集中在角落或转角的接头处时，这使得水槽的清洗和水流的排出变得很困难。
单片或多片塑料或聚合物水池很容易破裂，并且在容纳较大体积的液体时可能不会在结构上发出声音。该塑料结构易燃、昂贵，并且在具有较宽温度变化范围的气候影响下，易受热或热量引起的变化而破坏。涂层，例如金属上的环氧树脂和聚合物涂层具有弱点，特别是在涂层处于吃水线以下并且持续暴露在化学品和水中的情况下。这种暴露可导致起泡、破裂，和涂层的剥离，并且因此使金属衬底暴露在水和化学品之下。以例如聚氨酯类材料来敷设水池是很困难的，这是因为需要长时间的硬化时间和昂贵的表面处理。敷设衬里后的水池仍然受到与密封材料，例如胶带、填塞和其它密封剂的兼容性的影响，所使用的这些密封材料在安装之后可与阻挡涂层发生反应。而且，已知聚氨酯衬里可流过裂缝，并且在硬化之前可在它们的液态时形成接缝，从而使得涂层不均匀，特别是在最需要衬里的接缝处。衬里粘结至衬底也是一个问题，特别是在水位以下的底部和侧壁上。侵蚀衬里和衬底之间的边缘界面的水和化学品可穿透衬里和衬底之间，这将导致衬里的后面发生腐蚀。该腐蚀性破坏对于修补是非常困难的，并且可损坏周围区域的完整性。
在现有技术中已广泛使用钢结构来建造用于存储液体，例如用于冷却和蒸发功能的水和净化水。钢结构提供了高成本/高强度的构造，但是必须与液体隔离开来。本领域技术人员将会认识到，现有技术给出了腐蚀性防护是通过以聚合物涂层该结构或有机粉末涂层来实现的教导。每一涂层需要数个步骤才能令人满意。首先，表面必须被完全清除掉灰尘、油、氧化产物，和任何其它外来物质。第二，衬里可被粘合至的位置必须是在表面上。第三，涂层必须被特定地配制，以便在喷涂层状连续涂层时可给予特定的磨损、粘结、密封，和腐蚀性抵抗特性。水位线以下的衬里接头或接缝允许液态穿透该接缝和衬里的后面，从而促进了腐蚀并最终导致了渗漏。
授予给Geary等的题为“有机材料施加至镀锌金属的工艺”的美国专利No.4,540,637被转让给了本申请的受让人，其公开的内容全部合并在本申请中。其衬里保护面板的表面不受由容纳在水槽中的水、净化水或其它液体引起的化学侵蚀和腐蚀。
‘637专利公开并且要求保护的将有机粉末涂层喷涂到镀锌钢面板的工艺包括四个步骤。面板通过酸洗以除去污染物，被彻底地漂洗并且干燥以准备好用于粘结粉末涂层的金属镀锌表面。该粉末涂层使用镀锌层作为备用腐蚀抵抗层，以便特别是在面板在使用过程中由于物理损害而损坏粉末涂层的一部分时提供保护和补充。
现有技术还包括使衬里滚动和对其进行喷射以便喷涂水槽的内壁。由于金属表面上的污染物和锈蚀，这些“销售后市场”衬里不会很好地粘结在衬底上。由于需要进行表面处理和进行安装的劳力，这些“销售后市场”衬里的敷设更昂贵。此外，这些现有技术的衬里使用清洁剂、底涂层，和/或机械表面处理，例如打磨、喷砂处理等来清洁和处理表面。用来密封接缝的密封剂是丁基胶带和/或填塞，并且可与衬里发生化学反应，可造成衬里松散地附着到衬底，从而对安装带来损害。
发明内容
本发明涉及一种工厂安装的衬里，其用于蒸发冷却、冷凝和类似的容纳和循环用于传热和存储的热/冷液体的系统。该衬里包括被涂覆的金属，例如作为结构衬底的镀锌板，其具有通过静电喷涂到干净的镀锌面上并被烘烤的粉末聚合物涂层。该有机粉末聚合物化学和机械地粘结至镀锌金属衬底，并提供干净、干燥和尽可能热的表面，以用于与其机械和化学粘结的弹性阻挡涂层。通过在该结构的衬底上形成孔，还向阻挡涂层提供了额外的支撑，所形成的孔被置于角部处，衬里边缘与流动的或静止的水以及不具有填塞和密封剂附着的接缝断开接触。这些孔在喷涂有机粉末之前形成。有机粉末被喷涂以流过，从而密封这些孔并且围绕位于表面内部和外部上的镀锌材料。这种形式在水槽不使用时可防止其排出水。这种形态允许能被捕集并且滞留的可使阻挡涂层降解的污垢、污物，和腐蚀性元素沿着水槽边缘排出。面板通过使用机械紧固件并以连接面板的标准方式来连接，以形成连续的水槽壁。紧固件被用于面板的装配。在现有技术中使用的以同质喷涂来密封所有侧边或密封接缝的填塞或胶带在本发明中不被使用。本发明描述和要求一种衬里及其敷设方法，其用于密封接缝和以弹性材料的同质喷涂来敷设面板的衬里，在面板的装配过程中这需要更少的紧固件和更少的孔。
本发明涉及一种用在水池或水槽的内表面上的衬里，包括将第一锌涂层喷涂到钢面板上以便对其进行镀锌处理。第二涂层包括位于镀锌涂层上的有机粉末涂层，和第三层，其材料为例如聚氨酯，聚脲、聚氨酯/聚脲混合物，或类似物。有机粉末通过静电喷涂，以便在盲点提供均匀和平滑的涂层，用于清洁镀锌板表面并被烘烤以硬化得到的密封涂层，从而使其具有良好的粘附性，并且提供用于第三聚氨酯阻挡涂层的粘结表面。有机粉末涂层可以是例如在前述U.S.’637中描述和要求的从Baltimore Air Coil得到的由Baltibond CorrosionProtection System沉积的环氧树脂材料。有机涂层在该结构的制造过程中通过多步骤清洁和干燥工艺喷涂到内表面和外表面，以便最大化涂层和金属之间的粘性。所涂覆的面板通过使用在现有技术的大金属水槽或结构的机械组装中公知的螺纹紧固件或螺栓来装配。本发明的方法在喷涂第三阻挡涂层之前不需要单独的密封胶带或密封剂。该方法包括以液态形式在接缝和暴露在水槽内部的任何紧固件部分上喷涂弹性材料，如图2所示。在水槽的双断开法兰的装配过程中，所有的紧固件通常位于水槽的外部。在本发明的所有情形中，接缝被液态阻挡涂层材料覆盖，从而首先提供预密封。该方法还可以包括将边角构型置于角部和/或弯曲的区域中，在那里，面板相交或弯曲以促进水槽的排水或清洁，从而在内表面形成平滑的过渡带。阻挡涂层被喷涂到整个水槽的内部，直到最大静水位之上。阻挡涂层延伸超过毗连的面板的接合点，以便提供待连接的具有与静水分隔开的接缝的毗连部分。通常，这些接缝还可通过压缩法兰之间的涂层或在可能的地方使用法兰环来固定。
本发明涉及机械地连接至水槽的关键区域的衬里，例如侧壁、高流量区域和高通行区域。机械地连接至面板通过在面板中冲压连接孔来实现，以使得在不关闭面板的开口的前提下，粉末涂层涂覆在每一个孔的周围并且贯穿该孔。连接孔允许弹性防渗层材料从连接孔流出，并且在连接到阻挡涂层的水槽的外部形成按钮状的球。弹性阻挡涂层经由连接孔从水槽的内部延伸到面板的外部，以便将阻挡涂层机械地连接到侧壁。有机粉末第二密封层的清洁干燥面允许雾化喷涂的弹性第三层透过这些孔，并且机械及化学地连接至衬底。镀锌钢面板上的有机涂层提供了第二保护层和粘结层，并且密封阻挡涂层提供了用于金属结构的三层保护。阻挡涂层是比不锈钢更能抵抗腐蚀性水环境和水中的化学品的惰性材料，特别是在高氯化物的环境中。
本发明涉及用于组装和密封用于存储冷却、蒸发或冷凝系统用水的冷却塔、水槽等的工艺。该工艺包括形成具有预定形状和尺寸的面板的步骤。操作员在面板中冲压具有预定图案的孔，这些孔与面板的边缘间隔开以便进一步粘附阻挡涂层。这些面板是用于提供第一抗腐蚀性涂层的G-235型的镀锌钢面板。在下文中，G的值指的是片材两侧上的总涂层重量，以每平方英尺片材的一百盎司(oz/ft2)计量。因此，G235指的是最小具有2.350oz/ft2的涂层。这些面板包括预改型的钢面板的集合，用于装配至存储水槽。这些面板通过酸性清洗液，例如磷酸来清洁以去除污染物，接着以水来漂洗以去除清洗剂。下一步骤是再次漂洗以确保酸性溶液被除掉了。接着，操作员通过使用空气和热量来干燥面板，以便彻底干燥金属板并且之后立即以有机粉末涂层例如环氧树脂、聚酯、丙烯酸树脂或它们的同质混合物来涂覆面板，其中它们的混合物被设计用来喷涂到金属。粉末通过静电喷涂法施加到面板的两侧，特别是连接孔和边缘的周围，其喷涂厚度通常为0.004英寸。涂覆后的金属板通常在约250-600度的温度下烘烤1-20分钟，以便使粉末涂层56热固化。该时间和温度是根据用来使涂层硬化的钢面板厚度预先确定的。面板在硬化后被冷却，并且清洁和涂覆后的面板被装配到用于喷涂阻挡涂层的子组件中。弹性阻挡涂层的喷涂步骤包括，首先以液态形式在接缝上直接喷涂，以形成用于接缝的预密封，并且防止弹性材料在喷涂过程中从接缝渗漏。随后，如果需要的话，该构件被置于相邻的面板相交的角部处；接着将弹性材料喷涂到水槽上，包括二次喷涂接缝和任何暴露的紧固件。阻挡涂层覆盖水槽的内部并且延伸到水槽之外以及水槽法兰之上，以使得阻挡涂层延伸到最大静止水位之上，并且超过与上部结构部分相连的连接件。
本发明涉及一种弹性阻挡涂层，其二次喷涂到接缝和紧固件上，并且通过喷涂至水槽而从存储液体的区域延伸到存储液体的区域之外，并且通过以可能的各个安装法兰之间的衬里边缘将相邻的上部面板连接至水槽，使得弹性涂层沿着水槽的安装法兰延伸到与水槽的内部分隔开的地方。弹性阻挡涂层的额外贡献包括使阻挡涂层延伸到水槽之外，冲压于面板中的孔通过阻挡涂层材料的按钮状突起形成了与面板的机械连接，其中该突起通过流出到连接孔之外并硬化的液态弹性材料形成在水槽的外部。该连接件密封相邻的连接孔。弹性阻挡涂层可以选自弹性涂层和适当的具有抗酸性、较快的硬化时间，惰性性质，高耐久性，防火性，和/或烧蚀性的添加剂。
图1是现有技术的以胶带和填塞密封在紧固件和接缝上的接缝的侧视图；图2是根据本发明来密封的水槽接缝的侧视图；图3是根据本发明的预密封和敷设有衬里的水槽的侧视图；图4是根据本发明的阻挡涂层和水槽面板之间的机械连接的断面图；图5是根据本发明的水槽中的连接管的侧视图；图6是根据本发明的水槽和上部之间的阻挡涂层边缘上的机械锁的侧视图；图7是根据本发明的喷涂和敷设衬里的面板的侧视图；图8是流程图，示出了对根据本发明的存储液体的水槽敷设衬里的方法；图9是装配好了的结构的侧视图，示出了敷设有衬里的水槽和上部，其具有夹在相邻法兰之间的各个阻挡涂层边缘。
具体实施例方式
图1是现有技术的水槽，示出了由面板12制成的水槽10，它们在面板12的边缘14处固定在一起。面板12被构造为形成存储水的具有底部30的水槽10，该底部的外边缘附着到适合于形成侧壁32的面板12。该水槽10具有底部30、侧壁32。紧固件16延伸通过法兰42，用于将面板12保持在一起，以形成例如水槽10的结构。紧固件16可以是自攻的片状金属螺杆或螺母和螺栓，它们根据各自的水槽需要装配在一起。紧固件16的数量被计算以便将面板12在结构上保持在一起并用于密封目的。紧固件16延伸穿过法兰40附近的配合紧固件孔18，这在本领域中是公知的用于将面板一起装配到水槽10等中。在现有技术的水槽中，密封胶带20可被用于密封面板12之间的接缝24，并且填塞22可用作第二密封方法来覆盖该密封胶带。
参见图2，面板12在法兰40处被接合在一起，该法兰具有远离水槽10的紧固部分42。断开的法兰40具有位于水槽10外部并穿过法兰40的紧固件16，也被称为断开的法兰40，用于将面板12保持在一起。根据本发明，弹性阻挡涂层26以液态形式施加至面板12之间的接缝24以形成预密封25。弹性阻挡涂层26的材料流入到临近的面板12之间的接缝24中，以填充并且密封接缝24，并且在每一个面板接缝40上和接缝中形成预密封25。
继续参见图2，水槽10以连续涂层到紧固件16和接缝24上的弹性阻挡涂层26铺设衬里。角部造型28被定位，以使得角部的过渡带，例如底部面板30与最下面的侧板32接触的地方变得平滑。角部造型28具有底壁34，侧壁36和外壁38。底壁34和侧壁36定位在相邻面板12的对面。外壁38使得具有直线形、凸形或凹形的相邻面板之间的过渡带变得平滑。角部造型28可以是具有环形、三角形横截面的壳体，用于安装在侧壁32和底部30之间的圆形水槽中。可替换地，角部造型28可以是具有三角形或其它形状的各种形状，以提供相邻面板之间的平滑过渡带。角部造型28包括直线部分，其适合于安装在侧壁32和底部30之间的多边形中或相邻的侧壁32之间。角部造型28可由泡沫、木头、金属、塑料或任何与弹性阻挡涂层材料和衬底兼容的材料制成。该角部造型可被置于所需的位置并以第三弹性阻挡涂层26喷射，以便将该铸模保持在作为衬底一部分，以及阻挡涂层26和水槽10之间的位置处。
参照图3，底部30和侧壁32基本上以直角接合。侧板32和底板30在形成于每一个板的边缘14的断开法兰40处接合。角部造型28设置在相邻的面板之间，并且通过喷涂阻挡涂层材料来形成预密封25。角部造型28的底壁34位于水槽10的底部30上，并且外壁38朝向水槽10之内。沿水槽10的底部30和侧壁32延伸的壁44的内部限定了具有敞开顶部33的存水区域。角部造型28提供了用于水槽10的底部30的圆形边缘，从而降低了锐角转角，并且从壁32向排出口74倾斜。弹性阻挡涂层26被施加至内壁44，沿着顶部法兰46进入到每一个管柱47，并且沿着侧壁32和底部30。弹性阻挡涂层26沿着侧壁32的内壁44和面板12的底部30被施加至水槽10。弹性阻挡涂层26被喷射或以其它方式施加至优选地仍然加热的预密封25上，该预密封25又施加至接缝24上，以形成多层均质第三阻挡涂层26。外部弹性阻挡涂层26沿侧壁32向上延伸到顶部法兰46的安装面45之上并延伸至衬里边缘48。衬里边缘48沿着顶部法兰46设置在水槽10的内壁44之外，优选地设置在顶部法兰46上的紧固件孔18的外部。连接孔50是通过贯穿面板12从内侧44至外部54冲孔或钻孔而得到的。应该理解，连接孔50可被替换地形成为面板12上的凹痕84(图9)或凹槽。凹痕84(图9)在水槽10的内表面44上建立了一个轮廓，用于提供阻挡涂层26和面板12之间的机械连接。
继续参见图3和图4，连接件52形成在连接孔50中，并终止在水槽10的外部54上的形状象突起62的突起中。连接孔50具有连结杆直径d1并且从内部44沿着至外部54。连接孔50沿着孔的内表面58涂覆有第二层有机粉末56。阻挡涂层26在施加至水槽10时流过该连接孔50。阻挡涂层26在孔50内形成连结杆60，并且在突起62中聚集在水槽10的外部54之上。突起62具有大于连接孔50的直径的旋钮直径d2，用于抵抗被拉动而穿过该连接孔50。连接孔50沿着孔的内表面58由第二层有机粉末56涂覆。连接孔50由内部44上的弹性阻挡涂层26和外部54上的突起62密封。
参照图5，连接管柱47连接至面板12。管柱47在安装位置提供了水源管和排放管67的连接位置。管柱47在施加有机涂层56之前连接至面板12。第二层有机粉末涂层被施加至包括管柱47的周围和上部的面板，用于密封管柱47和焊缝49的端部、外部和内部的一部分。管柱47具有内端部51和外端部53。管柱47的外侧直径63和内侧直径65根据施加情况、流量和用户偏好来选择。管柱47具有内壁55和外壁59。面板12的管孔61的尺寸略大于外部直径63的尺寸，以允许管柱47被插入到管孔61中的某一位置，其中该位置的内端部51与水槽10的内表面44对准。面板中的管孔61被制成适当尺寸，以允许管柱47同心地装配在孔61中以便连接。焊缝49将管柱47连接至面板12。粉末涂层56以静电施加，并均匀涂覆到包括焊缝49的整个面板管柱组件上，并提供用于弹性阻挡涂层26的粘结表面。弹性阻挡涂层26被施加至面板12的内壁44，并且延伸到内壁55的一部分之上一预定距离57，该距离通常与内端部51相隔约2英寸。管柱47的衬里边缘48与外端部53相隔一预定距离，用于在管柱47通过例如焊接连接至设备管67时保护阻挡涂层26不受加热的影响。
参照图6，侧壁32的面板通过第一镀锌层70、第二有机粉末涂层56，和第三弹性阻挡涂层26形成衬里15。阻挡涂层26向上延伸至侧壁法兰46并且穿过紧固件16和紧固件孔18而到达与水槽10的内部远离的位置处。上部64可以是用于容纳传热盘管(未示出)的外壳，其具有侧壁66和用于配合地连接至水槽侧壁32的底部法兰148。上部64通过使法兰46，146对准并且驱动紧固件16以使其从那里穿过而连接至水槽10。紧固件16可穿透顶部法兰46上的阻挡涂层26。阻挡涂层26在上部64和侧壁32之间延伸。紧固件16靠在法兰46和68上，以便在它们之间挤压阻挡涂层26。上述密封剂或预密封25也可被用在法兰接头24中，以帮助密封该接头。紧固件16位于衬里边缘46和水槽10的内部之间。
继续参照图6，阻挡涂层26沿着侧壁32的内部44被施加。连接孔50沿着面板12定位在，尤其是高作用区域例如靠近流动界面的地方，以及高通行区域或者液体在那里通过泵送或循环作用而移动的地方。连接孔50延伸穿过面板12的壁32，30，以允许弹性阻挡涂层26在施加过程以及在外表面54上形成的突起62的过程中流动。突起62的尺寸大于连接孔50，以防止突起62被拉动而穿过孔50。该突起提供了与面板12的机械连接，以促进与底部衬底70的连接，和将阻挡涂层26保持在适当位置，并且在阻挡涂层26和粉末涂层56之间的粘结破裂的情况下，可保持水槽10的阻挡涂层26的完整性。可以理解的是，当被正确地施加并且硬化后变为水槽10的完整内表面时，弹性材料的外部第三层是阻挡涂层26。阻挡涂层26的衬里边缘46通过所连接的法兰46，146机械地连接，并且与水槽内容物隔开。
继续参照图6，接缝24上的预密封25被单独硬化并且粘结至阻挡涂层26，从而变为弹性的内阻挡涂层26的同质部分。预密封25也可被施加到角部造型28上。角部造型28适合于整洁地装配在边角空间中或两个相邻的壁30，32相遇的地方。角部造型28具有适合于在两个相邻的壁30，32之间提供平滑过渡带的外表面38。角部造型28可根据相邻壁的夹角而为扁平、凸形或凹形的外表面38。角部造型28在所施加的第三层弹性阻挡涂层26变为水槽10的整体部分时被置于该结构中。铸模28在由最后一个阻挡涂层26覆盖时变为衬底的一部分。底壁30上的阻挡涂层26允许通过重力硬化，从而导致水槽底部72是扁平的或向排出口74适当地倾斜(图5)。
参照图7，面板12包括钢面板12，其具有用于抵抗镀锌层70腐蚀的第一层，从而可使钢面板12镀锌。面板12涂覆有热固性的第二层56，其包括呈粉末的聚合物涂层，该涂层弹性地施加至两侧44，54，以及孔18，50(图3)和61(图5)的内表面。第三阻挡涂层26被施加至热固性层56之上，以形成弹性阻挡涂层26。弹性阻挡涂层26由例如聚氨酯、聚脲、该两种材料的混合物或类似的喷涂在侧壁44上的材料来形成。镀锌涂层可以是本领域中公知的涂覆金属。有机涂层56保护面板12的内表面44和外表面54不受污染物和腐蚀性元素的侵蚀，并且提供用于粘结至弹性阻挡涂层26的干净表面。在优选实施例中，在面板上进行的G235型镀锌工作得很好。粉末涂层56是有机型的涂层，其在镀锌钢面板被清洁、漂洗并且优选地通过加热被干燥后施加到上该钢面板上。有机涂层56最好通过使用静电喷涂工艺，以便均匀涂覆并将粉末涂层保持到镀锌金属70上。通过在由涂层材料需要的预定时间和预定温度下进行烘烤，热固性硬化被用于将有机涂层粘结至镀锌衬底12。第二层包括有机粉末涂层，它通过静电喷涂到镀锌衬底上并且被加热以硬化，该涂层可以是例如可由位于加拿大的Manse Road，West Hill，Ontario，M1E 3T9的来自加拿大Rohm和Haas提供的涂层粉末材料。Rohm和Haas产品由重量百分比在40和50％之间的偏硅酸钙，重量百分比在40和50％之间的环氧树脂，以及重量百分比在5和10％之间的二氧化钛组成。
继续参照图7，第三层弹性阻挡涂层26是弹性涂层，例如聚氨酯、聚脲，或聚氨酯和聚脲的混合物，或者其它以液态形式施加的类似材料。阻挡涂层材料26从单独的容器泵送至双组分的喷涂枪，在那里，这些组分被混合、雾化并且从喷枪(未示出)排出。阻挡涂层26可以是例如由USA，9151 Rehco Road，San Diego，CA 92121的RhinoLinings提供的TUFF STUFF或Durabond Polyurethane材料。RhinoLinings TUFF STUFF具有两种组分，包括A组分，即部件号为60012的异氰酸盐，和B组分，即部件号为60021的树脂。阻挡涂层26以液态形式施加到接缝24上，以预密封面板12之间的接头。
参照图8，本发明涉及一种用于组装和密封冷却塔、水槽等的工艺，其中这些水槽用于存储冷却、蒸发或冷凝工艺用水。该工艺包括步骤1、由具有G-235型镀锌涂层的镀锌钢面板来成形具有预成型形状和尺寸的面板12，以提供用于随后的涂层70的第一抗腐蚀层和衬底。
2、通过弯曲法兰46和在该法兰中冲压紧固件孔18来对面板12进行改型以便连接面板12。该紧固件孔18与面板的边缘间隔开而形成预定的图案。
3、通过冲压、钻孔或其它手段在面板12中切割连接孔50，以便在阻挡涂层26和面板12之间提供机械连接52。
4、在面板中的预定位置切割水源孔和排放孔。这些孔被制成适当尺寸以接收位于其中的管柱的外直径。
5、通过将管柱插入到相应的孔中，并将管柱焊接到适当位置以便将该管柱密封地连接至水槽10，将水源管或排放管同心地连接至各自的水源孔和排放孔，其中管柱的内端部与水槽10的内表面44平齐。
6、通过酸性清洗液例如磷酸来清洗面板12，以去除污染物。
7、以水漂洗面板12，以去除酸性清洗液。
8、再次漂洗面板，以便从面板12去除尽可能多的酸性溶液。
9、使用热量来干燥面板，以便彻底地干燥该金属并且随后立即，10、以有机粉末涂层，例如环氧树脂、聚酯、丙烯酸树脂或同质的混合物来涂覆面板，该面板包括内表面和外表面，以及任何附着的管柱，这些涂层被设计用来通过静电喷涂施加的金属至面板两侧上，特别是连接孔的周围和边缘，通常的喷涂厚度为0.004英寸。
11、烘烤被涂覆了的金属面板，以便硬化或热固化该有机涂层。在优选实施例中，烘烤工序在约250-600华氏温度下进行1-20分钟，该时间取决于涂层和钢面板的厚度。
12、在硬化后冷却该面板。
13、将涂覆后的面板装配到需要被运输至安装位置的子组件中。
14、将任何选定的添加剂混合至阻挡涂层组分中，以使得阻挡涂层具有所需的机械或化学特性。
15、通过在接缝上直接喷涂液态阻挡涂层材料来密封面板12之间的接缝。该液态阻挡涂层材料预密封该接缝，并且在阻挡涂层的喷涂过程中防止阻挡涂层材料渗漏穿过接缝。
16、如果需要的话，将模板置于相邻面板之间的角落以及侧面相交的地方，以便在相邻的面板之间提供平滑的过渡带。
17、将弹性体阻挡涂层喷涂到水槽10的内部，以便在水槽10的内部形成无缝阻挡涂层26，包括两次喷涂该接缝和任何暴露的紧固件，并喷涂到每一个管柱内预定的距离，还沿着水槽的垂直壁32和安装法兰46喷涂。
18、以时间、热量或其它方法来硬化阻挡涂层。
19、将子组件运输到进一步组装该单位结构的装配地方。
20、通过一种方式将这些子组件装配在一起，该方式通过夹在相邻子组件之间的衬里15而使得阻挡涂层的边缘暴露在水槽中的水的时间最小化了。
参照图9，上部64具有侧壁76，其具有底部78和底部法兰146，它们可以预装配并且安装在用户位置处的水槽10。上部64可以是壳体，其安装在水槽上并且通常具有充填于其内的传热盘管和/或冷却塔。上部64在内表面80上可具有弹性上部阻挡涂层126。弹性阻挡涂层126可沿着底部法兰146延伸到结构64的内部82之外。正如上面所述，水槽10沿着水槽的内壁32具有呈单独片状的三层衬里26。衬里边缘48位于相应的安装法兰46，146之上。紧固件16延伸穿过顶部和底部法兰46，146中的紧固件孔18并且穿过弹性阻挡涂层26，以便将水槽10连接至上部64。紧固件优选地位于衬里边缘48和水槽10的内部的中间。上部64的各个阻挡涂层26的边缘48，148沿着安装法兰46，146的接合点被密封地压缩。通过这种方式，弹性阻挡涂层26被夹在装配好的子组件10，64之间，以防止阻挡涂层边缘48暴露在水槽10的水中。应该理解，上部可以或不通过弹性阻挡涂层26敷设衬里。在上部未被敷设衬里的情况下，水槽10的阻挡涂层通过垂直连接的上部64和水槽10夹住，其中衬里边缘48向外延伸到顶部法兰46之上，并且被夹在在相配合的法兰46，146之间。可替换地，法兰环71或密封剂可被用在安装法兰46的顶部上，用于密封地隔离衬里边缘48。
在使用中，水槽由预制的钢面板12形成，该钢面板由在其上涂覆有镀锌涂层70的镀锌钢制成。第一保护层是在镀锌工艺中喷涂的锌。第二保护层56是在镀锌层70上通过静电喷涂并硬化的有机粉末。有机粉末涂层56的喷涂提供了清洁的干燥面，并且增强了阻挡涂层26粘结至水槽10，还密封以及保护了镀锌钢面板。面板12被装配至水槽10或其它用于存储水或液体的子结构，并且其它子组件也被装配。第三保护层包括喷涂在水槽10上的弹性体材料。弹性体阻挡涂层26的材料首先以液态形式喷涂至接缝24，并且在连接管47的周围连接和划定区域，以便在那些区域中形成预密封25。第三层弹性阻挡涂层26随后通过在水槽10的整个内表面44上均匀地喷涂相同或不同的多组分弹性体材料，以便在水槽10的整个内表面上形成邻接的涂层26，其中阻挡涂层26沿着安装法兰46向上延伸至水槽的顶部及其外部。阻挡涂层26优选地被喷涂地具有最小厚度，以使得预密封层可被覆盖，并且衬里15具有均匀的厚度，从而在整个水槽上形成了平滑的内表面。第三弹性层26被喷涂的厚度最小为1/16”，优选最大值为1/8”。如果环境和液体条件需要这种保护厚度，第三阻挡涂层26的厚度可大于1”。阻挡涂层26优选地延伸到水槽10的最大直立水位之上，以便使衬里边缘48与水隔离。
在通过切割、冲压、弯曲和焊接来制备面板12后，有机粉末涂层56被喷涂到每一个面板的两侧、连接孔50的内表面以及管柱47的上部和内部，并且它们通过焊接连接至面板12。有机涂层56提供了新的表面，在那里，与粘附至镀锌层70(图7)表面相比，弹性阻挡涂层26可更好地粘附至有机涂层56，以便将阻挡涂层26固定在水槽10的适当位置。镀锌层70(图7)和有机涂层56提供了用于第三弹性体阻挡涂层26的两个粘结层。镀锌层70(图7)的锌良好地粘附至底部钢面板12，有机粉末涂层56牢固地粘结至锌涂层70(图7)，并且弹性体阻挡涂层26牢固地粘结至有机涂层56。有机粉末涂层56可以是从Baltimore Air Coil得到的Baltibond涂层。其它有机粉末涂层包括粉末涂层，例如环氧树脂、聚酯、丙烯酸树脂或同质混合物，并且它们被设计用来喷涂至金属。有机涂层56具有微小的多孔外表面，这提供了用于阻挡涂层材料的机械粘结位和化学粘结机理。阻挡涂层以液态形式从混合枪(未示出)喷涂，其中组分在该混合枪处混合、雾化，从而允许液态阻挡涂层流入到有机涂层的孔中，并且使得阻挡涂层26机械和化学地粘结至有机涂层56。
弹性体阻挡涂层26优选地是两种组分的聚氨酯混合物。多组分在喷涂工艺过程中混合。在本发明中，所提供的喷枪对于每一个单独阻挡涂层组分均具有入口，其中这些组分以预定的比率混合，同时在喷嘴处雾化并经由喷枪喷涂到水槽10的表面。弹性阻挡涂层26的材料也可以是聚脲或者聚脲和聚氨酯的混合物。应该理解，阻挡涂层的材料可具有添加剂，用于调整硬化时间，改善UV抵抗性，变化冲击，滑移和化学抵抗性，向阻挡涂层添加染料，以及改善防火性，以及在其它属性中提高耐久性和牵引力。额外的化学品或催化剂可与阻挡涂层混合，以加速硬化时间。在优选环境下，局部硬化时间或安装时间被计算为小于一分钟，以使得水槽10在喷涂弹性体阻挡涂层26之后不仅即可进行工作，减少由于滴下而引起的不均匀喷涂，并且在水槽接缝的预密封过程中允许多个喷涂层。加入到有机粘结层56的具有溶剂特性的添加剂可被添加至弹性体阻挡涂层12的材料中，以提供粘结至有机粉末涂层的额外化学品。在喷涂之后，弹性体阻挡涂层12的材料将使有机涂层的外表面软化，从而导致与液态阻挡涂层材料的化学混合。在硬化两层后，有机涂层和阻挡涂层将很好地化学粘结。
弹性体第三阻挡涂层26被喷涂至内壁44，其沿着侧壁32和底部30从顶部法兰46进入到每一个管柱47，并且被喷涂到其它侧壁上的顶部法兰46上。弹性体阻挡涂层26沿着侧壁32的内壁44和面板12的底部30喷涂至水槽10。阻挡涂层26流过第一预密封涂层25，被喷涂至接缝24和紧固件16，以形成用于密封接缝24及保护衬底的多层同质阻挡涂层26。弹性体阻挡涂层26优选地在预密封25被完全建立起来之前喷涂，以使得在阻挡涂层26和预密封25之间具有最大粘结。阻挡涂层26应优选地被喷涂至这样的厚度，即使得预密封层被覆盖，并且衬里在整个水槽上具有均匀的厚度。弹性体阻挡涂层沿着侧壁32向上延伸，并且越过安装壁法兰46延伸至水槽外部可能存在的地方。衬里边缘48在水槽子组件的顶部法兰46和相配合的面板的底部法兰148之间留存和压缩，以防止水侵蚀与面板12粘结的边缘的任何机会。衬里边缘48沿着紧固件孔18和面板边缘14之间的侧壁法兰46设置在水槽10的内壁44之外，但是它可以向外延伸至法兰46的边缘。连接孔50被形成为延伸穿过面板12而从内壁44至外部54。在喷涂过程中，弹性体阻挡涂层26的材料从连接孔50流出，并且在水槽10的外壁54的附近形成保持突起62，从而在外层54和内侧44之间建立起机械按钮状连接，其中突起62不会从连接孔50拔出，并因此将阻挡涂层保持至面板12，填充该孔并形成与面板和弹性体阻挡涂层26的机械连接，这与仅仅是扁平表面相比，同时增加了用于更大粘附的粘结表面积。连结杆60和突起62由弹性材料的阻挡涂层26形成，该材料在喷涂阻挡涂层26时流过连接孔50。
水槽通常装有以化学品处理过的水，以控制水化学和防止生物生长，以及用于冷却或传热等的系统的循环。阻挡涂层保护该金属结构并且密封该接缝和连接孔，以便容纳水并保护钢面板。接缝25和连接孔50提供了渗漏或水渗入到阻挡涂层后面并随后渗入面板12的泄露状态。如果阻挡涂层26出现裂缝或裂纹，则使水进入到阻挡涂层和水槽衬底之间，此时水将渗出接缝或连接孔，以表示阻挡涂层出现了问题。这种早期指示可使得在底部结构面板发生腐蚀性损坏之前对阻挡涂层进行修补。
尽管在上面已经参照特定实施例和例子对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将会理解，本发明不一定被限制于此，相反，各种脱离这些实施例、例子和使用的其它实施例、例子、使用和改进都包括在所附权利要求的范围内。这里所引用的每一个专利和出版物的全部公开内容被合并于此而引为参考，就如同每一份该专利或出版物被单独合并于此而引为参考一样。
权利要求
1.一种用在水槽上的多层衬里，该水槽包括多个相互连接的钢面板，这些面板连接在一起形成了水槽的底部、顶部和侧壁，侧壁具有内侧和外侧，侧壁和底部的内侧限定了水槽的内部，并在面板之间限定了接缝，衬里包括位于钢面板上的第一镀锌层；位于第一镀锌层上的有机涂层的热固性层；有机涂层包括通过静电施加到多个面板中的每一个的表面的粉末涂层；位于接缝上的预密封，该预密封包括以液态形式施加到接缝上的弹性体衬里材料；机械地连接至水槽的阻挡涂层，该阻挡涂层位于水槽的内部，其包括弹性体材料，该弹性体材料沿着水槽的内部粘结在有机涂层上，其中锌附着在钢面板上，该有机涂层粘结在锌上，并且阻挡涂层粘结在有机涂层和预密封上，以便在水槽上形成三层衬里。
2.根据权利要求1的发明，还包括位于阻挡涂层和水槽之间的连接件，该连接件包括连结杆、连接孔和突起，连接孔形成在多个面板中的一个中，连接孔具有连结杆直径，该连结杆位于阻挡涂层上并延伸穿过连接孔，水槽外侧上的突起毗连连接孔，该突起位于连结杆上，该突起的直径大于连接孔的直径，从而突起可抵抗被拉动穿过该连接孔，以便将阻挡涂层连接至水槽。
3.根据权利要求1的发明，还包括位于水槽上的管接头，该管接头包括具有内端部、外端部，内壁以及外壁的管柱，该水槽还包括管孔，管柱同心地安装在管孔中，该管柱的内端部与水槽的内部、管接头上的热固性层、内端部上的阻挡涂层以及内壁的一部分齐平。
4.根据权利要求1的发明，其中弹性体材料选自包括聚氨酯、聚脲和聚氨酯/聚脲的混合物的组。
5.根据权利要求1的发明，还包括上部，该水槽还包括位于水槽顶部上的顶部法兰，上部包括具有底部的侧壁，底部法兰位于底部上，阻挡涂层位于顶部法兰上，并且该阻挡涂层具有衬里边缘，其中衬里边缘位于顶部法兰和底部法兰之间。
6.根据权利要求5的发明，还包括位于所述上部之上的粉末涂层，和位于上部之上的粉末涂层上的弹性体衬里，弹性体衬里位于上部的内表面和底部法兰上，从而水槽上的弹性体衬里和阻挡涂层被夹在顶部法兰和底部法兰之间。
7.根据权利要求1的发明，还包括角部造型，该角部造型包括底壁、侧壁和内壁，角部造型被设置在水槽中，在邻接的面板附近，其底壁位于水槽的底部之上，角部造型的侧壁邻接水槽的壁，角部造型位于水槽和阻挡涂层中间。
8.根据权利要求5的发明，还包括多个紧固件孔，它们位于衬里边缘和侧壁中间的顶部法兰上，底部法兰还包括多个与基座安装法兰中的紧固件孔相配合对准的紧固件孔，一个紧固件位于顶部法兰的多个紧固件孔中的一个孔内，并且延伸穿过以及对准底部法兰中的紧固件孔，该紧固件穿过顶部法兰上的阻挡涂层。
9.根据权利要求1的发明，其中阻挡涂层是具有添加剂混合于其中的两种组分的弹性体，该添加剂使得阻挡涂层具有选自包括以下组的性质，即耐磨性、抗染料性、抗紫外光性，耐火性，耐化学性，耐滑性，硬化时间调整性，以及耐久性。
10.根据权利要求2的发明，还包括角部造型，其设置在阻挡涂层和相邻的面板中间的水槽的侧壁和底部之间。
11.根据权利要求2的发明，其中每一个水槽面板还包括与水槽的顶部相邻的顶部法兰，阻挡涂层在水槽的内部形成了单件的衬里层，并且该衬里层延伸到顶部法兰之上，阻挡涂层在顶部法兰上具有衬里边缘，还包括一上部，该上部具有安装在顶部法兰上并且连接至该顶部法兰的底部法兰，阻挡涂层衬里边缘位于顶部法兰和底部法兰之间，从而衬里边缘被夹在水槽上的顶部法兰和上部上的底部法兰之间，以便使衬里边缘与水槽的内部隔开。
12.根据权利要求11的发明，还包括设置在衬里和面板中间的水槽的侧壁和底部之间的角部造型。
13.根据权利要求3的发明，还包括位于水槽和阻挡涂层之间的连结杆，在多个面板中的一个中形成有一连结杆孔，第三保护涂层还包括延伸至连接孔中的连接件，从而第三保护涂层机械和化学结合在与连接孔相邻的面板上。
14.根据权利要求2的发明，其中连接孔还包括位于多个面板中的一个中的连接孔，该连接孔延伸穿过水槽的侧壁，阻挡涂层上的连结杆在连接孔处延伸穿过面板。
15.根据权利要求6的发明，还包括位于阻挡涂层和水槽之间的机械连接件，该连接件包括连结杆，和连接孔，连接孔形成在水槽的内壁中，该连结杆从阻挡涂层延伸至连接孔中，该连接孔具有一连结杆直径，连结杆位于阻挡涂层上并且延伸穿过连接孔，从而该连接孔被密封并且连结杆将阻挡涂层结合在水槽上。
16.一种用在水槽上的衬里，该水槽包括多个相互连接在一起以形成底部、内侧壁的面板，和顶部法兰，以及位于相邻面板之间的接缝，衬里包括位于多个面板中的一个中的连接孔，该连接孔从衬里的内部延伸至水槽的外部；位于每一个面板上的镀锌层；位于水槽上的连接管，该连接管同心地安装在面板中切削的管孔中，该连接管具有内端部和内壁，内端部与水槽的内侧壁对准；位于锌涂层上的热固性有机层，用于涂覆每一个面板并且覆盖每一个连接管，有机涂层包括通过静电施加在多个面板中的每一个的表面上的粉末涂层；位于接缝上的预密封，该预密封包括以液态形式施加到接缝上的弹性体衬里材料；该弹性体材料在一段硬化时间后固化；位于水槽内部的阻挡涂层，该阻挡涂层包括弹性体材料，该阻挡涂层沿着水槽的内部和预密封衬里材料粘结到有机涂层上，一连结杆从阻挡涂层延伸穿过连接孔，连结杆中的突起与连接孔相邻，该水槽位于阻挡涂层和突起中间。
17.根据权利要求16的发明，阻挡涂层还包括位于顶部法兰上的衬里边缘，位于水槽上的上部，该上部具有连接至顶部法兰的底部法兰，衬里边缘被夹在顶部法兰和底部法兰之间。
18.根据权利要求17的发明，还包括角部造型，该角部造型具有位于水槽底部上的底壁，位于水槽侧边上的侧壁，角部造型在阻挡涂层和水槽中间，从而侧壁和底部之间的过渡带被角部造型弄平。
19.一种在水槽敷设衬里以保护下面的镀锌面板在潮湿环境中不受腐蚀的方法，镀锌面板被装配在一起以形成水槽，该水槽具有被构造用来存储液体的内部，水槽在相邻的面板之间具有多个接缝，水槽具有内部、底部、顶部、侧壁，以及位于顶部附近的顶部法兰，在安装法兰上具有安装面，该方法包括下列步骤对镀锌钢面板进行改型以装配成水槽；在面板之一中形成连接孔；清洁面板，以除去油脂、污垢和污物；通过静电喷涂将粉末有机涂层施加到每一个面板的表面上；硬化该粉末有机涂层；将包括液态弹性体的预密封施加在至接缝上；在有机涂层和预密封上施加阻挡涂层，阻挡涂层包括与预密封相容的弹性体化合物；位于水槽内部的阻挡涂层包括安装面，从而从水槽的底部至安装面形成了整体衬里。
20.根据权利要求19的方法，其中喷涂步骤还包括在水槽中双重喷涂接缝。
21.根据权利要求20的方法，其中该方法在硬化和施加液态弹性体步骤之间包括下列步骤砂磨水槽的表面并通过洗涤液擦净将要涂覆第三弹性体喷涂衬里的水槽表面。
22.根据权利要求20的方法，其中该方法在硬化和施加液态弹性体步骤之间包括下列步骤在水槽仍保持硬化步骤中的干净和加热状态时，预备好水槽以及用于敷设和喷涂的弹性体喷涂设备。
全文摘要
一种用在金属表面上的衬里及其敷设方法，用于保护金属结构例如冷却塔、蒸发冷凝器，和其它容纳液体的容器例如不受到腐蚀，不发生渗漏和磨损的水槽。该衬里是廉价的装置，并且敷设工艺包括具有第二密封和粘结层以及第三保护密封层的涂覆金属。敷设衬里的方法包括将有机粘结层敷设到镀锌衬底上，以及将弹性阻挡涂层敷设到粘结层上。阻挡涂层材料被敷设到相邻的面板之间的预密封接缝，这些面板被组装在一起以形成水槽。阻挡涂层被敷设到水槽的整个内部，以形成延伸到水槽外部的同质的阻挡涂层。通过使衬里延伸到水槽和上部之间的地方，衬里边缘与水槽隔离。衬里包括镀锌层，位于镀锌金属上的粘结层，和位于粘结层上的弹性第三层。衬里还包括位于接缝处的预密封，角部造型和位于衬底中的连接孔，用于连接和保护衬里的完整性。
文档编号F28F25/04GK101089542SQ200710088570
公开日2007年12月19日 申请日期2007年3月16日 优先权日2006年6月16日
发明者F·T·莫里森, G·M·洛曼, J·R·霍金斯, J·W·弗朗 申请人:巴尔的摩汽圈公司