腐蝕範圍
大型鋼結構如、避雷針鐵塔、海上燈塔、大型水庫閘、供水塔、海上采油設施、罐車、球罐、貯槽、油箱、碳化塔、換熱器、煙囪、集裝箱、艦船船體、海上平台鋼結構等,都是長期處于海洋大氣、工業大氣腐蝕環境下。若要長期使用,而不進行大面積維修,長效塗層防護是為前最佳,使用壽命可達20-30年,維修費用少,可獲得明顯的經濟效益。
腐蝕特點
大氣環境下的鋼結構受陽光、風沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和濕度變化作用,其中大氣中的氧和水分是造成戶外鋼鐵結構腐蝕的重要因素,引起
工業氣體含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等,這些成份雖然含量很小,但對鋼鐵的腐蝕危害都是不可忽視的,其中SO2影響最大,CI2可使金屬表面鈍化膜遭到破壞。這些氣體溶于水中呈酸性,形成酸雨,腐蝕金屬設施。
海洋大氣的特點是含有大量的鹽,主要是NaCI,鹽顆粒沉降在金屬表面上,由于它具有吸潮性及增大表面液膜的導電作用同時CI-本身又具有很強的侵蝕性,因而加重了金屬表面的腐蝕。鋼結構離海岸越近腐蝕也越嚴重,其腐蝕速度比内陸大氣中高出許多倍。
防護方法
鋼結構常用加重腐蝕塗料構成長效防腐結構,或者用配套重防腐塗料塗裝防護。金屬鋅、鋁具有很大的耐大氣腐蝕的特性。在鋼鐵構件上噴鋅或噴鋁,鋅、鋁是負電位和鋼鐵形成犧牲陽極保護作用從而使鋼鐵基本得到了保護。目前用噴鋁塗層來防止工業大氣、海洋大氣的腐蝕,其特點如下:
(1)噴鋁塗層與鋼鐵基體結合力牢固、塗層壽命長,長期經濟效益好;
(2)工藝靈活,适用于重要的大型及難維修的鋼鐵結構的長效防護,可現場施工;
(3)噴鋅或噴鋁塗層加防腐塗料封閉,可大大延長塗層的使用壽命,從理論和實際應用的效果來看,噴鋅或噴鋁的塗層是防腐塗料的最好底層。金屬噴塗層與防腐塗料塗層的複合塗層的防護壽命較金屬噴塗層和防腐塗料防護層二者壽命之和還要長,為單一塗料防護層壽命的數倍。
重防腐長效塗料由底漆、中間漆和面漆構成。從長效經濟性考慮,噴鋁塗層最為經濟,但一次性投入大,施工良好的塗層可在10年内無需維修。環氧富鋅底漆+環氧雲鐵中間漆及丙烯酸聚氨酯長效防護系統具有較佳的經濟性。
作用機理
鋼結構防腐,通常采取REMAKE金屬基自修複系統進行修複。REMAKE具有阻止金屬基材電化學腐蝕功效,它能把金屬基面的鐵鏽轉化為緻密的氧化膜對鋼闆形成第一道防線。利用活性高的金屬元素陽極犧牲保護原理,能阻止基材的進一步氧化,從而形成第二道防線;
表面隔離塗料具有高效的隔離功能,從而達到了阻隔外界與金屬基材的直接接觸,完全杜絕了腐蝕的源頭。
金屬基自修複底面塗料層保護了REMAKE表面隔離塗料層不會因為金屬基材的氧化而剝落,同時隔離塗料層又減少了底面塗料層中活性金屬元素的損耗,以及氧化膜被破壞的可能,從而達到對金屬基材的長久保護。
材料介紹
防腐材料
1、采用耐候鋼:即耐大氣腐蝕鋼,在鋼中加入一定量的鉻、鎳、钛等合金元素,可制成不鏽鋼。通過加入某些合金元素,可以提高鋼材的耐鏽蝕能力。
2、金屬複蓋:鍍或噴鍍的方法複蓋在鋼材表面,提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅後加塗塑料塗層等措施。
3、非金屬複蓋:鋼結構防止鏽蝕通常采用表面刷漆、噴塗塗料、搪瓷、塑料等方法。常用的底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等,面漆有調和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
納米技術
大型鋼結構是大量基礎設施的重要組成部分。橋梁、電站、輸油輸水管道、油氣儲罐、大型生産裝置、船舶、海工結構、塔架及許多大型建築物均大量采用鋼結構。雖然所用的碳鋼與一些低合金鋼具有很好的力學性能與合理的價格,但它們存在着嚴重的電化學腐蝕問題。由于具有用量大、壽命要求長的特點,所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各種腐蝕控制方法中,主要選用不同表面處理與施加防腐塗層的方法來對大型鋼結構進行防護。
目前,納米技術在鋼結構重防腐産品中的應用還處于起步階段。國内外均少見型産品應用的報導。但普遍認為,納米技術的采用無疑将會給該領域帶來世大的收獲。原因很簡單,因為防護所涉及的表面材料與自防護腐蝕産物的性質主要由其微觀結構所決定,這裡涉及界面問題,電化學曆程的改變,傳輸行為、表層材料強度與塑性的變化等。例如,某些各類的納米粒子引入有機塗層可以增加其抗老化性,無機塗層的塑性可由于其結構的納米化而改善。
技術特點
由于腐蝕體系的複雜多樣化,導緻腐蝕控制手段的多樣化。在工業中使用最多的防腐技術大緻可分為如下幾點:
(1)合理選材:根據介質與使用條件,選擇合适的材料;
(2)陰極保護:利用電化原理,對構件進行外加陰極極化以減緩腐蝕;
(3)陽極保護:對可鈍化體系采用外加陽極電流使構件表面緻鈍以減緩腐蝕;
(4)介質處理:去除促進腐蝕的有害成分,調節PH值等;
(5)添加緩蝕劑:向介質中添加少量減緩腐蝕的物質;
(6)金屬表面複蓋層:噴、襯、滲、鍍、塗上一層耐蝕性金屬或非金屬(有機或無機)物質以及将金屬進行磷化、氧化處理,以降低構件腐蝕速度;
(7)防腐設計與改進生産工藝流程。
對于一個具體的腐蝕體系,應據腐蝕原因、效果、施工難易與經濟效益等進行綜合考慮。對大型鋼結構而言,可以采用的方案也是多種多樣的。但針對它們的使用特點,主要采用選材控制和表面複蓋進行防護,有時也常與陰極保護聯合使用。以防腐塗料為例,每年的用量可能已達到20萬噸左右,約占塗料總量的10%,而且它們品種繁多,功能各異。
規律性
鋼結構防腐蝕是鋼結構設計、施工、使用中必須解決的重要問題,它牽涉到鋼結構的的耐久性、造價、使用性能、維護費用等諸多問題。
鋼結構REMAKE防腐施工前要經過一些預處理措施。預處理手段大體分為手工處理、化學處理、機械處理等。所謂化學處理,顧名思義是利用堿性或酸性溶液,使工件表面的油污及氧化物溶解在堿性或酸性的溶液中,以達到去除工件表面氧化皮、鏽迹及油污的目的。但若時間控制不當,即使加緩蝕劑,也能使鋼材産生過蝕現象。
前期處理
通常采用機械處理法,主要包括噴丸法和抛丸法。噴丸又分為噴丸和噴砂。用噴丸進行表面處理,打擊力大,清理效果明顯。但噴丸容易使薄闆工件變形,且無法徹底清除油污。清理效果最佳的還應是噴砂,适用于工件表面要求較高的清理。抛丸法清理是利用離心力将彈丸加速,抛射至工件進行除鏽清理的方法。
H型鋼構件焊接完成後進入抛丸除鏽封閉空間,可以對鋼構件表面的中鏽以下程度的表面進行抛丸除鏽,抛丸除鏽工藝除具有除鏽作用以外,還可以消除H型鋼構件焊接完成以後産生的殘餘應力,改善鋼構件施加荷載後的受力狀态。采用抛丸除鏽設備,與采用傳統的手工除鏽、噴砂除鏽相比,具有鋼結構抗腐蝕年限更長、改善構件應力狀态的特點。
防腐蝕原理
腐蝕電池體系正在作用時,接入另一電極絲,該電極的電位較負,這個時候原腐蝕電池就與這個電極就組成了一個新的宏觀電。從電化學原理來說,負的電極就是這個新電池的陽極,所謂的陰極便是原腐蝕電池。從電解質向被保護體從陽極體提供一個陰極電流,這時被保護體就會進行陰極保護,就會完成陰極保護。伴随着陽極材料不斷消耗不斷流出電流,這樣就有了犧牲陽極。
鋼結構的鏽蝕速度頗顯規律性:
①先快後慢;
②沿海或潮濕環境快;
③重工業區是市區的2倍,是山區、田園的10倍;
④無防鏽層比有防鏽層快5倍;
⑤室外為室内的4倍。
施工技術措施
爐架、儲罐等鋼結構采用人工除鏽結合機械打磨除鏽的方式除去表面的鏽層,清潔度要求達到《塗裝前鋼材表面鏽蝕等級和除鏽等級》(GB/T8923)規定的Sa3級;粗糙度要求達到《塗裝前鋼材表面粗糙度等級的評定(比較樣塊法)》(GB/T13288)規定的M級。對于不具備除鏽的施工現場,表面處理采用鋼絲刷、鏟刀或粗砂紙打磨除鏽,但清潔度一定要達到《塗裝前鋼材表面鏽蝕等級和除鏽等級》(GB/T8923)規定的St3級。表面除鏽處理的順序一般為先内後外;先上後下。
防腐措施
爐架、儲罐等鋼結構的防腐塗裝施工主要采用無氣噴塗或有氣噴塗、刷塗、輥塗等方式進行,防腐施工的作業環境應該寬敞明亮,通風情況良好,必要時應具備防雨、防風設施。施工過程中要注意:
1、高空作業注意安全,要安置好必要的腳手架和腳手闆。
2、明顯凹凸不平的焊縫應進行補焊與磨平處理,使之成為圓滑的面。
3、對開孔、自由邊緣、角隅等位置,要進行多遍塗刷,保證塗裝塗層厚度達到設計要求。
4、施工完成後清理幹淨現場。
5、天氣氣溫驟然變化時應暫停施工,天氣氣溫正常後方可再次施工。
6、塗刷油漆的缺陷修補的具體方法:
在現場施工檢測中發現不合格的位置,應及時進行修補。修補的方法是用砂紙或砂輪将漏點或薄塗位置及周圍輻射5cm區域的塗裝塗層打毛,再重新塗裝。固化後再次進行漏點和厚度檢查,直至合格。
耐高溫及有機矽工藝
施工材料配比:在這個行業中還是沒有給出一個合理的有效的防腐處理方案高溫防腐塗料施工塗料為雙組分包裝,混合比例為A:B=2粉:1,重量比,把液體緩慢倒入粉中,充分混合攪拌後使用,塗層常溫自然固化。塗刷工具:可采用刷子、輥子、刮闆或高壓無氣噴塗的方式施工。施工條件:塗料施工溫度在1070℃之間,相對濕度小于60%,通風幹燥環境中施工,不要在潮濕、密閉、溫度過高或溫度過低的環境中施工。
塗刷技術:
有機矽耐高溫漆施工工藝
(2)用稀釋劑擦洗工件表面;
(3)用專用配套稀釋劑調節塗料粘度,稀釋劑采用專用稀釋劑,用量大緻為:無氣噴塗——約5%(以塗料重量計);空氣噴塗——約15-20%(以塗料重量計);刷塗——約10-15%(以塗料重量計);
(4)施工方法:無氣噴塗、空氣噴塗或刷塗。注意:施工時底材溫度必須高于露點以上3℃,但不得高于60℃;
其它施工參數密度——約1.08g/cm3;
幹膜厚度(一道)25um;濕膜厚度56um;
閃點-27℃;
塗複用量--120g/m2;
塗裝間隔時間:8-24小時/25℃以下,4-8小時/25℃以上。
塗料貯存期:6個月。超過此期限,經檢驗合格仍可使用。



















