金属材料防腐蚀涂装的结构分析

金属材料防腐蚀涂装的结构分析

张苯介志举王磊

中钢集团郑州金属制品研究院有限公司河南郑州450000

摘要：金属材料表面进行良好的防腐蚀处理能延长金属材料的使用寿命，减少设备方面的金属材料损失。以金属材料表面涂层技术为基础，金属材料的耐腐蚀性能得到大幅度改善，在节约能源的同时，保护了环境。

关键词：金属材料；防腐蚀；涂装结构

1.防腐蚀的重要性

金属结构设备在环境介质的作用下会发生腐蚀破坏，严重影响设备及大坝的安全运行和人类生命财产的安全，给国民经济带来巨大的损失，其灾难是十分惊人的，发达国家每年因钢材腐蚀造成的直接经济损失占其国民经济总值的2%-4%，但如果广泛采用良好的耐蚀材料和涂装技术以及在设计至维护各阶段中，运用最佳的防护技术，就可以大大减少因腐蚀因素带来的巨大损失。

2.金属材料腐蚀类别

2.1金属性化学腐蚀

金属性化学腐蚀主要是各类金属材质和非极性物质进行接触后产生一系列化学反应，在反应过程中，会对金属材料产生腐蚀性侵害，该化学反应是一种纯粹的化学变化，其再现了金属腐蚀过程的化学反应。在金属性和工艺介质接触时，金属材料和非电解质发生化学方应，且在反应过后产生附着物，这种现象在电子转移过程中没有出现，其电流的形成条件不成熟，其反应状态与动力学机理相吻合。

2.2金属电化学性腐蚀

在金属反应的腐蚀性侵害中，具有电化性腐蚀性质的金属材料和化合溶液之间极易发生化学反应，金属原子失去电子表现出的阳极区和非物质性原子失去电子表现出的阴极区域反应会同时存在，这种情况下会产生电流，且流动比较明显。其具体反应与电化学反应具有吻合性，因此，可以将电化学腐蚀分为以下几种类型：第一是氢气原子腐蚀；第二种是吸氧溶液的电解质腐蚀。因此，可以将钢铁一类的金属物质想象成在湿热环境下的腐蚀过程，这些金属表面附着一层水气，水气与大气中的二氧化碳发生水溶性反应，产生大量的酸性溶液，该情况下，金属铁离子会产生电化学反应。电化学反应过程中，一些阳性的铁离子在氧化中失去，在金属结构中，阳极电流流向阴极，从而释放出来，并出现大量的金属氧化物和非金属阴极，这就是铁锈蚀物。

3.涂装施工要求

3.1钢桥涂装技术要求

电弧喷漆铝或涂装富锌防锈底漆时，钢表面清理应达到GB/T8923-1988规定的Sa3级，外观相当标准规定的ASa3、BSa3、CSa3、DSa3。涂装红丹醇酸、红丹酚醛或聚氨酯底漆，钢表面清理应达到GB/T8923-1988规定的Sa24/2

级，外观相当于该标准规定的ASa24/2、BSa24/2、CSa24/2、DSa24/2。

3.2涂装工艺

金属喷涂工艺可采用电弧喷涂或火焰喷涂，优先采用电弧喷涂;涂料喷涂应采用高压无气喷涂。金属表面喷射除锈经检查合格后，应尽快进行涂覆，其间隔时间可根据环境条件一般不超过4-sh。各层涂料的涂装间隔时间，应在前一道漆膜达到表干后才能进行下一道涂料的涂装，具体间隔时间可按涂料生产厂的规定进行。金属热喷涂在尚有余温时，再进行封闭涂料的涂装。热喷金属涂装:涂装前首先要对金属成分、纯度、直径进行抽检，还应对环境情况(温度、湿度、天气状况及工件表面温度)进行检测记录。涂装前应对表面预处理的质量、清洁度、粗糙度等进行检查，合格后方能进行涂装。热喷后应对金属涂层外观及厚度进行检查，对金属涂层的结合性能、耐蚀性及密度等应进行抽检。只有在进行金属涂层的检验并确认合格后，才能进行封闭涂料的涂装。

4.金属材料的预防腐蚀手段改进

4.1在金属表面构建防护层

就金属材料的磷化处理而言，这种处理方法主要是清除金属材料表面的油污以及锈蚀物，之后再将金属材料放入磷酸盐溶液中进行浸泡，一段时间后，金属材料表面就会有出现一层难溶于水的磷化物，这层磷化物可以作为金属的保护膜附着在金属表面，我们把这一处理过程称作金属的磷酸盐化。金属材料经过磷酸盐化处理后，其表面就会出现暗灰或者深灰色，且在金属材料表面有5-20μm厚的保护层，他具备的良好耐腐蚀性，能使其在空气中得到良好的保存。金属材料经过磷酸化处理后，其表面形成的膜状物具有多孔性和极强的油漆吸附能力。如果能将金属物的底层进行磷酸化处理，并生成膜状保护物，可以增强金属的耐腐蚀性能。

4.2金属热喷涂和封闭涂层联合防腐措施

一般采用热喷锌，封闭漆用磷化底漆，中间漆为环氧云铁，面层漆有环氧类、聚氨酯和氯化橡胶类，也有少量地采用热喷锌铝合金和稀土铝合金，封闭底层有磷化底漆和不饱和乙烯脂树脂，面层有环氧或氯化橡胶。金属镀层：水下金属结构的连接轴、支铰轴、吊轴、活塞杆及其它机械轴等宜采用了镀铬处理，镀铬层一般分硬铬和乳白铬，其厚度各在40-50cm。水电站的出线结构架和输电铁塔及闸门的紧固件宜采用热浸锌处理，结构件的热浸锌层一般在500glmZ左右，紧固件的热浸锌层一般在400glm左右。

4.3重型防腐油漆涂装防腐工艺

重型防腐油漆涂装防腐工艺可以使金属材料的表面得到美化，且这种工艺的处理方法简单，因此，其被广泛应用。现阶段，这种处理工艺在钢铁桥梁等一些金属制品表面的防腐处理方面已得到广泛应用，且这种处理工艺已成为首选。对重型防腐涂料而言，国际上知名防腐油漆及国内制造的一些品牌涂料的制作过程非常相近，这些防腐材料都有数层喷涂结构作为依托，这些防腐材料主要分为底面漆、中层漆及在金属表面喷涂的材料。

4.4金属结构的表面处理

涂装层修补外表面处理必须采用喷射的方法进行表面预处理，特殊材料的表面处理可采用喷氧化铝的材料进行表面除锈，凡不能采用喷射方法进行表面处理的设备和零部件的表面，可采用机械动力除锈的方法。喷射处理前必须仔细清除结构件表面的焊渣、飞溅附着物;磨平焊疤、手刺等，并清洗基体金属表面可见的油脂及其它污物。喷射处理所用的压缩空气，必须经过冷却装置及油水分离器处理，以保证压缩空气的干燥、无油。喷射处理后的金属表面清洁度等级要求。喷射处理后的表面粗糙度值:对于涂料除涂装的Ry值应在40-70μm范围以内，对于热喷金属涂装，Ry值应在60-90μm范围以内。喷射除锈时，施工环境相对温度应不大于85%，金属表面温度应不低于露点以上3℃，推荐采用封闭式车间进行涂装施工，以便有效地控制环境条件，确保质量。

5.涂料检验试验方法

多组分涂料均是在混合均匀后进行性能测试；涂料流出时间测定按GB/T6753-1998规定进行；涂料不挥发物含量测定按GB/T1725-2007规定进行；涂料细度测定按GB/T6753-2007规定进行；涂料遮盖力按GB/T1726规定进行；涂料密度测定按GB/T6750-2007规定进行；涂料贮存稳定性实验按GB/T6753-1986规定进行。多组分涂料适用期测定：用至少200g的涂料主剂和其他组分按产品要求比例调至均匀，再用稀释剂调制适用的黏度，放入直径不小于50mm，容积不小于300ml的容器中，观察多组分涂料混合后无凝胶现象的时间。

6.结束语：

随着科技的发展，我国在金属防腐蚀领域的研究越来越多，鉴于金属的腐蚀对设备性能以及环境的影响，要从设备维护和环保方面出发，不断提高金属防腐蚀技术，并在各行各业中利用各种金属防腐材料及防腐蚀技术，不断加深对金属防腐蚀技术及材料的研究。金属的防腐蚀作为设备维护的一项重要工作，在生活以及工作领域已得到越来越高的重视，社会在进步，科技在发展，金属防腐蚀技术也会得到进一步的发展。

参考文献：

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[4]粟满荣.不锈钢粉重防腐涂料的研制[D].广西大学,2014.