海洋耐氯離子無機(jī)防腐涂料
前言:
“海到盡頭天作岸,山登絕頂我為峰” ,以海為詩,多有海之寬廣、波瀾之意,以抒心中豪情;
古人寫海多豪邁,然而大海也有其兇猛的一面,出海的漁船不僅要面對大海的咆哮,還要警惕海中生物的威脅;海邊的居民要隨時(shí)注意潮起潮落,以及陰暗處吞吐的信子……而現(xiàn)代,鋼鐵林立的都市,海邊開采石油的平臺、船舶??康母劭诙即嬖谥鴩?yán)重的腐蝕問題,和內(nèi)陸環(huán)境不同,普通的防腐蝕方法已經(jīng)不適用與海洋環(huán)境。本文將淺析海洋環(huán)境下鋼鐵腐蝕的原因以及防腐方案。
海洋環(huán)境:
不同于內(nèi)陸環(huán)境,鋼鐵等金屬結(jié)構(gòu)表面的鈍化膜、漆膜等保護(hù)足夠支撐很長時(shí)間,就像葫蘆娃里的三娃一樣變成了鋼筋鐵骨,不懼怕任何攻擊。然而在海洋環(huán)境中金屬結(jié)構(gòu)的“鋼筋鐵骨”仿佛卻失去了作用,就像被蛇精知道了弱點(diǎn)的三娃一樣無計(jì)可施,海洋的特殊環(huán)境抓住了材料的弱點(diǎn),從而使其失去了保護(hù),腐蝕更加劇烈。
海洋環(huán)境下腐蝕機(jī)理:
鋼鐵從內(nèi)到外分為幾個(gè)層次:
1. 最內(nèi)層的金屬基材;
2. 其次是與基材接觸的FeO氧化膜;
3. 然后是中間層Fe3O4氧化膜,該層較為致密,同時(shí)能攔截水和氧氣的深入,具有一定的抗腐蝕能力;
4. 最外層是Fe2O3氧化膜,表面較為疏松多孔,易吸水、吸氧。
正常腐蝕在進(jìn)行到第二層Fe3O4層時(shí)會變得較為緩慢,但是在海洋環(huán)境下,氯離子以其微小的粒徑,具有較強(qiáng)的穿透力,能夠穿透致密的氧化膜層,從而發(fā)生以下反應(yīng):
Fe2++2Cl-+2H2O→Fe(OH)2+2HCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
鋼鐵的進(jìn)一步腐蝕產(chǎn)生的化合物體積增大,會從內(nèi)部產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力,如果是混凝土中的鋼結(jié)構(gòu)則會連帶著破壞混凝土的開裂和脫落,使得內(nèi)部金屬暴露在外界海洋環(huán)境下又進(jìn)行了新一輪的腐蝕,加劇了腐蝕的進(jìn)行。
海洋環(huán)境下腐蝕速率的影響因素:
鹽度、含氧量、CO2、碳酸鹽、溫度、海水流速、海洋生物、光照條件。
根據(jù)有關(guān)調(diào)查材料,我國沿海主要港口的海水平均含鹽量約為25000mg/L,其中SO42-平均約為2300mg/L,Mg2+平均約為1250 mg/L,Cl-平均約為15000mg/L。
平均含鹽量: | SO42- | Mg2+ | Cl- |
25000mg/L | 2300mg/L | 1250 mg/L | 15000mg/L |
海洋環(huán)境下的腐蝕是一種較為復(fù)雜的腐蝕環(huán)境,參雜著不同類型的腐蝕,將海洋環(huán)境分為五個(gè)大的區(qū)域:大氣區(qū)、全浸區(qū)、潮差區(qū)、飛濺區(qū)、土壤區(qū)。
其中腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域是處于飛濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu),該區(qū)域海水流速高,處于該區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)不僅僅會發(fā)生化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等,還會有海水的高速沖刷產(chǎn)生的空泡腐蝕和沖刷腐蝕等,且該區(qū)域含氧量較大,海水來回沖刷會產(chǎn)生氧的濃度差,因此該區(qū)域的電化學(xué)腐蝕也相對較強(qiáng)。
解決方案:
根據(jù)腐蝕發(fā)生的機(jī)理以及影響因素,有效防止腐蝕需要從以下幾個(gè)方面著手:
1. 隔斷腐蝕源,阻絕鋼結(jié)構(gòu)和海水、空氣等的接觸;
1.1隔斷腐蝕源,常用的辦法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷環(huán)氧富鋅底漆,但是環(huán)氧涂層本身耐候性差,在長時(shí)間的太陽照射以及海水沖刷的情況下涂層的使用壽命較低,所以此處應(yīng)考慮采用特殊防腐涂層,要求能夠同時(shí)滿足防水抗?jié)B、耐海水沖刷、耐氯、耐候等性能。ZS-711海洋耐氯離子無機(jī)防腐涂料,涂層致密、細(xì)膩光滑,屬于C5級別的防腐涂料,長年在海洋環(huán)境下使用,能夠較好的保護(hù)各種金屬、非金屬結(jié)構(gòu)。
1.2防腐涂層的施工
步驟 | 操作 | 目的 |
基材的前處理 | 噴砂Sa2.5/手工St3級除銹、除油,清理灰塵 | 除去浮銹、油漬,增加基材和涂層間的附著力 |
預(yù)涂 | 邊邊角角、焊縫處等難施工、存在孔隙的地方薄涂一層 | 1. 防止后續(xù)施工時(shí)存在漏點(diǎn); 2. 防止孔隙、裂縫存在影響涂層附著力; 3. 增加難點(diǎn)厚度、增強(qiáng)耐腐蝕性 |
遍 | 全部基材,薄涂一遍,控制厚度在50~60μm左右 | 涂層干燥快,易于附著,封閉基材表面上的微孔,增強(qiáng)后續(xù)涂層和基材的附著力 |
第二遍 | 待前一遍涂層2~3個(gè)小時(shí)表干后涂刷 | |
第三遍 | 待前一遍涂層2~3個(gè)小時(shí)表干后涂刷 | |
養(yǎng)護(hù) | 全部涂刷完后,在常溫下干燥24小時(shí)后,養(yǎng)護(hù)2~3天(小型工件建議烤箱低溫烘烤3~4小時(shí)) | 1. 讓涂層內(nèi)部溶劑全部揮發(fā),時(shí)涂層*固化; 2. 控制漆膜的完整性,防止涂層開裂失去防腐性。 |
注:全程施工基材以及環(huán)境溫度在5~60℃之間,空氣濕度<70%
2. 外接活性陽極主動承擔(dān)腐蝕進(jìn)程;
3. 更換耐腐蝕鋼材。
“長風(fēng)破浪會有時(shí),直掛云帆濟(jì)滄海”,眼前的困難不能一直困擾著我們,志盛威華團(tuán)隊(duì)幫助您解決防腐上的難題,讓我們共濟(jì)滄海。