1 鋼材的腐蝕機理
腐蝕是指鋼材表面與周圍介質發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象。鋼材腐蝕的現(xiàn)象普遍存在,如在大氣中生銹,特別是當環(huán)境中有各種侵蝕性介質或濕度較大,情況尤為嚴重。腐蝕不僅使鋼材有效截面積均勻減小,還會產(chǎn)生局部銹坑,引起應力集中;腐蝕也會顯著降低剛強度、塑性、韌性等力學性能。
根據(jù)鋼材與環(huán)境介質的作用原理,腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。而鋼材在大氣中腐蝕一般是由兩者共同作用所致,但以電化學腐蝕為主。而鋼材在混凝土中腐蝕又以各種形態(tài)出現(xiàn),有電偶腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等!
1.1 電偶腐蝕(galvanic corrosion)由于腐蝕電位不同,造成同一介質中異種金屬接觸處的局部腐蝕,亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。該兩種金屬構成宏電池,產(chǎn)生電偶電流,使電位較低的金屬(陽極)溶解速度增加,電位較高的金屬(陰極)溶解速度減小。所以,陰極是受到陽極保護的。陰陽極面積比增大,介質電導率減小,都使陽極腐蝕加重。
1.2 點腐蝕由于鋼材接觸某些溶液,表面上產(chǎn)生點狀局部腐蝕,蝕孔隨時間延續(xù)不斷地加深甚至穿孔的腐蝕,又稱孔蝕。通常點蝕的蝕孔很小,直徑比深度小的多。蝕孔的最大深度與平均腐蝕深度的比值稱為點蝕系數(shù)。此值越大,點蝕越嚴重。一般蝕孔常被腐蝕產(chǎn)物覆蓋,不易發(fā)現(xiàn),因此由于腐蝕穿孔,造成突發(fā)性事故。
2 鋼結構的防腐蝕涂料
目前常用的有以下幾種:瀝青涂料、醇酸樹脂涂料、酚醛樹脂涂料、環(huán)氧樹脂涂料、氯磺化聚乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯化橡膠涂料、聚氨酯涂料等。目前國內在鋼結構上以傳統(tǒng)防腐蝕涂料為主,雖然有所進步,但是一定程度上不大。
煤焦瀝青涂料價格低廉,具有如下優(yōu)點:(1)耐水,浸入水中10年其吸水率僅0.1%~0.2%;(2)耐一些化學介質的侵蝕;(3)對未充分除銹的鋼鐵表面仍有良好的潤濕性;(4)固體含量高,可獲厚膜;(5)價格低廉。
瀝青的缺點是寒冬發(fā)脆,夏暑發(fā)軟,暴曬后有些成分揮發(fā)逸出會使漆膜龜裂。
環(huán)氧樹脂涂料附著力好,對金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)秀的附著力;耐堿、油和水,電絕緣性能優(yōu)良。但抗老化性能差。
高氯化聚氯乙烯涂料是選用高密度、線性低分子、含氯量在60%以上的聚乙烯為主要成膜物質,配以改性樹脂、各種助劑、顏料和涂料制成,其性能特點如下:(1)優(yōu)良的化學穩(wěn)定性,耐酸、堿、鹽化學品,耐水和油;(2)良好的耐溫性和耐候性,適用溫度在-20~80℃,可以―15℃環(huán)境溫度下施工,耐濕熱老化及臭氧;(3)耐菌、耐火,阻止細菌和霉菌的生長,具有阻燃作用;(4)優(yōu)異的力學性能,與金屬的附著力好,抗沖擊,柔韌性好;(5)施工性能好,單組分,施工方便,成膜厚。聚氨酯涂料是以聚氨基甲酸脂樹脂為基料的涂料,具有優(yōu)秀的防腐蝕和力學性能。
3 主要品種和產(chǎn)量及其分布
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國防腐蝕涂料品種有1000余種，常見的按樹脂分類有環(huán)氧、環(huán)氧瀝青、瀝青、氯化橡膠、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、過氯乙烯、漆酚樹脂、硅酸乙酯、高氯化聚乙烯、聚氨酯、聚氨酯瀝青、酚醛、醇酸漆等。近些年來還出現(xiàn)了不少性能優(yōu)良的改性型樹脂品種防腐蝕涂料,如醇酸樹脂改性 Lalflex MP 樹脂防腐涂料、聚硫橡膠改性環(huán)氧防水防腐涂料、丙烯酸樹脂改性石油樹脂防腐涂料、用于鐵路客車箱的丙烯酸改性醇酸磁漆等,以及結合我國自身特色的防腐蝕涂料,如漆酚鈦、漆酚環(huán)氧、漆酚硅重防腐涂料等。這類涂料不僅耐高溫、耐腐蝕 , 適用于各種酸、堿、鹽、油類、溶劑等介質 , 且有的品種還能保持天然生漆高耐久性等特點。環(huán)保型防腐蝕涂料受到了人們的青睞,粉末防腐蝕涂料已有一定的應用,一些水性化樹脂防腐蝕涂料,如水性氯磺化聚乙烯、水性丙烯酸環(huán)氧防腐蝕涂料等問世,效果很好。無溶劑型防腐蝕涂料,如無溶劑環(huán)氧煤瀝青漆等已較為多見。
我國防腐蝕涂料生產(chǎn)企業(yè)較多,據(jù)不完全統(tǒng)計約有700來家,其中專門生產(chǎn)防腐蝕涂料的廠家就有近百家,但規(guī)模均不大,年產(chǎn)量在千噸以上的只有幾十家。這些生產(chǎn)企業(yè)主要集中在我國沿海各省市與中南地區(qū)。由于各省市自然環(huán)境和發(fā)展特點的差異,其防腐蝕涂料的品種和用途是不盡相同的。
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