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防腐 |
中文名;防腐 目 的;延長其使用壽命 方法。;物理防腐,化學防腐,電化學防腐 含 義;保護容易鏽蝕的金屬物品 |
防腐就是通過採取各種手段,保護容易鏽蝕的金屬物品的,來達到延長其使用壽命的目的,通常採用化學防腐、物理防腐、電化學防腐等方法。[1]
金屬腐蝕
金屬與它所處的環境介質之間發生化學、電化學或物理作用,引起金屬的變質和變壞,稱為金屬腐蝕,腐蝕現象是十分普遍的。從熱力學的觀點出發,除了極少數貴金屬(Au、Pt等)外,一般金屬發生腐蝕都是一個自發過程。人們已經認識到使用的金屬很少是由於單純機械因素(如拉、壓、衝擊、疲勞、斷裂和磨損等)或其他物理因素(如熱能、光能等)引起的破壞的,絕大多數金屬材料的破壞都與其腐蝕因素有關,因此金屬材料的腐蝕己成為當今不可忽略的重要問題。
另外,金屬腐蝕給人類社會帶來的直接損失是巨大的。20世紀70年代前後,許多工業發達國家相繼進行了比較系統的腐蝕調查工作,並發表了調查報告。結果顯示,腐蝕的損蝕占全國GNP的1%到5%。這次調查是各國政府關注腐蝕的危害,也對腐蝕科學的發展起到了重要的推動作用。在此後的30年間,人們在不同程度上進行了金屬的保護工作。在以後的不同時間各國又進行了不同程度的調查工作,不同時期的損失情況也是不同的。有資料記載,美國1975年的腐蝕損失為820億美元,占國民經濟總產值的4.9%;1995年為3000億美元,占國民經濟總產值的4.21%。這些數據只是與腐蝕有關的直接損失數據,間接損失數據有時是難以統計的,甚至是一個驚人的數字。我國的金屬腐蝕情況也是很嚴重的,特別是我國對金屬腐蝕的保護工作與發達的工業國家相比還有一段距離。據2003年出版的《中國腐蝕調查報告》中分析,中國石油工業的金屬腐蝕損失每年約100億人民幣,汽車工業的金屬腐蝕損失約為300億人民幣,化學工業的金屬腐蝕損失也約為300億人民幣,這些數字都屬於直接損失。如該報告中調查某火電廠鍋爐酸腐蝕脆爆的實例,累計損失約15億千瓦·時的電量,折合人民幣3億元,而由於缺少供電量所帶來的間接損失還沒有計算在內。所以說,金屬腐蝕的損失是很嚴重的,必須予以高度的重視。
金屬防腐方法
針對金屬腐蝕的原因採取適當的方法防止金屬腐蝕,常用的方法有:
結構改變法
例如製造各種耐腐蝕的合金,如在普通鋼鐵中加入鉻、鎳等製成不鏽鋼。
保護層法
在金屬表面覆蓋保護層,使金屬製品與周圍腐蝕介質隔離,從而防止腐蝕。如:
(1)在鋼鐵製件表面塗上機油、凡士林、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等耐腐蝕的非金屬材料。
(2)用電鍍、熱鍍、噴鍍等方法,在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬,如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬常因氧化而形成一層緻密的氧化物薄膜,從而阻擋水和空氣等對鋼鐵的腐蝕。
(3)用化學方法使鋼鐵表面生成一層細密穩定的氧化膜。如在機器零件、槍炮等鋼鐵製件表面形成一層細密的黑色四氧化三鐵薄膜等。
電化學保護法
利用原電池原理對金屬進行保護,設法消除引起電化腐蝕的原電池反應。電化學保護法分為陽極保護和陰極保護兩大類,應用較多的是陰極保護法。
犧牲陽極保護
此法是將活潑金屬(如鋅或鋅的合金)連接在被保護的金屬上,當發生電化腐蝕時,這種活潑金屬作為負極發生氧化反應,因而減小或防止被保護金屬的腐蝕。這種方法常用於保護水中的鋼樁和海輪外殼等,例如水中鋼鐵閘門的保護,通常在輪船的外殼水線以下處或在靠近螺旋漿的舵上焊上若干塊鋅塊,來防止船殼等腐蝕。
外加電流保護
將被保護的金屬和電源的負極連接,另選一塊能導電的惰性材料接電源正極。通電後,使金屬表面產生負電荷(電子)的聚積,因而抑制了金屬失電子,而達到保護目的。此法主要用於防止在土壤、海水及河水中的金屬設備受到腐蝕。電化學保護的的另一種方法叫陽極保護法,即通過外加電壓,使陽極在一定的電位範圍內發生鈍化的過程。可有效地阻滯或防止金屬設備在酸、鹼、鹽類中腐蝕。
處理腐蝕介質
消除腐蝕介質,如經常揩淨金屬器材、在精密儀器中放置乾燥劑或在腐蝕介質中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。
通常金屬表面會附有塵埃、油污、氧化皮、鏽蝕層、污染物、鹽份或鬆脫的舊漆膜。其中氧化皮是比較常見但最容易被忽略的部分。氧化皮是在鋼鐵高溫鍛壓成型時所產生的一層緻密氧化層,通常附着比較牢固,但相比鋼鐵本身則較脆,並且其本身為陰極,會加速金屬腐蝕。如果不清除這些物質,直接塗裝,勢必會影響整個塗層的附着力及防腐能力。據統計,大約有70%以上的油漆問題是由於不適當的表面處理所引起的。因此,對於一個金屬防腐塗裝油漆系統的性能體現,合適的表面處理是至關重要的。
清理等級
也即清潔度,代表性國際標準有兩種:一種是美國85年制訂「SSPC-」,第二種是瑞典76年制訂的「Sa-」,它分為四個等級分別為Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3,為國際慣常通用標準,詳細介紹如下:
Sa1級——相當於美國SSPC—SP7級。採用一般簡單的手工刷除、砂布打磨方法,這是四種清潔度中度最低的一級,對塗層的保護僅僅略好於未採用處理的工件。Sa1級處理的技術標準:工件表面應不可見油污、油脂、殘留氧化皮、銹斑、和殘留油漆等污物。Sa1級也叫做手工刷除清理級(或清掃級)。
Sa2級——相當於美國SSPC—SP6級。採用噴砂清理方法,這是噴砂處理中最低的一級,即一般的要求,但對於塗層的保護要比手工刷除清理要提高許多。Sa2級處理的技術標準:工件表面應不可見油膩、污垢、氧化皮、銹皮、油漆、氧化物、腐蝕物、和其它外來物質(疵點除外),但疵點限定為不超過每平方米表面的33%,可包括輕微陰影;少量因疵點、鏽蝕引起的輕微脫色;氧化皮及油漆疵點。如果工件原表面有凹痕,則輕微的鏽蝕和油漆還會殘留在凹痕底部。Sa2級也叫商品清理級(或工業級)。
Sa2.5級——是工業上普遍使用的並可以作為驗收技術要求及標準的級別。Sa2.5級也叫近白清理級(近白級或出白級)。Sa2.5級處理的技術標準:同Sa2要求前半部一樣,但疵點限定為不超過每平方米表面的5%,可包括輕微暗影;少量因疵點、鏽蝕引起的輕微脫色;氧化皮及油漆疵點。
Sa3級——級相當於美國SSPC—SP5級,是工業上的最高處理級別,也叫做白色清理級(或白色級)。Sa3級處理的技術標準:與Sa2.5級一樣,但5%的陰影、疵點、鏽蝕等疵點不得存在了。
隨着現代工業的發展,一批新興工業領域的出現和許多現代工程的興建,對防腐塗料承受環境的能力和使用壽命提出了更高的要求。常用的防腐塗料已不能滿足這些需要。人們提出的「重防腐塗料(Heavy-duty Coating)」的概念,一般指在苛刻的腐蝕環境使用,包括底漆和面漆的配套塗料。簡單地說:重防腐塗料就是使用壽命更長,可適應更苛刻的使用環境的塗料稱為重防腐塗料。在化工大氣和海洋環境裡重防腐塗料一般可使用10年或15年以上,在酸、鹼、鹽和溶劑介質里,並在一定溫度的腐蝕條件下,一般能使用5年以上。
除銹等級
鋼絲刷除銹
St2 徹底的手工和動力工具除銹
表面應無肉眼可見的油脂、污物、氧化皮、鐵鏽、油漆塗層和雜質。
St3 非常徹底的手工和動力工具除銹
同St2,但應比St2處理得更徹底,金屬底材呈金屬光澤。
噴砂除銹
Sa1級 輕度噴砂除銹
表面應無可見的油脂、污物、附着不牢的氧化皮、鐵鏽、油漆塗層等雜質。
Sa2級 徹底的噴砂除銹
表面應無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵鏽、油漆塗層和雜質基本清除,殘留物應附着牢固。
Sa2.5級 非常徹底的噴砂除銹
表面應無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵鏽、油漆塗層和雜質,殘留物痕跡僅顯示點狀或條紋狀的輕微色斑。
Sa3級 噴砂除銹至鋼材表面潔淨
表面應無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵鏽、油漆塗層和雜質,表面具有均勻的金屬色澤。
用於防腐塗料的防鏽顏料的種類較多,其常見有以下幾種:
①與成膜劑起反應形成緻密的防腐塗層;
②顏料是鹼性物質,溶於水則形成鹼性環境;
③水溶性的成分到達金屬表面使表面鈍化;
④與酸性物質反應使其失去腐蝕能力;
⑤水溶性成分或與成膜劑的反應生成物在水中溶解變為防腐成分等。
應用領域
對重防腐塗料的應用涉及現代化各個領域,大型的工礦企業:化工、石油化工、鋼鐵及大型礦山冶煉的管道、貯槽、設備等;重要的能源工業:天然氣、油管、油罐、輸變電、核電設備及煤礦礦井等;現代化的交通運輸:橋樑、船舶、集裝箱、火車和汽車等;新興的海洋工程。海上設施、海岸及海灣構造物及海上石油鑽井平台等。以環氧樹脂為主要成膜物質的塗料稱為環氧塗料。每年世界上約有40%以上的環氧樹脂用於製造環氧塗料,其中大部分用於防腐領域。環氧防腐塗料是世界上用得最為廣泛、最為重要的重防腐塗料之一。
高氯塗料
如MX53-4各色高氯化聚乙烯防腐面漆(戶內外型)、MX53-1
高氯化聚乙烯鐵紅防鏽漆、MX53-2高氯化聚乙烯雲鐵防鏽漆、MX53-3高氯化聚乙烯雲鐵中間漆
氯磺塗料
如J52-4氯磺化聚乙烯冷卻塔防潮漆(底/面,雙組份)、J52-5氯磺化聚乙烯煤氣櫃專用防腐漆(底/中/面,雙組份)、J52-6氯磺化聚乙烯地下管道塗料(底/面,雙組份
有機硅塗料
如MW-600有機硅耐高溫防腐塗料(底/面,雙組份)、 MW-700有機硅耐高溫防腐塗料(底/面,雙組份)
環氧塗料
如H06-4環氧富鋅底漆(叄組份)、H06-12環氧雲鐵中間漆(雙組份)、 HL52-3環氧瀝青防腐漆(底/面,雙組份)
氯化橡膠
如J53-33氯化橡膠鐵紅防鏽漆、J53-4氯化橡膠防腐面漆、J53-5氯 化橡膠厚漿塗料
聚氨酯塗料
如S52-3聚氨酯防腐面漆(雙組份) 、S52-30聚氨酯銀粉防腐磁漆 (叄組份)、S52-10聚氨酯改性互穿網絡防腐塗料(雙組份)
氟樹脂塗料
如JF氟樹脂防腐塗料(底/面,雙組份)
油罐內壁
如H66-1耐油抗靜電塗料(雙組份)、H52-3成品油罐內壁塗料(底/面, 雙組份)、HL52-10環氧瀝青耐油塗料(底/面,雙組份)
馬路標誌漆
如J67-1氯磺化聚乙烯高空標誌漆(雙組份)、B56-1丙烯 酸改性馬路標誌劃線漆、T56-2熱熔馬路劃線漆
富鋅底漆
如E06-1無機硅酸鋅底漆(雙組份)、E06-2無機富鋅底 漆(雙組份)、E06-10無機磷酸鹽富鋅塗料(雙組份
內壁塗料
如 H86-1環氧烘乾罐頭底漆、H86-2環氧烘乾罐頭磁漆、H86-3環氧高固體飲水艙塗料(底/面,雙組份)
地坪塗料
如H77-1厚膜工業地坪塗料(雙組份)、H77-2防靜電工業地坪塗料(雙組份)、H77-3耐磨工業地坪塗料(雙組份)
帶銹底漆
如70型帶銹底漆
防火塗料
如PH-1鋼結構膨脹型防火塗料、PH-2通用型防火塗料、PH-3非金屬結構防火塗料
氨基樹脂
如A01-1氨基烘乾清漆、A04-9氨基烘乾磁漆、A16-50氨基錘紋烘乾漆
醇酸樹脂
如C06-1醇酸鐵紅底漆 、C53-31紅丹醇酸防鏽漆、C43-1醇酸船殼漆
酚醛樹脂
如F03-1酚醛調和漆、F53-33鐵紅酚醛防鏽漆、F04-1快干銀粉磁漆
水池塗料
如不飽和樹脂防腐材料、乙烯基防腐材料,在配合玻纖布施工,可以很好的增強防腐材料的耐衝擊強度。
該防腐材料適用於硫酸、鹽酸、強鹼等溶液存儲池防腐。
參考來源