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      超音速電弧噴涂 熱噴涂長效防腐涂裝工藝 一、概述 由于鋼鐵結構長期處在各種氣氛(包括海洋、工業城市、田野、礦井)、不同水質介質的侵蝕環境中,均受到不同程度的腐蝕...

          超音速電弧噴涂熱噴涂長效防腐涂裝工藝

          一、概述

          由于鋼鐵結構長期處在各種氣氛(包括海洋、工業城市、田野、礦井)、不同水質介質的侵蝕環境中,均受到不同程度的腐蝕。據資料介紹,全世界每年生產的鋼鐵約有十分之一變成鐵銹,大約有30%的鋼鐵設備因腐蝕而失效。工業發達國家,每年由于金屬腐蝕造成的直接經濟損失占國民經濟總產值的2-4%,我國這方面的損失每年也達上千億元。

          超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層,外加封閉處理,就可以制備長效防護復合涂層。有效防護期一般可達20-30年,最長有效期外國已有60年之久的記錄。隨著我國電弧噴涂熱噴涂技術的發展與提高,鋅、鋁及其它合金涂層將逐漸取代傳統的刷漆工藝,在某些領域里應用超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁涂層也代替了大部分熱浸鍍鋅工藝。這里以超音速熱噴涂鋅、鋁涂層為例,簡要介紹長效防腐工藝的性能。

      超音速電弧噴涂

          二、鋅、鋁長效防護復合涂層的性能

          1、鋅、鋁涂層的防護機理

          研究表明,鋼鐵在大氣和水介質中由于電化學腐蝕原因,在沒有保護的情況下,碳鋼的平均腐蝕速度比鋅高5-20倍,比鋁高40-100倍。采用普通的油漆防護時,由于油漆與鋼鐵基體的粘附強度低、耐沖刷和顆粒磨損能力低、使用過程中老化變質等原因,往往容易造成局部涂層損失脫落、而使鋼鐵基體銹蝕,導致油漆層大面積起泡脫落,致使短期內防護失效。

          超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁復合涂層對鋼鐵基體有雙重保護作用。

          一方面,經過封閉處理的涂層可以起到物理覆蓋作用。將鋼鐵與水和空氣等腐蝕介質隔離開來,從而起到防護作用;另一方面,當涂層有孔隙、裂紋或損壞時,由于鋅和鋁的電化學性能比較活潑,電極電位比鋼低,構成腐蝕電池時,鋅或鋁是負極,鐵是正極,鋅、鋁失去電子,變成離子進入電解質溶液中而被腐蝕,其自由電子流向鋼鐵,使鋼鐵極化而受到保護。

          鋁是一種活性很強的金屬,很容易與氧結合,生成一層致密、堅硬的氧化保護層,有效的防止鋁涂層進一步氧化。而且噴涂過程中,鋁變成負電性更強的活化狀態,能更好的對鋼鐵基體起陰極保護作用。

          噴涂后采用低粘度涂料,對涂層進行封孔處理并加一、二道面漆,成為以金屬為基礎的復合涂層,將進一步顯著提高涂層防蝕能力,延長保護周期。

          由于超音速電弧噴涂(熱噴涂)時鋅或鋁呈熔融液噴射到經過粗化處理的鋼鐵表面上,熔融有較大的熱能,獲得比有機涂層進一步氧化。而且噴涂過程中,鋁變成負電性更強的活化狀態,能更好地對鋼鐵基體起陰極保護作用。

          噴涂后采用低粘度涂料,對涂層進行封孔處理并加一、二道面漆,成為以金屬為基礎的復合涂層,將進一步顯著提高涂層防護能力,延長保護周期。

          2、超音速電弧噴涂鋅、鋁涂層的特點

          鋼鐵結構件采用噴涂鋅、鋁涂層加封閉涂裝保護,形成長效防護復合涂層,與一般有機涂層相比有其突出特點:

          (1)防護期長:噴鋅、噴鋁復合涂層、防護有效期一般可達20-30年,在大氣中最長有效期國外達60年之久的記錄,而有機涂裝的防護期一般為3-8年。

          (2)結合強度比有機涂層高,達到2-3kgf/mm2。

          (3)耐高溫:噴鋁涂層經擴散處理,可在900℃高溫下抗氧化;鋅涂層亦可承受450℃。

          (4)不存在老化變質問題。

          (5)耐磨、耐沖刷、抗擦傷性能好。

          3、噴鋅、噴鋁涂層的比較

          噴鋅涂層是國外應用最早的一種陰極保護涂層,60年代以前長效防護大部分采用噴鋅涂層。但是由于(1)鋅層是一種犧牲陽極材料,因此噴鋅涂層的防腐速率比噴鋁涂層高,其耐蝕期與厚度成正比,要達到長效防蝕、噴鋅涂層應有一定厚度;(2)鋅的密度(7.09/cm3)。比鋁(2.7cm3)高2.6倍,因此噴涂相同厚度的涂層,鋅的消耗量是鋁的2.6倍。國外資料報道,噴涂等效涂層厚度的情況下,鋅比鋁涂層成本貴一倍;(3)噴鋅所形成的ZnO粉塵對人體呼吸道有危害;(4)噴鋅時由于空氣中CO含量不足,不能形成穩定的ZnCO3保護膜,而易疏松的Zn(OH)2,在鋅涂層上產生許多“白銹”,腐蝕率升高;(5)由于工業區大氣、城市大氣中SO2含量較高,使雨水酸度增加,也能破壞ZnCO3膜的穩定性,使鋅涂層腐蝕速率加快。

          隨著新型電弧絲材噴涂技術的發展,目前國際上大型鋼鐵構件廣泛采用噴鋁長效防護涂層。噴鋅涂層除繼續在鄉村大氣、談水和偏堿性氣氛中使用外、正逐漸被噴鋁涂層所代替。

          噴鋅、噴鋁涂層腐蝕速率與其使用環境介質的PH值密切相關。一般來說,噴鋅涂層用于弱堿性條件下為好,噴鋁涂層最好用于中性或酸性條件下。

      文章來源:http://www.petearmetta.com/



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