传统防腐技术
海洋环境下装备钢结构传统的腐蚀防护方法主要有两种:一种是电化学保护方法,另一种是有机涂层防护体系。
电化学保护是通过牺牲阳极的阴极保护方法对钢结构进行腐蚀防护,最为典型的是在钢结构上外挂锌块,由于锌的活性比钢材高,它在海水中便作为阳极而发生腐蚀,钢结构作为阴极(理论上不腐蚀)而得到保护。这种方法虽有一定的防护效果,但对于海洋气候这样恶劣的腐蚀环境,锌块的腐蚀速度非常快,必须定期更换,而且对于那些大型的武器装备钢结构,单一的采取这种防腐方法的可靠性并不高。
有机涂层防护体系是指在钢结构表面涂敷有机涂料,将腐蚀介质与钢基体隔离开来,达到防腐蚀的效果。但有机涂层防护体系的结合强度低、易老化、防护不彻底、防腐寿命较短,一般每隔1~2年就要进行一次大规模的防腐蚀处理,局部小面积的防腐蚀维护工作随时都要进行。这不仅增加了装备的维修费用,直接影响到经济性,而且还可能降低装备上其他设备仪器的使用效率。
2 热喷涂技术
近年来的研究与应用结果表明,采用热喷涂合金防腐涂层是海洋环境下钢结构腐蚀防护的有效方法之一。这种技术是利用各种热能将防腐金属材料熔化,并通过高速气流使其雾化喷射到零件表面上,形成防护涂层的一种表现加工方法,它不仅能够长期保持涂层完整性、有效地隔离腐蚀介质,而且对钢结构还具有电化学保护作用,能够实现钢结构的长效腐蚀防护。目前应用最多的是在钢结构上电弧喷涂纯Zn、纯Al和Zn-Al合金防腐涂层体系,尤其是喷涂Zn-Al合金防腐涂层技术,既具有纯Zn涂层对钢铁基体有效的阳极保护且对点腐蚀和裂纹不敏感的特点,又因涂层中含有足够的Al,能够形成完整的Al2O3保护膜而耐环境腐蚀。
3 热喷涂技术的优势
热喷涂技术与传统的防腐技术(主要指涂料和阴极保护技术)相比,其技术优势可体现在如下表中:
表1-1 传统防腐技术和热喷涂技术的对比情况
|
|
|
|
防腐机理单一,涂料技术主要采用涂层的屏蔽效应,阴极保护主要采用外加电流或牺牲阳极的保护效应
|
多重防腐机理综合作用:致密的热喷涂层具有良好的屏蔽效果,Zn材料具有牺牲阳极的阴极保护效果,Al具有钝化膜保护作用,Zn-Al基先进复合材料还具有“自封闭”效果。
|
|
涂料涂层的结合强度一般为5MPa左右,使用寿命较短。
|
热喷涂层的结合强度高,大于10MPa,使腐蚀液很难渗透到涂层/基体界面处。
|
|
|
热喷涂技术的投资主要在于喷涂丝材和喷涂设备,防腐丝材成本一般低于100元/公斤,电弧喷涂设备成本小于10万元/套,施工中只消耗电能。
|
|
涂料技术施工简单,但需涂底层、工作层多道施工工艺,且需经常性维护,因为局部的破损会造成钢结构的整体腐蚀失效;阴极保护技术也需经常性维护。
|
热喷涂技术施工也较简单,工序与涂料技术差不多,但只需喷涂一层,且不需经常性维护,因为涂层中具有牺牲阳极的阴极保护效果,局部破损不会造成整体的腐蚀失效。
|
|
|
|