涂料是一種經(jīng)濟有效的防腐材料，由于其施工簡便，使用方法靈活，適應性強，廣泛應用于化工、石化、建筑、交通、能源等領域中，涂料不僅用于涂刷設備、管道和建筑物外壁起保護、標志與裝飾作用，也用作設備和構筑物內(nèi)壁的防腐蝕涂層。但由于涂料選用、表面處理、施涂工藝、使用維護等不當，有可能發(fā)生腐蝕破壞。為此根據(jù)在石化企業(yè)對儲罐、水冷器、鋼結構與管道等涂層施工與監(jiān)檢的經(jīng)驗，對涂層各種腐蝕破壞的原因進行分析并提出防護措施，為了說明涂層破壞原因應先對涂層防護機理和附著性作一簡析。

一、涂層防護機理和附著性

耐腐蝕涂層主要有下列兩個防護機理：

(1)通過物理屏障以切斷與環(huán)境聯(lián)系，形成一層高電阻薄膜，使氧、水及介質(zhì)的離子不易滲透進去，

(2)通過添加顏料與填料起緩蝕鈍化和犧牲陽極保護作用，或起延遲涂層老化效果。涂層對金屬基體的附著性是決定涂層腐蝕破壞的關鍵因素之一。

涂層附著機理有機械附著、極性附著和化學附著。其中相對重要的是機械附著。機械附著取決于被涂表面粗糙度，粗糙的表面具有較好的機械粘附性。可通過噴砂或酸洗磷化工藝控制，以對涂裝表面的機械附著提供優(yōu)化的粗糙度。涂層如完全取決于機械粘結，要求其有較深的錨紋結構，對基體的黏結比化學或極性黏結更為有效。大多數(shù)涂裝是在維修現(xiàn)場進行，錨紋深度超過0.25～0.50mm將有利于黏結。要求涂層厚度滿足對基體的黏結和防護還取決于涂料的性質(zhì)與環(huán)境的嚴酷程度。極性附著取決于涂料中樹脂對基體的吸引力。樹脂的吸引行為好似軟磁鐵的極性吸引。樹脂粘合劑與金屬表面之間的吸引程度可確定極性附著的數(shù)值。如環(huán)氧類樹脂具有優(yōu)異的附著性，這是由于其羥基的極性對金屬表面顯示很大的吸引力，但不同樹脂對金屬表面的極性吸引和黏附能力有較大差異。

雖然已知涂裝基底的潤濕對附著是重要的，這是根據(jù)涂層對鋼最終黏結必須要有緊密的分子接觸。化學附著實際上是涂料與金屬基體之間的化學反應。如磷酸乙烯基底漆在金屬、樹脂、防腐顏料之間發(fā)生反應，以便產(chǎn)生牢固的附著的耐腐蝕涂層。環(huán)氧基有很大的化學親和力，加上羥基的極性吸引，使環(huán)氧涂料具有獨特的黏結能力。

二、涂層鋼腐蝕破壞過程分析

大多數(shù)設備、管道與鋼結構涂層多用于大氣、冷卻水、油品、土壤等環(huán)境，允許水分、氧、化學氣體等透過涂層并侵蝕鋼。這種侵蝕一般在50-100℃溫度下進行。水分和氣體透過涂層不僅通過針孔與其它顯微缺陷，而且也可通過涂膜本身。主要促發(fā)穿透涂膜的動力是滲透壓和電滲透壓，以及恒熱產(chǎn)生的涂膜分子的運動和振動。涂層鋼破壞可以采用階段性的腐蝕步驟進行分析。

(1) 起泡實際上這是涂層鋼腐蝕破壞的第一階段。起泡通常被忽視，一般表面沒有鐵銹的痕跡。起泡的機理是在水分作用下，在涂層與鋼的交界面上滲透侵蝕以及涂層的膨脹。水和化學氣體透過涂膜，這些溶質(zhì)離子在涂膜與基體間產(chǎn)生滲透壓，并形成濃度梯度，直至涂膜產(chǎn)生鼓泡。起泡也取決電化學反應，也由于電滲梯度水擴散通過涂膜。腐蝕開始后，由于腐蝕區(qū)域與被保護區(qū)域之間的電位差，使被吸引的水分進一步通過涂膜。因此，電滲透也是造成起泡的原因。有關起泡評定可參看ASTMD714-56標準。

(2) 銹蝕這是涂層鋼腐蝕破壞的第二階段。起泡后，有時可以發(fā)現(xiàn)鐵銹斑點或是針孔狀銹蝕，有關涂層銹蝕評定可參看ASTM D 610-68或美國鋼結構涂裝協(xié)會(SSPC)標準Vis-2。

(3) 涂層脫離這是涂層鋼腐蝕破壞的第三階段。由于銹蝕使涂層氣泡破裂，甚至發(fā)生片狀剝離或脫皮。其結果使鋼表面直接暴露與環(huán)境中，腐蝕即以不可抑制的速率發(fā)生。由于對底面的化學侵蝕，強制鄰接的涂層發(fā)生分離。對這個過程可認為是由于很大的氣泡造成的。一旦涂層系統(tǒng)失去屏障，鋼將直接受到侵蝕。這種侵蝕不是均勻的，而是局部的。

(4) 點蝕這是涂層鋼腐蝕破壞的第四階段。涂層脫離后主要發(fā)生點腐蝕，也只有當陽極部位相對與陰極部位較小時才可能發(fā)生。點腐蝕造成了鋼結構局部弱化。由于腐蝕電池變得更為活性，促使點腐蝕進一步發(fā)展成深孔直至穿孔，使電解質(zhì)即能侵入鋼結構背面的新鮮金屬。

(5) 結構喪失這是涂層鋼腐蝕破壞的最后階段。由于未保護底面受到化學侵蝕，腐蝕以最劇烈的速度發(fā)展。點蝕孔變?yōu)楦g坑，并快速擴展到正面和反面，最終造成鋼結構喪失功能。

三、涂層失效原因及防護措施分析

涂層破壞失效原因大致可分為環(huán)境介質(zhì)因素、涂料選用因素、表面處理與涂敷施工因素等。根據(jù)其破壞發(fā)生原因，可以針對性提出防護措施。

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