海洋環(huán)境下熱噴涂鋁鋅合金的實(shí)際應(yīng)用
海洋腐蝕與防護(hù)是海洋開發(fā)中的一個(gè)重要問題,因?yàn)楹Q蟠髿夂秃Kg是造成海岸設(shè)施、近海工程結(jié)構(gòu)、船舶等損壞的重要原因。因此,研究海洋環(huán)境下建筑物的抗腐蝕性能和長(zhǎng)效防護(hù)技術(shù)對(duì)人類開發(fā)海洋、利用海洋具有重大的戰(zhàn)略意義。國(guó)內(nèi)外大量的研究及應(yīng)用結(jié)果表明,熱噴涂鋁、鋅及其合金涂層是最有效和最經(jīng)濟(jì)的防護(hù)方法。因?yàn)殇X、鋅和鋁鋅合金涂層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,鋁、鋅對(duì)于鋼鐵是陽(yáng)極性材料,即使涂層稍有缺陷也會(huì)通過犧牲陽(yáng)極來保護(hù)鋼鐵基體,使其免受腐蝕,因此鋁鋅被廣泛用作鋼鐵構(gòu)件的防腐蝕涂層。因此可以采用熱噴涂鋁、鋅及其合金涂層對(duì)鋼鐵構(gòu)件和構(gòu)筑物進(jìn)行長(zhǎng)效防護(hù)。本文即對(duì)熱噴涂鋁鋅及其合金在海洋環(huán)境下的具體應(yīng)用做簡(jiǎn)要介紹,供企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)及其相關(guān)人員參考。
一、國(guó)外對(duì)熱噴涂鋁鋅的研究和應(yīng)用
英國(guó)是應(yīng)用熱噴涂防腐蝕技術(shù)最早的國(guó)家之一。在1939年首次采用熱噴涂鋅涂層方法保護(hù)新建的威爾士Menai海峽大橋的鋼鏈和部分鋼結(jié)構(gòu)。噴涂的鋅涂層厚度為0.125 mm,油漆封孔。15年后檢查鋅涂層基本完好,鋼鐵基體保護(hù)完好,無需修復(fù)。1989年英國(guó)人J . C. Bailey等在第12屆國(guó)際熱噴涂會(huì)議上提交的論文中提到,經(jīng)過50 年的使用,Menai海峽大橋的鋼鐵基體仍然被很好地保護(hù)著。1956年后英國(guó)開始對(duì)新建的大橋整體實(shí)施熱噴涂鋅涂層防腐處理。位于蘇格蘭的Qucesferry的Forth Road橋處于多風(fēng)的海洋環(huán)境,橋長(zhǎng)3.6 km,建成于1964年。該橋采用防腐工藝是磷化底漆和熱噴涂鉻酸鋅涂層,然后涂上云母氧化鐵面漆,大橋使用13年后無維修,保護(hù)層色澤完好,僅對(duì)部分油漆脫落處進(jìn)行少量的維修。采用熱噴涂鋅涂層的防腐方法能有效地防止鋼鐵構(gòu)件與瀝青路面接觸而發(fā)生生銹、腐蝕,降低橋梁發(fā)生斷裂破壞的危險(xiǎn)。
1926年,美國(guó)在亞利桑那洲鹽河上修建了Mormon Flat水庫(kù),在1937 年安裝了2個(gè)15 m寬×15 m高的溢洪道閘門。隨著水庫(kù)水位的變化,閘門有時(shí)泡在水中,有時(shí)暴露在烈日之下,從經(jīng)濟(jì)利益和安全方面考慮,必須采取有效的防腐措施,保證盡可能的延長(zhǎng)水庫(kù)的使用壽命。經(jīng)過反復(fù)論證,最后決定采用熱噴涂鋅涂層的方案。為保證40年的涂層壽命,工作人員初步預(yù)計(jì)鋅涂層的厚度應(yīng)至少0.175 mm??紤]到水面上經(jīng)常有漂浮物的碰撞會(huì)損壞閘門上凸起的鉚釘及焊縫區(qū)域的鋅涂層,為了充分發(fā)揮鋅涂層的陰極保護(hù)作用,使得涂層能在某些區(qū)域出現(xiàn)局部破損的情況下,對(duì)這些破損區(qū)仍有保護(hù)作用,決定在鋅涂層表面不涂刷任何涂料。施工后對(duì)噴涂層測(cè)量,涂層厚度基本在0.175 mm~0. 25 mm之間。1992 年3 月,水庫(kù)的管理者決定對(duì)它們進(jìn)行仔細(xì)地檢查。此時(shí)水庫(kù)的水位已低于以往最低水位線1米,可以很好地檢查閘門水位線附近區(qū)域的涂層狀況。檢查者看到在閘門表面沒有任何銹跡,鋅涂層表面狀況良好,無白銹(鋅的腐蝕產(chǎn)物),無明顯的鋅涂層不均勻腐蝕現(xiàn)象;雖然鉚釘頭、焊縫等凸起部位經(jīng)水面漂浮物的刮碰,表面鋅涂層已破損,鋼鐵基體暴露出,但是鋼鐵基體沒有任何可見的腐蝕跡象。檢查人員使用涂層測(cè)厚儀檢測(cè)了多處涂層厚度,測(cè)量結(jié)果顯示,除極少數(shù)點(diǎn)的涂層厚度是0.1 mm外,其余點(diǎn)的厚度值都在0.175 mm~0.25 mm之間,與22年前原始噴涂的厚度相比,幾乎沒有大的變化??梢?,鋅涂層在水庫(kù)閘門防腐蝕方面起到了很好的保護(hù)作用。
1984年6月,美國(guó)使用熱噴涂鋁涂層技術(shù)對(duì)北海中的Hutton生產(chǎn)設(shè)備中的張力支柱平臺(tái)的系鏈、升降機(jī)和錐形塔進(jìn)行防腐蝕,因?yàn)閷?duì)于這些高強(qiáng)度鋼制件來說,火焰噴涂鋁涂層不僅可提供一種鋁屏蔽層,而且一旦涂層受到破壞,還可以作為犧牲陽(yáng)極保護(hù)所出現(xiàn)的漏涂區(qū);在火焰噴涂層上可涂覆封閉涂料,封住火焰噴鋁涂層的孔隙,改進(jìn)涂層性能,延長(zhǎng)其使用壽命。Hutton 平臺(tái)使用8年后,在飛濺區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象和褐色滲漏效應(yīng)。厚度測(cè)量表明,平臺(tái)安裝后涂層厚度沒有減少,通過拉伸和劃線試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),涂層的結(jié)合強(qiáng)度很高(在10.35~13.8 MPa之間),除去鋁涂層基體仍顯原始噴砂的狀態(tài),表明熱噴涂鋁涂層后的Hutton平臺(tái)抗腐蝕性能良好。
二、國(guó)內(nèi)對(duì)熱噴涂鋁鋅的研究和應(yīng)用
我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始全面推廣應(yīng)用熱噴涂防腐蝕技術(shù),對(duì)該技術(shù)的系統(tǒng)研究與試驗(yàn)起步較晚。1983年開始由機(jī)械工業(yè)部武漢材料保護(hù)研究所負(fù)責(zé)開展了熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層的電化學(xué)測(cè)試,在全國(guó)8個(gè)典型地區(qū)的大氣暴露試驗(yàn)在不同海域的海水腐蝕試驗(yàn),長(zhǎng)江三峽水域的淡水腐蝕試驗(yàn)。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,為熱噴涂防腐技術(shù)在我國(guó)的大規(guī)模推廣應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。
1984年南京水利科學(xué)研究院設(shè)計(jì)了山東石臼港10×104 t級(jí)開敞式碼頭16根32 m跨度裝煤機(jī)鐵道梁噴金屬保護(hù)。由于該地區(qū)平時(shí)風(fēng)浪較大、結(jié)構(gòu)離海平面位置低、腐蝕環(huán)境較為惡劣,因此科學(xué)家將涂層設(shè)計(jì)為:火焰噴鋁加磷化底漆27. 5 μm,環(huán)氧云母氧化鐵40~50 μm,丙烯酸聚氨酯面漆30 μm防腐保護(hù),封閉層總厚度為80~90 μm。1987年經(jīng)交通部鑒定認(rèn)為防腐蝕效果顯著,預(yù)計(jì)20年不需要大修。1994年檢查整個(gè)鋼梁無一銹點(diǎn)。
1986年,中船七二五所將研制的高鋁鋅基合金線材采用火焰熱噴涂技術(shù)噴涂到幾條躉船船舷外側(cè)處于海洋大氣區(qū)和浪花飛濺區(qū)的部位(金屬涂層厚度約150μm),并進(jìn)行有機(jī)涂層封閉處理。2004年對(duì)仍在服役中的一艘躉船檢查發(fā)現(xiàn)鋅鋁涂層在海洋大氣區(qū)保存完整,在浪花飛濺區(qū)水線附近的鋅鋁涂層基本消耗,并出現(xiàn)了大量白色的鋅鋁金屬腐蝕產(chǎn)物,但鋼鐵基體卻沒有出現(xiàn)明顯的銹蝕現(xiàn)象。
三、結(jié)語
熱噴涂鋅鋁及其合金涂層已成為一種成熟的近海和海洋鋼鐵設(shè)施的防護(hù)技術(shù),經(jīng)過適當(dāng)封閉的熱噴鋁涂層在常溫和高溫下對(duì)處于飛濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出優(yōu)良的防腐蝕性能,按目前的技術(shù)水平,200μm厚的熱噴鋁涂層對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在飛濺區(qū)的防護(hù)壽命預(yù)計(jì)將超過30年。我國(guó)的熱噴涂防腐蝕技術(shù)起步較晚,這種有效的防護(hù)方法還沒有引起普遍的重視,在腐蝕嚴(yán)重的海洋環(huán)境中鋼鐵設(shè)施的熱噴涂長(zhǎng)效防護(hù)應(yīng)用在我國(guó)目前仍然較少,有待進(jìn)一步推廣應(yīng)用。因此,開發(fā)研究該技術(shù)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。
四、夢(mèng)能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用,請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項(xiàng)目:驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。
用于維修項(xiàng)目:驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請(qǐng)用量:在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。
2、免費(fèi)打樣
如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試,請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系,將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部,由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。
3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)
夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
4、購(gòu)買通道
零售:購(gòu)買50kg以內(nèi),線上購(gòu)買,抖店直接下單購(gòu)買。
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