鋼結(jié)構(gòu)防腐失效原因分析及涂層質(zhì)量防護(hù)

張成成

【摘 要】 本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕過程及涂層質(zhì)量進(jìn)行分析，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】 鋼結(jié)構(gòu) 腐蝕 實(shí)驗(yàn)

1 涂層質(zhì)量防護(hù)

1.1銹蝕產(chǎn)物對(duì)涂層性能的影響。金屬銹蝕產(chǎn)物對(duì)涂層性能的影響主要是來自于所含有的可溶性鐵鹽，空氣中的 SO2和 Cl-在潮濕空氣的作用下，侵蝕碳鋼生成了可溶性的 FeSO4和 FeCl2。這些鐵鹽一方面水解，氧化生成大量的鐵銹，另一方面又起到了催化作用，使碳鋼繼續(xù)腐蝕。如果這一過程發(fā)生在涂層下面，就會(huì)引起涂層老化破裂，引起早期的點(diǎn)蝕。

另鋼表面附著物例如氧化皮、油脂、灰塵及鹽分等等都會(huì)導(dǎo)致涂層起泡并大大縮短了涂層的使用壽命。可見基體的腐蝕程度對(duì)涂層的附著力、外觀等性能有著極大的影響。

1.2影響涂層質(zhì)量的關(guān)鍵因素。用于防護(hù)鋼材基體的涂層體系，其壽命通常受到多種因素的影響，其中主要包括了基體表面處理的質(zhì)量﹑涂層種類和膜厚。據(jù)研究表明，有 49.5%的涂層失效與基體的表面處理狀態(tài)有關(guān)。底材表面處理質(zhì)量的好壞，不僅僅決定工件表面能否涂裝，而且極大的影響著涂層的附著力、外觀、耐蝕性能和耐濕性能。因此，想要讓涂層有良好的使用壽命，就必須得處理好基體的表面，以提高涂層附著力，延長涂層有效壽命。

研究指出，鋼表面的防護(hù)性涂層通常是靠涂料分子與金屬表面的極性。分子基團(tuán)的分子間作用力和涂料中的基料與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使涂層能夠緊密地附著在基體表面，達(dá)到保護(hù)鋼鐵的目的?；w上存在銹蝕產(chǎn)物時(shí)，涂層與金屬之間便不能接觸，涂層的附著力也會(huì)因此降低，涂層的壽命會(huì)縮短，這些都會(huì)大大影響涂層的防護(hù)性能。

因此，涂裝前應(yīng)盡量除去碳鋼表面雜質(zhì)，保證基體表面處理到位，才能保證碳鋼基體與涂料間有足夠的附著力，才能達(dá)到防腐蝕的目的。

2 鋼結(jié)構(gòu)在不同處理?xiàng)l件下的涂層防腐能力驗(yàn)證

2.1試驗(yàn)介紹

2.1.1試驗(yàn)?zāi)康?。?yàn)證鋼結(jié)構(gòu)在不同處理?xiàng)l件下防腐能力，并通過結(jié)論指導(dǎo)生產(chǎn)中實(shí)際操作，提高鋼結(jié)構(gòu)表面防腐能力。

2.1.2實(shí)驗(yàn)方法。鹽霧實(shí)驗(yàn)：一種利用鹽霧設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核金屬材料腐蝕性的環(huán)境試驗(yàn)。 鹽霧腐蝕就是一種常見和最有破壞的大氣腐蝕。鹽霧對(duì)金屬表面腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層防護(hù)層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的。同時(shí)， 氯離子含有一定的水合能，易被吸附金屬表面的縫隙，排擠并取代氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物使鈍化態(tài)表面變成活潑表面 。

2.1.3試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。按GB/T 1771（或ISO7253）中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測(cè)試。

2.1.4判定標(biāo)準(zhǔn)。在試驗(yàn)時(shí)間結(jié)束后，從箱中取出試（部）件，用清潔的水（或去離子水）沖洗試板以除盡表面殘留的試驗(yàn)溶液（或固態(tài)鹽），涼干后用放大鏡檢查試板表面的情況。漆膜應(yīng)滿足以下要求：劃線處單邊起泡、脫落≤2.0 mm。

2.2基體表面不同噴涂方式防腐效果對(duì)比驗(yàn)證

樣件制備：分別對(duì)4塊試板（材質(zhì)Q345R，以下樣件均為此材質(zhì)）按照表1進(jìn)行油漆配比進(jìn)行表面噴漆，油漆厚度均一致。其中試板1、2均為手工刷底漆，待正常烘干后噴涂面漆；試板3、4兩塊均為噴涂底漆，正常烘干后噴涂面漆；

然后在試板表面中部位置劃間隔為20mm兩條平行線，方向與長邊平行，深度至基板表面為止。測(cè)試時(shí)試板測(cè)試面朝上與水平面成約70度角放置。

鹽霧試驗(yàn)結(jié)果：

試板1、2表面及劃痕面均已起泡嚴(yán)重，鹽霧試驗(yàn)不合格；

試板3、4表面及劃痕面部分部位起泡，整體表面效果良好；

2.3粗糙度與防腐效果關(guān)系驗(yàn)證

樣件制備：樣件共計(jì)3件，每件分a/b/c三段，三段表面處理動(dòng)力工具分別為打磨機(jī)清理、200目砂紙、鋼絲刷進(jìn)行清理，清理后粗糙度測(cè)量分別為Ra10um、Ra20um、Ra30um。清理后再對(duì)3者進(jìn)行涂層處理（其中1號(hào)樣件為刷底漆、刷面漆；2號(hào)樣件為刷底漆，噴面漆；3號(hào)樣件為噴底漆、噴面漆）。

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)情況：

1號(hào)刷底漆、刷面漆樣件：

a、劃痕邊緣部位部分油漆脫落，不合格；

b、c劃痕邊緣部位少量氣泡，且均未大于2mm，合格；

2號(hào)樣件刷底漆，噴面漆；

a、劃痕邊緣部位部分油漆脫落，不合格；

b、c劃痕邊緣部位少量氣泡，且均未大于2mm，合格；

3號(hào)樣件噴底漆、噴面漆。

a/b /c劃痕邊緣部位少量氣泡，且均未大于2mm，均合格，但a段相對(duì)腐蝕嚴(yán)重；

2.4試驗(yàn)結(jié)果：①基體粗糙度值與鋼結(jié)構(gòu)表面防腐質(zhì)量關(guān)系：三者a段相比b/c段腐蝕情況均嚴(yán)重些，其中1/2號(hào)樣件驗(yàn)證嚴(yán)重不合格。此結(jié)論表明打磨機(jī)清理后導(dǎo)致表面粗糙度過于光滑，涂層附著力差，無法滿足防腐要求。相比之下砂紙清理/鋼絲刷清理處理后的粗糙度值能較好的滿足需求。②涂層處理方式與鋼結(jié)構(gòu)表面防腐質(zhì)量關(guān)系：3個(gè)樣件a段均為打磨機(jī)處理，表面粗糙度一致， 但因1/2號(hào)為手工涂刷底層油漆，導(dǎo)致防腐試驗(yàn)相對(duì)腐蝕更為嚴(yán)重。說明相對(duì)于表面處理方式來說，涂層處理方式更能影響油漆防腐性能。

3 結(jié)語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)表面的防腐質(zhì)量，不僅與表面涂層有關(guān)，還與基體表面預(yù)處理存在一定關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于表面處理要足夠重視。規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)生產(chǎn)流程是保證質(zhì)量關(guān)鍵

【參考文獻(xiàn)】

[1] 鄭國娟，漆膜附著力及其測(cè)試方法[J]，分析測(cè)試，2003.10.