淺談涂層防腐失效的原因和應(yīng)對措施

尚慶麗

摘?要：本文主要介紹了鋼鐵基體涂層防腐失效的原因，主要通過對底漆和面漆的選擇、涂層厚度、裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面幾個方面進(jìn)行討論并提出應(yīng)對措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：涂層防腐;應(yīng)對措施

鋼鐵材料的腐蝕帶來的破壞和經(jīng)濟(jì)損失是十分驚人的，據(jù)統(tǒng)計全世界鋼產(chǎn)量的十分之一是由于腐蝕而損耗的。在鋼鐵基材的表面施加涂裝是常用的鋼鐵材料防腐措施。涂裝是將涂料涂覆在物體的表面形成一層致密、連續(xù)、均勻的薄膜，這層薄膜我們稱之為涂層。涂層能起到保護(hù)、裝飾或其他特殊功能（絕緣、防銹、防霉、隱身、導(dǎo)電等）。涂料為有機(jī)混合物，一般由成膜物質(zhì)、顏料、溶劑和助劑組成，其本身具有耐酸、耐堿、耐油的特性，并且可以隔離水分、氧氣、以及各種腐蝕介質(zhì)，涂料中含有的緩蝕行物質(zhì)也能提高涂層的防護(hù)性能，然而鋼鐵為主要材料的裝備在的使用過程中，涂層防腐失效的現(xiàn)象時有發(fā)生，特別在高溫、高濕、高鹽霧的氣候下尤為嚴(yán)重，影響裝備的美觀，腐蝕嚴(yán)重情況下甚至影響裝備性能。因此對于涂層防腐失效的原因有必要進(jìn)行討論和研究。

1 涂層防腐失效的主要原因及應(yīng)對措施

1.1 底漆的附著力不足

在以鋼鐵材料為基體的裝備中，涂裝一般為底漆，中間漆，最后面漆的涂層防腐設(shè)計。底漆在整個涂層防腐過程中起著至關(guān)重要的作用。底漆和鋼鐵基體的附著力不足，往往使涂層產(chǎn)生起皮、開裂、脫落等現(xiàn)象，使得鋼鐵基體材料暴露在外部環(huán)境中，長期的暴露環(huán)境會鋼鐵基體由于水氣、鹽霧等作用發(fā)生化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致涂層防腐失效。

影響底漆附著力的原因主要有以下兩個方面：

a.鋼鐵基材涂裝前處理不徹底，主要包括除油，除銹，以及氧化膜去除等處理。

b.鋼鐵基材的表面粗糙度不夠。

應(yīng)對措施：

a.加強(qiáng)鋼鐵基材涂裝前處理，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝設(shè)計要求進(jìn)行每道工序的操作。

b.底漆附著在基體上的前提是需要有一定的粗糙度，鋼材基體表面要經(jīng)過噴砂或掃砂后才可以涂裝底漆。

1.2 面漆的選擇不當(dāng)

對于一些裝備主要的應(yīng)用環(huán)境是戶外環(huán)境或者環(huán)境相對惡劣，不合理的面漆選擇會導(dǎo)致涂層防腐失效。在長時間的紫外線照射或者高溫、高濕、高鹽霧等環(huán)境因素，容易導(dǎo)致常規(guī)面漆（如聚氨酯漆，丙烯酸漆等常規(guī)面漆）開裂，粉化等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致涂層防腐失效。

應(yīng)對措施：

應(yīng)該考慮選用耐候性能更強(qiáng)的氟碳涂料。氟碳涂料是偏二氟乙烯樹脂為基料配以色料制成的涂料。氟碳涂料基料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中以氟碳化學(xué)鍵結(jié)合是最穩(wěn)定和牢固的，化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與牢固使氟碳涂料的物理性質(zhì)不同于普通的涂料，除了機(jī)械性能的耐磨性，抗沖擊等優(yōu)良性能外，更是具有特別是在惡劣的氣候和環(huán)境中顯示出的長久的抗褪色及抗紫外線等多種優(yōu)異的性能。

1.3 涂層的厚度不足

由于涂層使用的環(huán)境不同，對涂料本身的破壞及老化作用也不同，在一定的腐蝕環(huán)境和年限下，涂層應(yīng)該保證最低的厚度要求，特別是人工噴涂厚度的均勻性保證一致。

應(yīng)對措施：

在涂裝工藝設(shè)計階段，應(yīng)根據(jù)ISO 12944-2中的特定環(huán)境及使用年限要求來規(guī)定涂裝厚度，并在涂料涂裝過程以及涂裝以后嚴(yán)格控制涂層質(zhì)量。

1.4 裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計欠佳

在裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計初期，就應(yīng)該開始考慮整體結(jié)構(gòu)的防腐需求，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計上的不合理是導(dǎo)致涂層防腐失效的原因之一。在裝備部件的不同位置的連接處，大多采用鉚接、焊接、螺釘?shù)冗B接方式，往往這些連接處如果采用的是不同金屬材料，那這些金屬的電位勢必會不同，不同金屬接觸或者通過其他導(dǎo)體相連接，如果處于同一介質(zhì)當(dāng)中，就會造成不同金屬接觸部位的局部腐蝕，也就是產(chǎn)生了電偶腐蝕。

再者由于結(jié)構(gòu)設(shè)計階段產(chǎn)生的設(shè)計缺陷產(chǎn)生的縫隙（結(jié)構(gòu)設(shè)計上有些縫隙是不可避免的），在遇到降水或者濕氣等作用產(chǎn)生原電池，在狹小的縫隙能開始劇烈的腐蝕。

涂層的腐蝕從不同金屬材料連接處或結(jié)構(gòu)上的縫隙起初以電偶腐蝕或縫隙腐蝕開始，會慢慢向整個涂層蔓延，最終導(dǎo)致涂層防腐的失效。

應(yīng)對措施：對于電偶腐蝕，在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期，要盡量避免縫隙以及連接件的電位差異，盡量選擇電位接近的金屬作為相接觸的電偶對，并且應(yīng)該在相接觸的金屬之間增加絕緣材料如采用絕緣膠墊，絕緣膠水等將異種金屬絕緣，以此阻斷電偶腐蝕的產(chǎn)生。對于縫隙腐蝕，在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期應(yīng)盡量避免縫隙的產(chǎn)生，對于不可避免的結(jié)構(gòu)設(shè)計縫隙，應(yīng)該在裝備部件組裝以后，涂裝之前進(jìn)行密封處理，可以采用密封膠等材料，密封處理之后再進(jìn)行涂裝，以防止縫隙腐蝕的產(chǎn)生。

2 結(jié)語

涂層腐蝕失敗的原因很多，腐蝕的種類也很多，需要綜合起來進(jìn)行考慮。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，要進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免不必要的結(jié)構(gòu)缺陷，以及相接觸的異種金屬材料的選擇。在工藝設(shè)計階段，要根據(jù)使用的環(huán)境和服役年限的要求正確的選擇合適的涂料以及制定涂層的厚度等要求。在產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，要嚴(yán)格遵循工藝設(shè)計要求做好每個環(huán)節(jié)的工作特別是基材的前處理，以及密封操作，保質(zhì)保量完成涂裝。在產(chǎn)品倉儲階段，要控制產(chǎn)品的存儲環(huán)境，避免高濕高熱及高鹽霧環(huán)境。在產(chǎn)品的使用階段，要避免機(jī)械磨損以及疲勞斷裂等因素造成的涂層破應(yīng)盡量避免。最重要的是，要定期進(jìn)行維護(hù)，對于出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)的位置進(jìn)行及時的修補(bǔ)，避免產(chǎn)生涂層整體的防腐失效。

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