防腐涂料和涂装技术_10(典型的基材表面和结构的防腐体系)

文章编号:100321545(2002)0820043203

讲　　座

)防腐蚀涂料和涂装技术(Ⅹ

金晓鸿

(洛阳船舶材料研究所厦门分部　厦门361002)

摘　要　该讲座系列介绍防腐蚀涂料的品种、基本组成及各类应用技术等。本讲是最后一节,主要介绍几种典型的基材表面和结构包括锌面、铝面、钢筋混凝土结构、近海平台、管道等的防腐蚀涂装。关键词　防蚀涂料　腐蚀控制　涂装技术中图分类号:TQ639.2　　文献标识码:AAnti2corrosiveCoatingsandApplication(Ⅹ)JinXiaohong(XiamenBranchofLuoyangShipMaterialResearchInstitute,Xiamen361002,China)

Abstract　Varietiesofanti2corrosivecoatings,theirconstitutionandapplicationareintroducedintheseries.Thisunitisthelastpartwhichdealswiththeanti2corrosivecoatingprotectionofsometypicalsubstancesurfacesandstructuresincludinggalvanizedsteelworks,aluminiumplate,reinforcedconcretestructure,offshoreplatformandpiping.

Keywords　Anti2corrosivecoating　Corrosioncontrol　Coatingapplication

　　需要进行防腐蚀涂装的工程有很多,不同的基材表面和结构涂装方案差别很大,若做得不合适,不但起不到预期的保护效果,有时还带来加速腐蚀的严重后果。有关海洋工程结构的涂装保护问题,在前面第五讲中已经论及,本节着重介绍工程上常见的一些典型材料表面和结构的涂装中应注意的问题。

1　锌面涂装

镀锌钢板和镀锌件是一类常用的材料,除镀锌钢板已有相当长的应用历史外,目前各类镀锌件也在逐渐扩大应用范围,如高速公路护栏板、公路的路灯杆、输电钢塔等。由于镀锌表面本身已具有较好的防腐蚀性能,许多情况下对镀锌表面不再进行涂装,但是人们不仅要求这类结构件表面具有很好的防腐蚀性能,从美化环境考虑,有时还需要在镀锌的表面上进行装饰涂装。有许多在镀锌表面上涂装失败的实例,如城市中许多大型的镀锌钢板广告牌,使用不久后就发生大片剥落、残缺不全。因此,很有必要对镀锌表面的配套涂

料和涂装工艺进行选择。

一般镀锌表面在涂装前,施工单位仅仅擦净油污,做些简单的表面清洁后就涂以普通的油漆,如醇酸磁漆、油性红丹漆等,这样的涂装效果就很差,使用不久就发生脱落。很多施工者并不了解镀锌表面漆膜剥落的原因,往往认为是油漆质量不高,而不知是选择的涂料和涂装工艺不当。油脂类涂料或醇酸涂料均含有干性油,含许多双键,在钴、锰皂等催化下迅速氧化而干燥成膜,但它们成膜后氧化作用并不停止,还在缓慢地进行。由于氧化作用,会产生许多副产物醛和羧酸,包括蚁酸。这类酸能与锌元素起反应,生成盐类,生成物具有一定的水溶性,水溶使其体积膨胀许多倍,这样就造成涂膜的附着力下降,结果是涂膜大片剥落。

下面列举一些适合于镀锌表面的涂料:(1)锌粉漆。由锌粉、氧化锌和油基漆料组成,与镀锌钢板面有极好的附着力,既可作为底漆,也可作面漆使用,耐腐蚀和耐候性均优。

(2)磷化底漆。镀锌钢板表面在擦净油污后,先涂装一道磷化底漆,再涂各类合适的油漆就可

・44・材　料　开　发　与　应　用　　　　　　　　　　　　　2002年8月

大大提高油漆与镀锌面的附着力,获得满意的结

果。

(3)重防蚀涂料体系。对一些大型钢结构,为了提高耐蚀性,延长使用寿命,要在钢表面喷砂后再进行热喷锌处理。热喷锌层表面粗糙,应先涂装一道粘度较小的封闭涂料,涂料渗透后可起到较好的“机械锚固”作用,然后可再涂装通用的重防蚀涂料,如环氧、聚氨酯、丙烯酸等。使用寿命可达几十年。

腐蚀的混凝土结构导入缓蚀剂,阻止钢筋的进一步腐蚀。

混凝土表面的保护涂层要求能隔离外界腐蚀环境中有害的离子对混凝土层的侵入,保持混凝土的碱度并提供耐久鲜艳的颜色。目前采用的保护涂料体系主要有两大类:水性涂料体系和溶剂型涂料体系。表1比较了公路大桥混凝土主塔的两种保护涂料体系使用效果。

4　近海平台涂装2　铝面涂装

铝材表面能迅速生成氧化膜,厚度约0.01～μm,具有良好的耐腐蚀性。但它在近海或0.015化工厂等腐蚀环境中会产生白色腐蚀斑点。为了延长铝材的使用寿命,需要采用表面涂料保护。由于铝面比较光滑,材质较软,要提高涂料对铝面的附着力不宜采用喷砂方法进行表面处理,较适用的处理方法有3种:

(1)磷化底漆。这种方法施工简单、效果较好。

(2)电化学阳极氧化法。它是将铝件浸入稀酸溶液中,以铝为阳极通入电流而生成氧化膜。有铬酸阳极氧化法、硫酸氧化法、磷酸氧化法。

(3)化学溶液氧化法。采用各种化学转化液对铝面进行处理,有磷酸锌工艺、铬酸盐-氧化物工艺和铬酸盐-磷酸盐工艺等。用铬酸盐转化膜处理的铝面对氯化橡胶清漆层的干附着力和湿附着力比用金刚砂打毛处理铝面对氯化橡胶清漆层的附着力有很大的改善。

近海平台结构主要有采油平台和钻井平台,对这类庞大的海上钢铁结构物进行腐蚀防护是一项非常重要的工作,往往采用重防腐涂料体系进行保护。除了正确选择合适的重防腐涂料体系外,对涂装施工和涂装质量的的要求也相当严格。近海平台的结构涂装一般在沿海的露天工作场地进行,它与船舶涂装的不同点是:平台结构涂装一般不采用车间底漆;钢结构表面处理的一次工作量大,而且形状更为复杂;防蚀底漆采用厚膜型富锌涂料,以无机富锌涂料和环氧富锌底漆为主;整个钢结构的涂层总厚度要大于船舶结构。4.1　表面处理

表面处理采用的方法以喷砂为主。为了提高涂层与钢表面的结合力,要求达到一定的粗糙度,

μm。表面清洁度要达到Sa21/2一般为30～80

级,并在当天对已处理的表面涂装防锈底漆。4.2　涂装施工

为了确保涂装质量,须严格按涂料产品说明书上的规定进行施工。一般在大风天气禁止进行室外现场涂装施工。冬季当现场环境温度低于涂料规定要求时(如双组分环氧涂料等),不得进行喷涂施工。在干燥天气涂装醇溶性无机富锌涂料时,要注意测量现场的相对湿度,若相对湿度过低,要采取适当的加湿措施。

由于重防腐涂料以双组分配合为多,涂装前要注意看使用说明,根据涂装面积计算好两组分混合的用量,检查涂料的有效储存期。

对双组分涂料要有一定的预反应时间,注意每次混合量的使用时间,在封闭处涂装要严格按照安全规定做好通风和现场监督。

在表面处理和涂装之后要进行质量检查和验收,凡达不到规定要求的,都要返修。检查和验收

3　混凝土表面涂装

近年来,人们对混凝土的防腐蚀越来越重视。混凝土结构腐蚀防护的主要内容包括对埋在混凝土中的钢筋进行保护和在混凝土表面进行防腐蚀涂料保护。其中重点是钢筋的防腐蚀,一是采用钢筋保护涂料,其中以环氧涂层钢筋发展最快,美、日等国已大批量应用于工程中。带涂层钢筋是在工厂条件下制作的。为了保证钢筋上防腐涂层的完整性,在制作、堆放、运输和绑扎施工中要小心,并要求随时对各环节中受破损的涂层进行修补,否则会加速该部位的腐蚀。二是对已发生

)第17卷第4期　　　　　　　　　　　　金晓鸿:防腐蚀涂料和涂装技术(Ⅹ・45・

的项目一般有:表面处理的清洁度和粗糙度,涂层干膜厚度,涂层空隙率和整个涂层体系附着力等。

表1　桥梁混凝土主塔两种外保护涂料体系方案效果比较

溶剂型

体

系组成

　底漆　中间层漆　面漆

与混凝土基体粘结性与钢预埋件和钢筋头的粘结性

耐水性耐洗刷性抗冲击性耐酸碱性抗沾污性耐大气老化性涂装施工性

环氧封闭清漆环氧厚膜涂料

聚氨酯(或丙烯酸型)

好好优良优良较好好好优良到好

要求较高(均为双组分配制)

混凝土pH≤10

施工条件

环境温度≥10℃相对湿度RH≤85%

乳胶型

高渗透型底面处理剂中涂层-厚膜砂质乳胶漆弹性外墙乳胶漆

一般较差一般较低好耐碱性一般一般方法简单混凝土pH≤9环境温度≥5℃温度低和/或相对湿度高时,

对环境的影响

预计使用寿命

不易干燥,在雨季工对质量影响较大

有一定量的溶剂挥发,影响作业环境基本不影响

10年以上5～7年

5　管道涂装

在管道防腐蚀工程中,选择良好的防腐蚀涂

层体系当然是很重要的一步,但同时采用可靠的涂装方法也是保证涂层发挥作用的关键。管道防腐蚀涂装可分管道外涂装和内涂装。管道外涂装的方法中有:熔融环氧粉末涂装、高密度聚乙烯涂层挤出涂装、环氧煤沥青涂料和玻璃布包覆涂装、防腐包覆带缠绕施工等。熔融环氧粉末涂料从60年代开始应用于管道防腐,是世界上使用最多的管道防腐蚀涂料体系。它不仅用于陆地的埋地管道的防腐,还被广泛应用于海底等水下管道的涂装防腐。

在钢质管道的外表面上涂装熔融环氧粉末涂料要在工厂内的流水线上进行,整个过程包括钢管表面处理、加热、粉末静电喷涂、粉末熔融流平和固化、冷却和涂层质量检验等。

管道内涂防腐蚀涂层不仅可使管道使用寿命

延长20～50年,并且可使已经运行接近报废的旧管道获得再生;可降低管内壁的粗糙度、降低输送流体的摩擦阻力;还可减少维修次数和降低运行成本,所以在国内外得到广泛应用。

目前我国采用的管道内涂装方法主要有:管内穿插套管法,管内衬管法,涂料整体内涂法,软管反翻内衬法等。其中涂料整体内涂法工艺比较先进、工作效率较高、整体工程造价较低,因此应用广泛。有一种“风送法”整体内涂覆工艺,它的原理是先在被涂管段两端安装涂覆收发装置和料仓,在管道首端的适当位置放一清管器,在料仓的端部放涂覆器,再在送料仓的进口放入涂料,用空气压缩机把压缩空气送入管道,涂覆器、涂料和清管器被推向前进,涂覆器的皮碗把涂料均匀地涂抹在管道内壁上,形成内涂层。可用于内涂法的涂料有:环氧涂料、环氧煤沥青涂料、无机富锌涂

(完)　料、有机硅涂料等。