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无机防腐涂料在钢结构中防腐蚀分析
    近年来,随着我国在钢结构领域的深入研究,钢结构被广泛应用于包括电力在内的各个领域中。众所周知,钢结构具有诸多优越性能,但其在防火和防腐蚀等方面却存在不可回避的缺陷,尤其是其防腐蚀性能的优劣将直接关联到整个工程的使用寿命、安全生产以及后期停工维护等一系列问题,志盛威华无机防腐涂料在输变电钢结构中耐腐蚀长达30年以上。

作为高压输电线路的主要承重结构,电力铁塔的可靠运行对电力安全至关重要。在影响铁塔运行的诸因素中,环境腐蚀被列为首要的潜在威胁,受到输变电行业的高度重视。钢材的腐蚀受不同腐蚀环境的影响而呈现出不同的厚度损失和质量损失。目前输变电钢结构所用钢材,基本为热轧低碳钢和低合金高强度结构钢。志盛威华防腐涂料专家指出这两种钢材如果防腐处理不当,其表层将在水、空气等的作用下产生电化学反应进而导致钢材的腐蚀,其电化学反应式如下式所示:

阳极:Fe2eFe2+

阴极:1/2O2+H2O+2e2OH

也即:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2

输变电工程钢结构(例如电力铁塔等)多为露天使用,长期经受日晒、风吹、雨淋和湿热的环境因素影响,在工业区还要受到化工大气和酸、碱、盐等化学物质的侵蚀,导致腐蚀速率加快,造成输变电钢结构使用年限缩短或安全性降低等问题。因此对输变电钢结构进行行之有效的防腐处理显得非常重要。

涂料防腐是将耐腐蚀的涂料覆盖在被保护的钢铁金属基材上,使其不与腐蚀介质直接接触而免遭腐蚀的方法。国内重防腐领域专家北京志盛威华化工有限联合部队研究院发明的专有防腐涂料--由新型无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的ZS-711无机聚合物涂料,能与钢结构表面铁原子快速反应,生成具有物理、化学双重保护作用,通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层,对环境无污染,使用寿命长,防腐性能达到国际先进水平,是符合环保要求的高科技换代产品。ZS-711无机聚合物防腐涂料是为满足航天、军工等领域的特殊要求而研发的高科技产品,产品已经在航天、军工领域成功应用并逐步推广到国民经济各部门。现在这种新型的无机聚合物防腐涂料已成为保护钢铁最普遍、最重要的涂料。

无机聚合物ZS-711涂料对钢铁基材的防腐蚀机理与热浸镀锌类似,却有不同于富锌涂料,具有阴极保护作用和屏蔽作用等。此外,该涂料还具有涂料自身的一些特性。其防腐蚀作用主要包括以下几方面的内容。

1)涂层的阴极保护

阴极保护作用通过外加电流法和牺牲阳极法等两种方法实现。其中牺牲阳极法是在被保护的金属上连接电位更负的金属或合金,靠它不断溶解所产生的电流对被保护的金属进行阴极极化,达到保护的目的,因此在电力行业广泛运用。而金属锌在几乎所有的电解质中,都可以成为钢铁材料的阳极,工程上常采用施涂无机涂料的方式对作为阴极的钢铁材料进行腐蚀防护。

2)涂层的屏蔽作用

无机防腐涂料的屏蔽作用主要来源于难溶盐和腐蚀产物。传统的富锌涂料采用球状锌粉,它们之间是以点接触的形式来传输电子,并和钢材基体也保持点接触,此时涂层的导通性较差,锌粉的体积浓度过大,粘结剂不足以填补涂层间的空隙,从而形成了多孔隙的涂层结构。而志盛威华ZS-711无机防腐涂料采用鳞片状锌粉,加强了物理屏蔽作用,原因在于鳞片状锌粉在涂层中形成了无数的微小区域,减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差,降低了涂层硬化时的收缩率、涂层内部的应力,抑制了涂层的龟裂、脱落,提高了涂层的粘结力和抗介质的渗透能力,从而提高了涂层的防腐蚀性能。

3)涂层的电阻效应

在腐蚀电池的回路中,虽然无法阻止电流在金属内部电子从阳极向阴极流动,但711无机涂料绝缘良好的涂层却可以抑制溶液中阳极金属离子的溶出和阴极的放电现象,从而达到延缓电化学反应的目的。

4)涂膜的自修补作用

与热浸镀锌类似,ZS-711无机防腐涂料的显著特点在于即便涂膜上存在个别部位被机械损伤或有漏涂等缺陷,只要缺陷在一定范围内,防腐电流也能流向钢铁露出部分而起到保护作用。当涂膜上有部位损伤后,露出基体金属,在较小的面积内腐蚀电流能流向钢铁露出部分,则锌的产物就沉积在此处形成一层保护膜,延缓腐蚀继续发生。

 在工程实践中如何根据腐蚀环境和腐蚀介质合理地选择钢材的防腐蚀措施显得尤为重要,措施选择不当会严重影响到电力运行安全以及使运行成本增加等一系列问题。ZS-711无机防腐涂料此外,输变电钢结构中所用钢材在使用一定年限后如何进行二次修复及修复效果如何也成为亟待解决的理论难题。ZS-711无机防腐涂料经过无机聚合物螯合成膜溶液和高度活化的防腐颜料形成的涂料涂层能与物体表面材料原子或是离子快速反应结合,生成具有物理、化学、电子三重保护防护作用,通过化学键、离子键与基体表面牢固结合。ZS-711无机防腐涂料对于基材的物理防腐、化学防腐、电子防腐有很好的保护基体作用,且具有自修补的作用,完美解决了上述难题。为输变电钢结构的防护再添保障,在各种酸碱性环境下不存在起泡和剥落现象。

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