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無機防腐塗料在鋼結構中防腐蝕分析
    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,志盛威华無機防腐塗料在输变电钢结构中耐腐蚀长达30年以上。

作爲高壓輸電線路的主要承重結構,電力鐵塔的可靠運行對電力安全至關重要。在影響鐵塔運行的諸因素中,環境腐蝕被列爲首要的潛在威脅,受到輸變電行業的高度重視。鋼材的腐蝕受不同腐蝕環境的影響而呈現出不同的厚度損失和質量損失。目前輸變電鋼結構所用鋼材,基本爲熱軋低碳鋼和低合金高強度結構鋼。志盛威華防腐塗料專家指出這兩種鋼材如果防腐處理不當,其表層將在水、空氣等的作用下産生電化學反應進而導致鋼材的腐蝕,其電化學反應式如下式所示:

陽極:Fe2eFe2+

陰極:1/2O2+H2O+2e2OH

也即:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2

輸變電工程鋼結構(例如電力鐵塔等)多爲露天使用,長期經受日曬、風吹、雨淋和濕熱的環境因素影響,在工業區還要受到化工大氣和酸、堿、鹽等化學物質的侵蝕,導致腐蝕速率加快,造成輸變電鋼結構使用年限縮短或安全性降低等問題。因此對輸變電鋼結構進行行之有效的防腐處理顯得非常重要。

塗料防腐是將耐腐蝕的塗料覆蓋在被保護的鋼鐵金屬基材上,使其不與腐蝕介質直接接觸而免遭腐蝕的方法。國內重防腐領域專家北京志盛威華化工有限聯合部隊研究院發明的專有防腐塗料--由新型無機聚合物和經過分散活化的金屬、金屬氧化物納米材料、稀土超微粉體組成的ZS-711無機聚合物塗料,能與鋼結構表面鐵原子快速反應,生成具有物理、化學雙重保護作用,通過化學鍵與基體牢固結合的無機聚合物防腐塗層,對環境無汙染,使用壽命長,防腐性能達到國際先進水平,是符合環保要求的高科技換代産品。ZS-711無機聚合物防腐塗料是爲滿足航天、軍工等領域的特殊要求而研發的高科技産品,産品已經在航天、軍工領域成功應用並逐步推廣到國民經濟各部門。現在這種新型的無機聚合物防腐塗料已成爲保護鋼鐵最普遍、最重要的塗料。

無機聚合物ZS-711塗料對鋼鐵基材的防腐蝕機理與熱浸鍍鋅類似,卻有不同于富鋅塗料,具有陰極保護作用和屏蔽作用等。此外,該塗料還具有塗料自身的一些特性。其防腐蝕作用主要包括以下幾方面的內容。

1)塗層的陰極保護

陰極保護作用通過外加電流法和犧牲陽極法等兩種方法實現。其中犧牲陽極法是在被保護的金屬上連接電位更負的金屬或合金,靠它不斷溶解所産生的電流對被保護的金屬進行陰極極化,達到保護的目的,因此在電力行業廣泛運用。而金屬鋅在幾乎所有的電解質中,都可以成爲鋼鐵材料的陽極,工程上常采用施塗無機塗料的方式對作爲陰極的鋼鐵材料進行腐蝕防護。

2)塗層的屏蔽作用

無機防腐塗料的屏蔽作用主要來源于難溶鹽和腐蝕産物。傳統的富鋅塗料采用球狀鋅粉,它們之間是以點接觸的形式來傳輸電子,並和鋼材基體也保持點接觸,此時塗層的導通性較差,鋅粉的體積濃度過大,粘結劑不足以填補塗層間的空隙,從而形成了多孔隙的塗層結構。而志盛威華ZS-711無機防腐塗料采用鱗片狀鋅粉,加強了物理屏蔽作用,原因在于鱗片狀鋅粉在塗層中形成了無數的微小區域,減少了塗層與金屬基體之間的熱膨脹系數之差,降低了塗層硬化時的收縮率、塗層內部的應力,抑制了塗層的龜裂、脫落,提高了塗層的粘結力和抗介質的滲透能力,從而提高了塗層的防腐蝕性能。

3)塗層的電阻效應

在腐蝕電池的回路中,雖然無法阻止電流在金屬內部電子從陽極向陰極流動,但711無機塗料絕緣良好的塗層卻可以抑制溶液中陽極金屬離子的溶出和陰極的放電現象,從而達到延緩電化學反應的目的。

4)塗膜的自修補作用

與熱浸鍍鋅類似,ZS-711無機防腐塗料的顯著特點在于即便塗膜上存在個別部位被機械損傷或有漏塗等缺陷,只要缺陷在一定範圍內,防腐電流也能流向鋼鐵露出部分而起到保護作用。當塗膜上有部位損傷後,露出基體金屬,在較小的面積內腐蝕電流能流向鋼鐵露出部分,則鋅的産物就沈積在此處形成一層保護膜,延緩腐蝕繼續發生。

 在工程實踐中如何根據腐蝕環境和腐蝕介質合理地選擇鋼材的防腐蝕措施顯得尤爲重要,措施選擇不當會嚴重影響到電力運行安全以及使運行成本增加等一系列問題。ZS-711無機防腐塗料此外,輸變電鋼結構中所用鋼材在使用一定年限後如何進行二次修複及修複效果如何也成爲亟待解決的理論難題。ZS-711無機防腐塗料经过無機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無機防腐塗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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