探究钢材锈蚀的基本原理及影响因素

   日期:2024-07-19     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:341    
核心提示:二、常用的防腐措施这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年),所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。

1、钢筋锈蚀的基本原理

钢铁的腐蚀是一种“电化学腐蚀”。任何钢铁都有化学成分的不均匀性,研究表明,同一晶体的边缘和侧面之间也存在着微小的电位差。当大气中的水分(自然水中含有杂质)在钢铁上凝结成一层很薄的水膜时,它就起着电解质的作用,再加上空气中氧的作用,使钢铁表面形成许多微小的原电池。这些原电池反应的结果,使钢铁逐渐遭到破坏。钢铁表面虽然有一层氧化铁的保护层,但并不是完好无损的,有许多微小的空隙和裂纹,不能完全阻止这些原电池的形成。特别是在钢铁加工、运输和堆放过程中,各种物理化学作用使氧化膜结构发生变化,局部剥落,这时氧化膜起着阴极的作用,促进了电化学腐蚀的发展。也就是说,只要钢铁表面有一层水膜,生锈就是不可避免的。

2.常用的防腐措施

1.直接选择耐候钢

耐腐蚀性能比一般结构钢好的钢叫耐候钢,这种钢一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,在金属表面形成保护层钢结构防腐蚀基本方法,提高耐腐蚀性能。它的低温冲击韧性也比一般结构钢好,但价格很高。目前除一些特别重要的结构外,在一般结构中很少采用。

2.表面热镀锌

热镀锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右的高温熔融的锌液中,使钢构件表面附着一层锌层。锌层厚度5mm以下的薄板不得小于65um,厚板不得小于86um,从而达到防腐的目的。此种方法的优点是耐久性长,生产工业化程度高,质量稳定,因此在受大气腐蚀严重、修复困难的室外钢结构中得到广泛应用,如大量的输电塔、通讯塔等。近年来,轻钢结构体系中大量的波纹钢板也大量采用防腐。热镀锌的第一步是酸洗除锈,其次是清洗。这两步不彻底就会给防腐留下隐患,所以必须处理彻底。 对于钢结构设计人员来说,应避免设计有配合面的构件,避免配合面的缝隙中酸洗不彻底或酸洗不彻底,导致镀锌面流出黄水。热镀锌是在高温下进行的,对于管状构件,两端应留空隙,如果两端封闭,管内空气膨胀,头板爆裂,造成安全事故。如果一端封闭,锌液流动不畅,容易在管内积聚。河北安诺热镀锌生产线工艺流程实景展示_腾讯视频()

3.热喷涂铝(锌)复合涂层

这是一种长效防腐方法,防腐效果与热镀锌相同。具体方法是先对钢构件表面进行喷砂除锈,露出金属光泽并使表面变粗糙;然后用乙炔-氧气火焰将连续输送的铝(锌)丝熔化,用压缩空气吹到钢构件表面,形成蜂窝状铝(锌)喷层(厚度约80~100um);最后在毛细管内填充环状树脂或氯丁橡胶漆等涂料,形成复合涂层。此法不能在管状构件内壁施工,因此必须将管状构件两端气密封闭,以防止内壁腐蚀。此工艺的一个优点是对构件尺寸的适应性强,构件的形状、尺寸几乎不受限制; 另一优点是此工艺的热作用是局部的、受约束的,所以不会造成热变形。与热镀锌相比,此方法工业化程度较低,喷砂、喷铝(锌)工序劳动强度大,质量也易受操作人员情绪变化的影响。

4. 涂敷方法

涂装法的防腐性能一般不如长期防腐法(但现在的氟碳涂料甚至可以达到50年以上),所以多用于室内钢结构或者维护相对容易的室外钢结构。它的一次性成本较高,但用于室外时维护成本较低。涂装法的第一步是除锈,高质量的涂层依赖于彻底的除锈,所以高要求的涂层一般要通过喷砂、喷丸除锈,露出金属的光泽,把所有的铁锈和油污都除去。现场施工的涂层可以进行手工除锈。涂层的选择要考虑到周围环境,不同的涂层对不同的腐蚀情况,其耐受力也不同。涂层一般分为底漆(层)和面漆(层),底漆含料多,基材少,漆膜粗糙,对钢材的附着力强,与面漆的结合好; 面漆基料较多,涂膜有光泽钢结构防腐蚀基本方法,能保护底漆免受大气腐蚀,抗风化。不同涂层之间存在相容性问题,前后选用不同涂层时,应注意其相容性。涂层施工应有适宜的温度(在5~38℃之间)、湿度(相对湿度不大于85%)。涂层施工环境粉尘较少,构件表面无结露现象。涂装后4小时内不得淋雨。涂层一般涂装4~5遍。室外工程干漆膜总厚度为150μm,室内工程干漆膜总厚度为125um,允许偏差为25um。在海边、海上或腐蚀性强的大气环境中,干漆膜总厚度可加厚到200~220um。

当然,也有很多一次性投资少,但后期维护费用高的防腐涂料,如绿黄聚乙烯、互穿网络防腐涂料等,这类涂料的使用寿命大概在5~8年。

5.阴极保护法

在钢结构表面附着较活泼的金属来代替钢材的腐蚀,常用于水下或地下结构。

此方法在国内至今较少采用。

 
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