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海洋環(huán)境下腐的發(fā)生及防護(hù)
前言：
“海到盡頭天作岸，山登絕頂我為峰” ，以海為詩(shī)，多有海之寬廣、波瀾之意，以抒心中豪情；
古人寫海多豪邁，然而大海也有其兇猛的一面，出海的漁船不僅要面對(duì)大海的咆哮，還要警惕海中生物的威脅；海邊的居民要隨時(shí)注意潮起潮落，以及陰暗處吞吐的信子……而現(xiàn)代，鋼鐵林立的都市，海邊開(kāi)采石油的平臺(tái)、船舶?？康母劭诙即嬖谥鴩?yán)重的腐蝕問(wèn)題，和內(nèi)陸環(huán)境不同，普通的防腐蝕方法已經(jīng)不適用與海洋環(huán)境。本文將淺析海洋環(huán)境下鋼鐵腐蝕的原因以及防腐方案。
海洋環(huán)境：
不同于內(nèi)陸環(huán)境，鋼鐵等金屬結(jié)構(gòu)表面的鈍化膜、漆膜等保護(hù)足夠支撐很長(zhǎng)時(shí)間，就像葫蘆娃里的三娃一樣變成了鋼筋鐵骨，不懼怕任何攻擊。然而在海洋環(huán)境中金屬結(jié)構(gòu)的“鋼筋鐵骨”仿佛卻失去了作用，就像被蛇精知道了弱點(diǎn)的三娃一樣無(wú)計(jì)可施，海洋的特殊環(huán)境抓住了材料的弱點(diǎn)，從而使其失去了保護(hù)，腐蝕更加劇烈。
海洋環(huán)境下腐蝕機(jī)理：
鋼鐵從內(nèi)到外分為幾個(gè)層次：
1. 內(nèi)層的金屬基材；
2. 其次是與基材接觸的FeO氧化膜；
3. 然后是中間層Fe3O4氧化膜，該層較為致密，同時(shí)能攔截水和氧氣的深入，具有一定的抗腐蝕能力；
4. 外層是Fe2O3氧化膜，表面較為疏松多孔，易吸水、吸氧。
正常腐蝕在進(jìn)行到二層Fe3O4層時(shí)會(huì)變得較為緩慢，但是在海洋環(huán)境下，氯離子以其微小的粒徑，具有較強(qiáng)的穿透力，能夠穿透致密的氧化膜層，從而發(fā)生以下反應(yīng)：
Fe2++2Cl-+2H2O→Fe(OH)2+2HCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
鋼鐵的進(jìn)一步腐蝕產(chǎn)生的化合物體積增大，會(huì)從內(nèi)部產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，如果是混凝土中的鋼結(jié)構(gòu)則會(huì)連帶著破壞混凝土的開(kāi)裂和脫落，使得內(nèi)部金屬暴露在外界海洋環(huán)境下又進(jìn)行了新一輪的腐蝕，加劇了腐蝕的進(jìn)行。
海洋環(huán)境下腐蝕速率的影響因素：
鹽度、含氧量、CO2、碳酸鹽、溫度、海水流速、海洋生物、光照條件。
根據(jù)有關(guān)調(diào)查材料，我國(guó)沿海主要港口的海水平均含鹽量約為25000mg/L，其中SO42－平均約為2300mg/L，Mg2+平均約為1250 mg/L，Cl－平均約為15000mg/L。
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平均含鹽量： |
SO42－ |
Mg2+ |
Cl－ |
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25000mg/L |
2300mg/L |
1250 mg/L |
15000mg/L |
海洋環(huán)境下的腐蝕是一種較為復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，參雜著不同類型的腐蝕，將海洋環(huán)境分為五個(gè)大的區(qū)域：大氣區(qū)、全浸區(qū)、潮差區(qū)、飛濺區(qū)、土壤區(qū)。
其中腐蝕較嚴(yán)重的區(qū)域是處于飛濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)，該區(qū)域海水流速高，處于該區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)不僅僅會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等，還會(huì)有海水的高速?zèng)_刷產(chǎn)生的空泡腐蝕和沖刷腐蝕等，且該區(qū)域含氧量較大，海水來(lái)回沖刷會(huì)產(chǎn)生氧的濃度差，因此該區(qū)域的電化學(xué)腐蝕也相對(duì)較強(qiáng)。
解決方案：
根據(jù)腐蝕發(fā)生的機(jī)理以及影響因素，有效防止腐蝕需要從以下幾個(gè)方面著手：
1. 隔斷腐蝕源，阻絕鋼結(jié)構(gòu)和海水、空氣等的接觸；
1.1隔斷腐蝕源，常用的辦法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷環(huán)氧富鋅底漆，但是環(huán)氧涂層本身耐候性差，在長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)照射以及海水沖刷的情況下涂層的使用壽命較低，所以此處應(yīng)考慮采用特殊防腐涂層，要求能夠同時(shí)滿足防水抗?jié)B、耐海水沖刷、耐氯、耐候等性能。ZS-711志盛威華無(wú)機(jī)防腐涂料，涂層致密、細(xì)膩光滑，屬于C5級(jí)別的防腐涂料，長(zhǎng)年在海洋環(huán)境下使用，能夠較好的保護(hù)各種金屬、非金屬結(jié)構(gòu)。
1.2防腐涂層的施工
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步驟 |
操作 |
目的 |
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基材的前處理 |
噴砂Sa2.5/手工St3級(jí)除銹、除油，清理灰塵 |
除去浮銹、油漬，增加基材和涂層間的附著力 |
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1遍 |
邊邊角角、焊縫處等難施工、存在孔隙的地方薄涂一層 |
1. 防止后續(xù)施工時(shí)存在漏點(diǎn)； 2. 防止孔隙、裂縫存在影響涂層附著力； 3. 增加難點(diǎn)厚度、增強(qiáng)耐腐蝕性 |
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2遍 |
全部基材，薄涂一遍，控制厚度在50~60μm左右 |
涂層干燥快，易于附著，封閉基材表面上的微孔，增強(qiáng)后續(xù)涂層和基材的附著力 |
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3遍 |
待前一遍涂層2~3個(gè)小時(shí)表干后涂刷 |
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4遍 |
待前一遍涂層2~3個(gè)小時(shí)表干后涂刷 |
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養(yǎng)護(hù) |
全部涂刷完后，在常溫下干燥24小時(shí)后，養(yǎng)護(hù)2~3天（小型工件建議烤箱低溫烘烤3~4小時(shí)） |
1. 讓涂層內(nèi)部溶劑全部揮發(fā)，時(shí)涂層完全固化； 2. 控制漆膜的完整性，防止涂層開(kāi)裂失去防腐性。 |
注：全程施工基材以及環(huán)境溫度在5~60℃之間，空氣濕度<70%
2. 外接活性陽(yáng)極主動(dòng)承擔(dān)腐蝕進(jìn)程；
3. 更換耐腐蝕鋼材。
“長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄?！?，眼前的困難不能一直困擾著我們，志盛威華團(tuán)隊(duì)幫助您解決防腐上的難題，讓我們共濟(jì)滄海。
