鋅鋁合金涂層與有機涂層耐鹽霧腐蝕性對比

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1、鋅鋁合金涂層與有機涂層耐鹽霧腐蝕性對比摘要研究了鋅鋁合金涂層與有機涂層的耐鹽霧性能，在防腐涂層體系中，鋅鋁合金涂層的耐鹽霧防腐性能好于有機涂層；而在防腐防污涂層體系中由于防污漆含有銅，鋅鋁涂層與銅離子可形成原電池加速腐蝕，鋅鋁合金涂層的防腐性能差于有機涂層體系。　　　　宋雪曙　　　?。ㄉ虾Ｕ袢A重工集團股份有限公司涂裝技術應用研究所，上海200125）　　　　關鍵詞：熱噴涂；鋅鋁合金；有機涂層；耐鹽霧；防腐；防污　　　　1引言　　　　金屬鋅、鋁的電化學電位比鐵低，在電化學防腐體系中發(fā)揮著重要的作用?，F(xiàn)在廣泛應用的噴鋅、噴鋁及各種富鋅漆對鐵基體都有良好的電化學保

2、護和屏蔽保護作用，其耐鹽霧腐蝕性能高于只有屏蔽保護作用的純有機涂層，可用于海洋環(huán)境中的長效重防腐蝕涂層體系。采用熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層對鋼鐵構(gòu)件和構(gòu)筑物進行長效防護早在20世紀20年代就己開始應用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類在海洋中建造了無數(shù)固定與活動的海上鋼鐵構(gòu)筑物，如艦船、風力發(fā)電、海底管線、棧橋碼頭、海上石油平臺等，從20世紀中葉開始，世界各國在不同的海域?qū)釃娡夸\鋁及其合金涂層海洋環(huán)境下長期防護性能進行了很多現(xiàn)場掛片暴露試驗和實際應用。國內(nèi)外的大量長期現(xiàn)場試驗證明，熱噴涂鋅鋁及其合金涂層對于海洋環(huán)境下的鋼鐵構(gòu)筑物具有優(yōu)良的長效防護性能，鋅具有優(yōu)良的電化學

3、保護性，鋁具有比鋅更好的化學穩(wěn)定性，鋅鋁合金既保留了鋅的電保護特點，又具有鋁的化學穩(wěn)定性能。特別是經(jīng)過適當有機涂料封閉的噴鋅、鋁、鋅鋁合金的復合涂層對處于海洋大氣和浪花飛濺區(qū)的海洋平臺等海上鋼鐵設施是一種保護性較好的長效防腐方案。　　　　2熱噴涂技術　　　　2．1熱噴涂技術原理　　　　熱噴涂是借助某種熱源（火焰或電能）將欲噴涂的金屬材料（線材或粉末）熔化，利用壓縮空氣將金屬熔滴霧化，高速噴射到經(jīng)粗化處理的工件基體表面，熔滴在撞擊到工件表面的瞬間冷凝而形成金屬涂層。涂層的組織結(jié)構(gòu)是由互相鑲嵌、重疊的無數(shù)變形微粒機械地結(jié)合在一起，并含有一定數(shù)量的孔隙結(jié)構(gòu)。涂層的

4、孔隙率與噴涂工藝有關，涂層的結(jié)合強度與噴涂材料和表面處理有關。按照使用熱源的不同，熱噴涂可分為：火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂和爆炸噴涂等。根據(jù)使用材料的形態(tài)不同又可分為：線材噴涂和粉末噴涂。用于防腐目的的熱噴涂方法主要是線材電弧噴涂和線材火焰噴涂。由于電弧噴涂的生產(chǎn)率和能源利用率高、結(jié)合強度高，適用于各種鋼構(gòu)件的防腐蝕施工，成為涂層耐蝕性能好、應用最廣的熱噴涂方法?！　　　?．2熱噴涂涂層防腐蝕機理　　　　用于防腐蝕目的的噴涂材料主要有鋅、鋁及其合金。它們對鋼鐵的保護機理主要有2個：①具有與涂料涂裝防腐機理類似的阻擋腐蝕介質(zhì)滲透的隔離作用；②具有通過涂層材

5、料自我犧牲而實現(xiàn)的陰極保護作用。根據(jù)電化學理論，鋅、鋁及其合金涂層的電極電位較鋼鐵材料低，在電解液存在的條件下，這些涂層為陽極性材料，鋼鐵為陰極性材料，它們之間形成腐蝕原電池。在腐蝕過程中，陽極材料（涂層）通過自身的犧牲實現(xiàn)對陰極材料（鋼鐵）的保護。由于鋅或鋁涂層的腐蝕產(chǎn)物能有效地減緩腐蝕速率，所以涂層的消耗也是很緩慢的，可以較長時間地保護鋼鐵基體。鋅、鋁及其合金涂層在許多環(huán)境下對鋼鐵材料都有很好的保護作用。相對來說，由于鋁涂層內(nèi)部微粒表面覆蓋有耐腐蝕的氧化膜，鋁涂層的壽命更長。與鋅相比鋁涂層的缺點是對鋼鐵材料的動態(tài)電化學保護效果不如前者?！?試驗目的　　　

6、　采用對比試驗研究熱噴涂鋅鋁合金涂層與有機涂層在海洋環(huán)境中的耐鹽霧腐蝕性能?！　　　?對比試驗　　　　4．1試驗材料　　　?、旁嚢逡?guī)格：材質(zhì)為Q235或Q345鋼板，尺寸為133mm×67mm×（1.5～2.5）mm?！　　　、仆繉硬牧希簾釃娡夸\鋁合金涂層、環(huán)氧防銹漆、環(huán)氧連接漆、無錫自拋光防污漆、環(huán)氧富鋅漆、環(huán)氧厚漿漆、氟碳漆?！　　　、窃囼炘O備儀器：鹽霧腐蝕試驗箱FQY025。4．2試驗過程4．2．1樣板制作按照GB/T9271—1988《色漆與清漆標準試板》對鋼板進行表面處理；按照GB/T1765—1979《測定耐濕熱、耐鹽霧、耐候性（人工加速）漆膜制

7、備法》制板，按照涂層方案噴涂至規(guī)定膜厚，室溫放置7d后，按照GB/T1771—1991《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》，在試板上沿對角線劃叉形劃痕，劃痕處露出金屬底板，再采用耐水自干漆封邊，并對試板進行編號標識，見表1。表1耐鹽霧試驗涂層體系及試板數(shù)量注：A、H為防污涂層，B、C、D、E、F、G為防腐涂層。4．2．2耐鹽霧腐蝕試驗按照GB/T1771—1991進行2000h的耐鹽霧腐蝕試驗。5試驗結(jié)果5．1防污涂層2000h耐鹽霧試驗結(jié)束1h后，正常光照下目視觀察試板表面，結(jié)果見圖1和表2。圖1鋅鋁合金試板與有機涂層試板防污體系耐鹽霧試驗對比表2防污涂層耐

8、鹽霧試驗結(jié)果5．2防腐涂層2000h耐鹽霧試驗結(jié)束1