目前為止,鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題正在給世界各國的國民經(jīng)濟帶來巨大的損失。
腐蝕不僅導(dǎo)致重大經(jīng)濟損失,而且還可引發(fā)環(huán)境污染,并孕育安全事故隱患。為此,必須將防腐進(jìn)行到底。
1腐蝕原因
①水引起涂膜的起泡脫落
在鋼材表面涂刷有機涂料,因表面存在許多有角度的縫隙和微小空穴,高分子聚合物和低表面涂刷不能完全濕潤這些縫隙。這樣金屬與有機涂膜之間存在有非粘結(jié)處。水通過擴散或涂膜中的毛細(xì)管或孔隙到達(dá)金屬底材表面,聚積在那些非粘結(jié)處,在一定水壓下涂膜就起泡。
②漆膜中溶劑引起的起泡脫落
(1) 泡脹引起的起泡。所有的有機漆膜浸漬在水中或暴露在濕度環(huán)境下都會吸水。由于吸水漆膜泡脹引起相對于金屬底材的橫向變形,但仍能維持相對穩(wěn)定。當(dāng)漆膜與底材界面上的應(yīng)力帶來的變形使漆膜失去粘結(jié)時,就會產(chǎn)生漆膜起泡。
(2) 漆膜形成過程中引起的起泡剝落。保護(hù)膜不是多孔的,但摻入的溶劑不能完全溶解樹脂時,會形成微孔結(jié)構(gòu)。在底材界面附近存在的微孔可以作為溶劑吸附的地方,如溶劑是親水的,在滲入漆膜的位置會形成氣泡。
(3) 金屬基體引起的起泡。涂膜在實際運行中還會因金屬基體的腐蝕過程、產(chǎn)物的積聚、陰極反應(yīng)形成的堿,導(dǎo)致涂膜的鼓泡、裂縫和脫落,在海洋環(huán)境中生物的污損作用也可加速涂膜的失效。
2處理措施
①降低水剝離
(1) 增加金屬表面的粗糙度,增加附著力。
(2) 在涂膜前對金屬表面進(jìn)行預(yù)處理。其作用是:代替金屬表面常見的氧化物,為有機涂膜提供具有不同化學(xué)特性的轉(zhuǎn)化物,使金屬和有機涂層之間的界面對氧氣的陰極還原反應(yīng)更弱,使金屬和有機涂膜的界面區(qū)具有較低的導(dǎo)電性,可顯著減弱界面上陽極和陰極反應(yīng)。
(3) 對鋼材表面用硅烷進(jìn)行處理。會使涂膜的陰極剝離靈敏度降低。
②降低溶劑起泡
以溶劑為主的油漆涂膜在較長時間內(nèi)殘留一些溶劑,常高于涂膜使用時間。有機漆膜防止腐蝕失去保護(hù)作用的第一個標(biāo)志是漆膜起泡,認(rèn)真選擇涂料配方可顯著減少氣泡生成,延長涂膜時間。
選擇涂料的溶劑揮發(fā)必須保持平衡,在烘烤漆膜時,溶劑揮發(fā)的不平衡,有時會在涂膜中產(chǎn)生氣泡;溶劑的親水和疏水也會影響漆膜的耐起泡能力,親水溶劑有利于加快氣泡的形成,特別是滲透起泡;在油漆中使用活性溶劑,在水中的溶解度和漆膜的耐起泡能力之間有相反的關(guān)系,親水性溶劑易引起起泡。所以選擇疏水性溶劑亦能減少氣泡的生成。
③加強設(shè)計選擇和施工質(zhì)量的控制
除上述的防腐蝕方法外,鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕還應(yīng)利用鋼材本身的抗腐蝕,即采用具有抗腐蝕能力的鋼材;比如采用熱鍍鋅、熱鍍鋁復(fù)合涂層進(jìn)行鋼材表面處理,使鋼材的防腐蝕年限達(dá)30年或更長;對地下及水中鋼結(jié)構(gòu)采用陰極保護(hù)。
3探測技術(shù)
自然電場法
(1) 金屬管腐蝕探測。
在長距離金屬管道上的地表預(yù)先準(zhǔn)備多個測點,由主控臺按順序向各子臺發(fā)出開始測量信號,各分臺將測得的結(jié)果傳輸給主控臺。
在實際工作中應(yīng)用較多的是3電極法,它們垂直管道等距排列,測量電極始終保持在管道上,并為記錄點,據(jù)沿管道測得的記錄點上的電位變化曲線,可推斷管道腐蝕區(qū)段。
(2) 鋼筋腐蝕探測。
1) 自然電位測量技術(shù)。
利用儀器檢測,繪制等電位分布圖 。
2) 腐蝕評價技術(shù)。
根據(jù)自然電位特征,推測鋼筋的腐蝕幾率。當(dāng)前,主要依據(jù)已制定好的腐蝕評價標(biāo)準(zhǔn),利用電位值的大小進(jìn)行評價。
當(dāng)然除此之外還有很多探測方法,比如極化阻抗探測技術(shù)、充電法探測技術(shù)、電阻探測技術(shù)等。還需要大家共同努力探索。