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常见钢铁在海水中腐蚀与无机防腐涂料结合防腐分析
中国表面处理网 2015/05/25
   在海洋资源的开发和利用过程中,钢材扮演着不可或缺的角色,如潮流发电、海水发电、海水温差发电设备及海滨大型跨海桥梁,与海洋开发相关的海底容器,用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢等领域中均离不开钢。耐海水腐蚀钢是为应用于上述环境条件而开发的一类低合金钢。
  海洋占地球面积2/3以上,是人类取之不尽的资源宝库,也是各国交往的天然渠道。钢铁是海洋开发、海上运输和军事建设最基本的工程材料,用量极大。因此耐海水用钢的研究、试制、生产和应用受到各国的普遍重视。
  钢材的耐蚀性能,不仅受钢材本身的化学成分与表面状态等材质因素的影响,也受到海洋环境条件的控制。
  同一地区的海洋环境在垂直方向上可以分为大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和泥浆区;而海水全浸区又可分为浅水区、大陆架区及深海区。在这些不同的区域,钢材的腐蚀特性是不同的。在海洋大气区腐蚀较轻,在死角等处易产生局部腐蚀。飞溅区:材料受到海水冲击,处于干湿交替区域,腐蚀最为严重!潮差区:材料常受充气海水的接触,对于整体钢桩结构,该区被低潮位以下作为阳极部位的保护,因此腐蚀程度相对较轻。浅水区:海水中含氧充足,温度较高,污染严重,该区的腐蚀比海洋大气及潮差区严重,但比飞溅区平均腐蚀率低。大陆架区:腐蚀程度随着海水深度的增加而降低。泥浆区:泥浆中的某些细菌如硫酸盐还原菌、铁细菌等对钢铁有明显的腐蚀破坏作用。由于氧的供应不充分,阳极极化较易实现。通常钢在泥浆区的腐蚀比海水中轻微。
  除了这些区域不同对钢材腐蚀有不同的影响外,就是在一同区域的海洋环境中还含有诸多影响因素,如海水的盐度、pH值、温度、溶解气体流速、微生物以及污染等,这些因素有时交差作用,相互促进,造成了海洋对钢材腐蚀的一个极其复杂的过程。
   金属在海水中的腐蚀速度不仅与金属本身的成分与结构有关,也与海水的环境因素密切相关。海水是复杂的电解质体系,海水环境因素(如温度、含氧量等)随海域,深度和季节等条件改变而发生很大的变化,导致金属的腐蚀速度随环境因素而变化。
    近年来,北京志盛威华化工有限公司研发生产的ZS-711无机防腐涂料,对海洋的各种腐蚀有综合性的防护,该涂料成膜溶液是由无机聚合物螯合成膜溶液,己硅氧基 —Si—O—Si— 键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐,再以OH为端链螯合的防腐成膜物,该键对硅原子上连接螯合的OH、烷基有很好的三元协同效应,溶液稳定性强,减轻了对高聚物内部的影响,成膜物更致密,附着力强,耐温高(与Ni基钢材效果相当)。志盛威华海洋防腐涂料中的填料是经过高度分散活化的钝化金属微粒、纳米石墨鳞片、纳米金属两性氧化物、超细稀土超微粉体等组成。经过活化的这些防腐颜料,在防腐是能够起到抗腐蚀增强极化的作用,耐酸耐碱抗腐蚀性高,起到很好的中和和防止基材电位升高的作用,也能避免涂层针孔的存在,涂层硬度高,耐磨抗冲击,耐酸碱老化时间长,在海水中可以长期应用。而且ZS防腐涂料常温下对硫酸、HCl、H3PO4、盐水、苛性碱、汽油等具有优良的耐腐蚀性能和物理机械性能涂层表面密实,具有良好的耐磨性及抗腐蚀性。
    耐海水腐蚀ZS-711志盛海水防腐涂料是由新型志盛威华无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的,能与金属表面铁原子快速反应,生成具有物理、化学双重保护作用,涂层可以长期耐住氯离子腐蚀,有效的保护钢铁等金属材质不被海水腐蚀。
    耐海水腐蚀ZS-711无机防腐涂料在海洋中耐氯离子腐蚀,导电性能好,防住金属电位升高,性质是一种析氢电化学腐蚀,阴极反应为2H 2e→H2。防酸腐蚀从热力学看,增加溶液酸度会加速阴极反应,提高腐蚀率。但腐蚀率还和氢过电位有关,溶液的氧化性也影响金属的腐蚀。氧化性增加通常使腐蚀加速,但超过极限值可使金属发生钝化而抑制腐蚀, 给金属长久的保护。在海洋中无机防腐涂料一般要求具有如下性能:①具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好,对钢材表面附着力好;②具有良好的力学性能。耐海水冲刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨损;③具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、耐化学品、耐紫外线等的侵蚀;④无机防腐涂料与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性;⑤具有良好施工性能。可在各种环境条件下对不同结构进行高质量涂装施工;⑥符合健康、环保、安全的要求。要求涂料固含量高,挥发性有机化合物(VOC)含量符合国家或国际标准要求。ZS-711无机防腐涂料除了能满足以上基本要求之外还蕴含了志盛威华公司在长期海水防腐领域里独特的防腐经验技术,是国内不可多得的优质海洋防腐材料。

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