熱噴涂鋁涂層在鋼鐵件上防腐與應(yīng)用
熱噴涂鋁涂層在鋼鐵件上防腐與應(yīng)用
一、概述
由于鋼鐵件長(zhǎng)期處在各種氣氛、不同水質(zhì)的浸漬和不同介質(zhì)的侵蝕的環(huán)境中，受到不同程度的腐蝕。全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵，約有十分之一變?yōu)殍F銹，大約30％的鋼鐵設(shè)備因腐蝕而損壞。在工業(yè)發(fā)達(dá)的******，每年因金屬腐蝕而造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的1～4％。我國(guó)煤炭系統(tǒng)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)8億元。采用油漆防護(hù)，防護(hù)期一般二、三年，短的只有一年。頻繁的維修，造成大量人力、物力和財(cái)力的消耗。在鋼鐵表面噴鋁，外加封孔處理，就可以制備出長(zhǎng)效防腐蝕復(fù)合涂層。有效防護(hù)期一般可達(dá)20～30年，長(zhǎng)有效期國(guó)外已有60年之久的記錄。因此，大力宣傳和推廣熱噴鋁技術(shù)在鋼鐵件防腐方面的應(yīng)用，是我們義不容辭的迫切任務(wù)。
二、性能
鋁涂層的特性：金屬鋁表面致密的氧化膜使其具有很好的耐腐蝕性能、性能，所以鋁能耐化學(xué)介質(zhì)的腐蝕特別是二氧化硫（SO2）氣氛和對(duì)具有氧化性的酸都有一定防護(hù)作用，鋁的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.66伏，遠(yuǎn)低于鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（-0.05伏）故噴涂到鋼鐵零件上，在有電解質(zhì)存在時(shí)，涂層為陽(yáng)極防護(hù)層，保護(hù)基體不被腐蝕。表1是鋁的物理性能，表2是鋁噴涂層在各種不同環(huán)境下的使用年限，表中數(shù)據(jù)是指噴涂未進(jìn)行其他保護(hù)處理時(shí)的情況，如經(jīng)保護(hù)處理使用壽命可延長(zhǎng)40～60年。表3是鋁在各種不同介質(zhì)和環(huán)境中的耐蝕性能。
三、應(yīng)用
由于熱噴涂鋁有其特殊的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)，世界各國(guó)，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)的******多用于鐵路、公路、城市立交橋的鋼鐵構(gòu)件、高壓輸電鐵塔、石油開(kāi)采井架、電視轉(zhuǎn)播塔、大型運(yùn)輸皮帶架、各種大型容器、化工反應(yīng)塔、船舶艦艇、板材類鋼鐵構(gòu)件、許多暴露于大氣中、高溫下，工業(yè)氣氛，化學(xué)氣氛和浸漬于各種溶液條件下的鋼鐵構(gòu)件、各種大型管道工程用的管材類鋼鐵構(gòu)件、棒料類鋼件等。
下面以國(guó)外熱噴涂金屬鋁的成功實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：
1、美國(guó)焊接學(xué)會(huì)的熱噴涂委員會(huì)在1950年7月著手19年研究，暴露的露天鐵攔柵是采用氧乙炔噴涂鋁的工藝。這些攔柵建造于1953年1月，預(yù)期使用12年，但是12年結(jié)束時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察指出，仍然適宜繼續(xù)試驗(yàn)。1972年委員會(huì)再一次現(xiàn)場(chǎng)觀察檢查，斷定在后報(bào)告完成以前如果再用一個(gè)20年才可能完全損壞。19年后報(bào)告可以向美國(guó)焊接學(xué)會(huì)購(gòu)買C2.14－74小冊(cè)子得到。
2、堪薩斯城百老匯－烏德維鄒旱橋在1951年噴涂0.15毫米厚的鋁涂層，然后用封孔劑封孔處理。以前垂直安裝和鉚接部位在現(xiàn)場(chǎng)噴涂的結(jié)構(gòu)部件還是保持原來(lái)的涂層，1971年發(fā)現(xiàn)熱噴涂的面積99％還是保持原封不動(dòng)。由于接縫處在現(xiàn)場(chǎng)噴涂特意在鉚接頭的周圍做了遮蔽罩，因此遮蔽部份沒(méi)有涂層，在這些部位的小面積要求進(jìn)行修整。經(jīng)過(guò)21年以后的1971年決定進(jìn)行必要的修整。20年來(lái)這座橋梁經(jīng)受國(guó)冰凍溫度和用鹽破冰的考驗(yàn)，以及也承受住了從橋底通過(guò)的柴油機(jī)放出含硫氣的熏染。
3、KAV河大橋是從堪薩斯州的米沙里通到堪薩斯州的堪薩斯，，座落于畜牧場(chǎng)的入口處。在這座橋的路面下面平直的表面上于1936年由W.B.墨依爾噴涂了0.25毫米厚的鋁涂層。這座橋僅是部份被保護(hù)，就是為了考慮這部份的保護(hù)承受住了冰凍和由于牧畜車長(zhǎng)時(shí)間的站在大橋上牛撒尿的腐蝕。
4、英國(guó)德文郡普利茅斯的塔馬大橋：該橋2000英尺長(zhǎng)，梁式結(jié)構(gòu)，處于海洋和工業(yè)條件，建于1961年，在構(gòu)件上噴涂至少0.75毫米厚的鋁，并涂刷封孔劑。每9年維修一次，涂刷兩層環(huán)氧樹(shù)脂，和兩層云母氧化鐵。1986年檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，保護(hù)層完好，只是在一些螺柱頭上有點(diǎn)腐蝕。這些螺柱先前未噴鋁，因而甚至在頭9年的維修時(shí)，需要噴砂清理。
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