“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,海邊開采石油的平臺(tái)、船舶停靠的港口都存在著嚴(yán)重的腐蝕問題,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. 最內(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. 最外層是Fe2O3氧化膜,表面較為疏松多孔,易吸水、吸氧。
正常腐蝕在進(jìn)行到第二層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。
平均含鹽量: |
SO42- |
Mg2+ |
Cl- |
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)。
其中腐蝕最嚴(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:
ZS-711無機(jī)防腐涂料采用的是無機(jī)樹脂,具有抗腐蝕、抗?jié)B透、抗紫外線老化的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)涂層內(nèi)含有鱗片狀鋅粉,可導(dǎo)靜電,一旦由于施工或特殊部位因沖刷出現(xiàn)涂層缺陷時(shí)(人為或不可抗拒),即便有氯離子滲入也可平衡電場(chǎng)杜絕氯離子的靜電腐蝕。ZS-711成膜光滑致密,不同與常規(guī)的無機(jī)富鋅底漆,表面不會(huì)出現(xiàn)大量孔隙,也非濕固化性質(zhì),由此帶來的特性ZS-711無機(jī)防腐涂料往往用作底面合一集防腐、裝飾為一體的特種涂料。