對(duì)于不同工作環(huán)境中的防腐涂層
腐蝕與防護(hù)
防腐涂層主要用于固體金屬表面的保護(hù),偶爾也適用于非金屬。
在選擇合適的防腐蝕系統(tǒng)時(shí),我們必須考慮被保護(hù)資產(chǎn)所處的腐蝕性環(huán)境,比如位于城市或農(nóng)村中的管道、建筑物、車輛、船舶、橋梁、設(shè)備,建筑物以及存在于地下的隧道;此外,暴露在空氣、海洋、采礦或工業(yè)環(huán)境中的材料也受腐蝕的影響。但是,所選擇的涂料必須與基材材料、成分和材料所處的環(huán)境相兼容。
非金屬涂層
非金屬涂層通過(guò)在基材表面形成水和具有腐蝕性電解液所無(wú)法滲透的絕緣層來(lái)保護(hù)基材。此類液體非金屬涂層包括了溶劑,樹(shù)脂和顏料,其在不同領(lǐng)域都發(fā)揮著作用。
溶劑
溶劑能溶解和分散主要構(gòu)成涂層的樹(shù)脂材料,其能有利于施工,提高粘附性和有效性。
樹(shù)脂
涂層中的樹(shù)脂作為基本的成膜成分,能為涂層提供耐腐蝕性和其他關(guān)鍵特性。因此,涂層一般都是以其所使用的樹(shù)脂而被命名的。
顏料
顏料是涂層中的第二大關(guān)鍵成分,其主要功能是產(chǎn)生不透明性,防止有機(jī)物與陽(yáng)光接觸。鈦經(jīng)常被用于產(chǎn)生不透明性。顏料還能被用于提高粘附性,色彩,耐候性或減少水分侵入。
含有顏料的樹(shù)脂會(huì)在溶劑揮發(fā)后留在材料表面,從而決定了涂層的膜厚度。
涂層分類
根據(jù)不同的保護(hù)機(jī)制,非金屬涂層被分為:
隔離涂層
抑制劑涂層
電鍍層
隔離涂層
其能在基材表面形成一層物理絕緣層,防止基材與腐蝕性物質(zhì)(如電解液)接觸。環(huán)氧煤瀝青涂料就是此類保護(hù)機(jī)制中的一種。
抑制劑涂層
抑制劑涂層會(huì)使顏料(比如鉻酸鹽型顏料)釋放出一種化學(xué)物質(zhì)。這中化學(xué)物質(zhì)能夠影響電解液,停止其電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
電鍍層
電鍍層是一種富鋅含量的底漆,能作為鐵基底的犧牲型和陰極保護(hù)型涂層。這些底漆必須直接涂裝于基材上。
通用型聚合物涂層
一些廣泛被用于防腐蝕防護(hù)的通用型聚合物涂層包括:
丙烯酸涂層
丙烯酸涂料作為一種水基環(huán)保型涂層,適用于室外存在大量陽(yáng)光照射的環(huán)境。丙烯酸涂層可以用作底漆,也能承受中高溫度。
醇酸涂層
醇酸涂層是一種改性油脂基,可在大氣環(huán)境中作為底漆的涂層。醇酸涂層不適用于堿性環(huán)境,如混凝土。
瀝青基涂層
瀝青基涂層具有良好的耐濕性,但不耐溶劑,可用于保護(hù)鋁和鐵材質(zhì)的表面。
胺固化環(huán)氧涂層
胺固化環(huán)氧涂層對(duì)酸、溶劑和堿具有良好的耐性,對(duì)溫度、濕度和陽(yáng)光都很敏感,適合在地下環(huán)境使用。
聚酰胺環(huán)氧涂層
聚酰胺環(huán)氧涂層對(duì)鹽溶液和水有抗性,但對(duì)其他化學(xué)物質(zhì)不具有抗性,適用于沉浸和深埋的環(huán)境。
環(huán)氧煤焦油和聚氨酯橡膠
其被廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)中的大口徑管道涂層系統(tǒng)。
多層環(huán)氧樹(shù)脂或擠塑聚烯烴系統(tǒng)
其作為多層系統(tǒng)能在聚乙烯下方為其提供強(qiáng)力粘附性。配合環(huán)氧底漆的使用,此類多層系統(tǒng)在美國(guó)和歐洲被廣泛用于室外和埋地的管道中。
煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂
其具有抗?jié)裥院湍突瘜W(xué)性,但會(huì)隨著使用年限而不斷經(jīng)受脆化。煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂可在浸沒(méi)環(huán)境下使用,也可作為油罐襯里和工業(yè)維護(hù)性涂層。玻璃纖維增強(qiáng)的煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂可在高溫環(huán)境下工作。
熔融結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂
其被廣泛用于埋地和浸沒(méi)的工作環(huán)境中,如今時(shí)??捎萌廴诮Y(jié)合尼龍來(lái)代替。熔融結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂可在中度溫度環(huán)境下工作。
濕固化型聚氨酯
適合在潮濕環(huán)境中使用,可與不同顏料配方一同進(jìn)行定制,滿足不同工作環(huán)境的要求(如在埋地、浸沒(méi)、充滿化學(xué)物和氣體的環(huán)境)。
涂層選擇的一般建議
關(guān)于對(duì)酸、堿或鹽具有耐性的涂層,可選擇聚氨酯、煤焦環(huán)氧漆和氯化橡膠涂層。
關(guān)于對(duì)溶劑具有耐性的涂層,可選擇無(wú)機(jī)富鋅涂層、聚氨酯或氯化橡膠涂層。
關(guān)于在氧化環(huán)境中使用的涂層,可選擇乙烯基和聚氨酯,或無(wú)機(jī)富鋅涂層。
一般來(lái)說(shuō),在高溫環(huán)境下工作的金屬應(yīng)避免對(duì)其使用聚合物涂層。
涂層失效的原因
除了涂裝方式不正確,其它會(huì)導(dǎo)致涂層失效的因素包括:
表面處理不當(dāng)
底漆粘附性差
面漆涂層選擇不當(dāng)
基材表面清理或處理不當(dāng)
底漆缺乏良好的粘附性,或與面漆不兼容
表面處理的步驟包括清洗除去油和污垢,并通過(guò)粗化進(jìn)行機(jī)械結(jié)合。最佳的做法是對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂處理。其他處理方法包括進(jìn)行酸洗或化學(xué)處理,以及火焰清潔和刮擦處理。
防腐涂層主要用于固體金屬表面的保護(hù),偶爾也適用于非金屬。
在選擇合適的防腐蝕系統(tǒng)時(shí),我們必須考慮被保護(hù)資產(chǎn)所處的腐蝕性環(huán)境,比如位于城市或農(nóng)村中的管道、建筑物、車輛、船舶、橋梁、設(shè)備,建筑物以及存在于地下的隧道;此外,暴露在空氣、海洋、采礦或工業(yè)環(huán)境中的材料也受腐蝕的影響。但是,所選擇的涂料必須與基材材料、成分和材料所處的環(huán)境相兼容。
非金屬涂層
非金屬涂層通過(guò)在基材表面形成水和具有腐蝕性電解液所無(wú)法滲透的絕緣層來(lái)保護(hù)基材。此類液體非金屬涂層包括了溶劑,樹(shù)脂和顏料,其在不同領(lǐng)域都發(fā)揮著作用。
溶劑
溶劑能溶解和分散主要構(gòu)成涂層的樹(shù)脂材料,其能有利于施工,提高粘附性和有效性。
樹(shù)脂
涂層中的樹(shù)脂作為基本的成膜成分,能為涂層提供耐腐蝕性和其他關(guān)鍵特性。因此,涂層一般都是以其所使用的樹(shù)脂而被命名的。
顏料
顏料是涂層中的第二大關(guān)鍵成分,其主要功能是產(chǎn)生不透明性,防止有機(jī)物與陽(yáng)光接觸。鈦經(jīng)常被用于產(chǎn)生不透明性。顏料還能被用于提高粘附性,色彩,耐候性或減少水分侵入。
含有顏料的樹(shù)脂會(huì)在溶劑揮發(fā)后留在材料表面,從而決定了涂層的膜厚度。
涂層分類
根據(jù)不同的保護(hù)機(jī)制,非金屬涂層被分為:
隔離涂層
抑制劑涂層
電鍍層
隔離涂層
其能在基材表面形成一層物理絕緣層,防止基材與腐蝕性物質(zhì)(如電解液)接觸。環(huán)氧煤瀝青涂料就是此類保護(hù)機(jī)制中的一種。
抑制劑涂層
抑制劑涂層會(huì)使顏料(比如鉻酸鹽型顏料)釋放出一種化學(xué)物質(zhì)。這中化學(xué)物質(zhì)能夠影響電解液,停止其電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
電鍍層
電鍍層是一種富鋅含量的底漆,能作為鐵基底的犧牲型和陰極保護(hù)型涂層。這些底漆必須直接涂裝于基材上。
通用型聚合物涂層
一些廣泛被用于防腐蝕防護(hù)的通用型聚合物涂層包括:
丙烯酸涂層
丙烯酸涂料作為一種水基環(huán)保型涂層,適用于室外存在大量陽(yáng)光照射的環(huán)境。丙烯酸涂層可以用作底漆,也能承受中高溫度。
醇酸涂層
醇酸涂層是一種改性油脂基,可在大氣環(huán)境中作為底漆的涂層。醇酸涂層不適用于堿性環(huán)境,如混凝土。
瀝青基涂層
瀝青基涂層具有良好的耐濕性,但不耐溶劑,可用于保護(hù)鋁和鐵材質(zhì)的表面。
胺固化環(huán)氧涂層
胺固化環(huán)氧涂層對(duì)酸、溶劑和堿具有良好的耐性,對(duì)溫度、濕度和陽(yáng)光都很敏感,適合在地下環(huán)境使用。
聚酰胺環(huán)氧涂層
聚酰胺環(huán)氧涂層對(duì)鹽溶液和水有抗性,但對(duì)其他化學(xué)物質(zhì)不具有抗性,適用于沉浸和深埋的環(huán)境。
環(huán)氧煤焦油和聚氨酯橡膠
其被廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)中的大口徑管道涂層系統(tǒng)。
多層環(huán)氧樹(shù)脂或擠塑聚烯烴系統(tǒng)
其作為多層系統(tǒng)能在聚乙烯下方為其提供強(qiáng)力粘附性。配合環(huán)氧底漆的使用,此類多層系統(tǒng)在美國(guó)和歐洲被廣泛用于室外和埋地的管道中。
煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂
其具有抗?jié)裥院湍突瘜W(xué)性,但會(huì)隨著使用年限而不斷經(jīng)受脆化。煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂可在浸沒(méi)環(huán)境下使用,也可作為油罐襯里和工業(yè)維護(hù)性涂層。玻璃纖維增強(qiáng)的煤焦油環(huán)氧樹(shù)脂可在高溫環(huán)境下工作。
熔融結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂
其被廣泛用于埋地和浸沒(méi)的工作環(huán)境中,如今時(shí)??捎萌廴诮Y(jié)合尼龍來(lái)代替。熔融結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂可在中度溫度環(huán)境下工作。
濕固化型聚氨酯
適合在潮濕環(huán)境中使用,可與不同顏料配方一同進(jìn)行定制,滿足不同工作環(huán)境的要求(如在埋地、浸沒(méi)、充滿化學(xué)物和氣體的環(huán)境)。
涂層選擇的一般建議
關(guān)于對(duì)酸、堿或鹽具有耐性的涂層,可選擇聚氨酯、煤焦環(huán)氧漆和氯化橡膠涂層。
關(guān)于對(duì)溶劑具有耐性的涂層,可選擇無(wú)機(jī)富鋅涂層、聚氨酯或氯化橡膠涂層。
關(guān)于在氧化環(huán)境中使用的涂層,可選擇乙烯基和聚氨酯,或無(wú)機(jī)富鋅涂層。
一般來(lái)說(shuō),在高溫環(huán)境下工作的金屬應(yīng)避免對(duì)其使用聚合物涂層。
涂層失效的原因
除了涂裝方式不正確,其它會(huì)導(dǎo)致涂層失效的因素包括:
表面處理不當(dāng)
底漆粘附性差
面漆涂層選擇不當(dāng)
基材表面清理或處理不當(dāng)
底漆缺乏良好的粘附性,或與面漆不兼容
表面處理的步驟包括清洗除去油和污垢,并通過(guò)粗化進(jìn)行機(jī)械結(jié)合。最佳的做法是對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂處理。其他處理方法包括進(jìn)行酸洗或化學(xué)處理,以及火焰清潔和刮擦處理。
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