论金属表面防腐蚀处理技术

论金属表面防腐蚀处理技术

摘要:金属表面防腐蚀几乎是涉及到国民经济的各个部门、各个领域,因此,随着经济的不断发展,越来越多的生产设备的运行超出了自身的设计能力。如金属构件在大气中生锈,舰船遭受海水和微生物的腐蚀等都因在高温、高压下进行,而使表面腐蚀更加严重。近几年来,化工领域工程建设的竞争日益激烈,一些中标公司对表面处理技术、防腐剂及在线腐蚀监控系统的重视程度不够,使每年工程设备因遭受腐蚀而带来严重的经济损失。文章将具体分析一下金属表面防腐蚀的处理技术的种类及具体的应用。

关键词:金属表面防腐蚀处理技术涂层

1 引言

过去我国常用的金属防腐蚀处理方法为磷化处理,由于磷酸膜较多,油漆与金属结合的较为牢固,渗透性好,因此,金属的磷化处理能够大大的提高其耐腐蚀性。但是,在金属的磷化过程中产生含磷和铬的废液,造成了严重的环境污染问题。改变传统的技术,研究开发新的金属表面防腐蚀处理技术已迫在眉睫。

2 防腐前对金属的处理

(1)金属防腐涂装表面处理。

通常金属的表面会附有尘埃、氧化皮、污染物及旧漆膜等,氧化皮是在钢铁高温锻压成型时所产生的一层致密的氧化层,比较常见,但也容易被忽视。氧化皮比钢铁要脆弱,能加速金属的腐蚀,如果不清楚这些物质而直接来涂装,必将影响到整个涂层的防腐能力。

(2)金属防腐表面清理的等级。

现代工业的迅速发展,使一批新兴的工业领域里出现了一些现代化的工程建设,这对于腐蚀材料来说,在环境的承载力及使用寿命上提出了更高的要求和挑战。

金属防腐表面清理等级也叫清洁度,国际通用的标准分为四个等级:Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3,Sa1级是四种清洁度中最低的一级,采用简单的打磨方法,对涂层进行一些简单的处理。Sa1级的处理标准是:工作表面不应有可见油污、锈斑和残留油漆等物质。

Sa2级是采用喷砂清理方法,对于涂层的保护要比手工刷涂清理提高很多。技术标准为:工作表面不应有油腻、氧化皮、腐蚀物和外来物质(包括轻微阴影、轻微脱色及油漆疵点)等,如果工件表面留有凹痕,则轻微的锈蚀和油漆会留在凹痕的底部。

Sa2.5级是工业上普遍使用的,可以作为验收技术要求和标准的级别,也叫近白清理级。Sa2.5级的技术标准一般将疵点限定为不超过每平方米表面的5%,包括轻微暗影、轻微脱色及氧化皮疵点等。

Sa3级是工业上的最高处理级别,处理的技术标准大体上与Sa2.5级一样,但是5%的轻微暗影、轻微脱色及氧化皮疵点都不存在了。

3 金属表面防腐蚀处理技术的种类

(1)水质锌基铬盐金属防腐技术。

水质锌基铬盐金属防腐技术简称锌基铬盐技术,是一种高新的金属表面防腐处理技术。在发达国家及我国的台湾地区,锌基铬盐技术已经在很多产品的应用方面代替了电镀锌等传统的金属表面处理防腐技术,在整个加工过程中不会产生污染,具有划时代的意义。

锌基铬盐技术在进行防腐处理时,片状的锌铝粉及金属铬盐组成的银灰色防腐涂层使挥发的物质全部为汽化的水分,因此并无任何的污染。此外,锌基铬盐技术溶液由两种组分组成,一种是金属粉末、去离子水和乙二醇等,另一种主要是镍盐、铬酸化合物、PH调节剂、分散剂等,这两种组分分别被装在不同的容器中保存,混合调配为水质锌基铬盐浆液。[1]

进行金属表面的防腐蚀处理时,可将被处理物放入水质锌基铬盐浆液中浸泡,金属表面形成一层锌基铬盐浆液薄膜,再将其放进烘干箱中加热至300℃左右,最后生成不溶于水的ncr03 、mcr203作为结合剂,与金属的表面数十层锌片相互结合,形成具有一定厚度的锌基铬盐防腐涂层。同时锌基铬盐处理液中的无水铬盐使金属表面氧化形成了化学结合,这样就使锌基铬盐金属防腐处理技术的效果要明显高于其他的传统工艺办法。

(2)生物植酸盐防腐蚀处理技术。

近几年来,我国利用工程技术生产出生物植酸及其盐类开始涉足的金属表面防腐蚀处理领域,在腐蚀应用技术领域取得了较大的突破。生物植酸盐防腐蚀处理技术的应用面已经涉及到国民经济中的多个领域,包括汽车工业、家电工业、造船工业、食品工业级建筑行业等,并取得了显著的效果,扭转了金属表面处理所产生的污染问题。

生物植酸盐作为金属表面防腐蚀处理剂,是我国防腐蚀行业首次采用生物工程技术合成的绿色环保防腐蚀产品。该技术作为新兴技术,已经使我国的防腐蚀工艺赶超一些发达国家,在减少腐蚀带来的经济损失及保护环境方面起到了积极的作用。在国际竞争中,采用生物植酸及其盐类新产品,不仅提高了表面的硬度及抗腐蚀性能,还降低了产品的成本,取得经济效益。[2]

(3)选用耐腐蚀的PVC波浪板。

PVC波浪板专用于化工厂、电镀厂、电厂等易腐蚀的房屋面和墙体,这种波浪工业型板的规格为:830mm/任意长,厚度在2.0—2.4 mm之间,重量为2.5—3.0千克/平方米。这种材料具有较强的耐腐蚀特性,耐老化,使用寿命能达到25年以上,直接与表面接触也并无化学反应。大量的试验也证明,PVC波浪板

在消音、隔热方面的性能也尤为突出,使用方便快捷,系统安全可靠。

例如,三峡工程的金属结构工程量为世界之最,为了使工程的正常运行,延长金属结构的使用寿命,长江委设计院、大专院校及科研单位合作在三峡地区对金属结构的防腐蚀涂装材料在不同的环境条件下进行了耐候性、耐磨性、耐蚀性及环保性等方面的试验,通过大量的调查和研究,对三峡地区的防腐环境条件提出了不同工况金属结构防腐蚀的保护年限,确定了不同环境条件下的防腐蚀材料,PVC 波浪板被应用其中,为三峡工程金属结构防腐蚀工作提供了便利的条件,确保了三峡工程金属结构的安全运行和保护寿命,为金属结构防腐蚀水平的提高提供有利的依据。[3]此外,在三峡工程中,热喷锌、锌铝合金也有着良好的保护作用,其腐蚀速率非常低。在喷稀土铝、AcAl、ZnAl合金、Zn、Al等5种长效防护体系的热喷金属材料,明显的提高了涂层的耐腐蚀性能。

4 结语

总体上看,要充分利用好现有的防腐蚀技术和防腐蚀材料,这样不仅可以使生产过程更加安全可靠,还能有效地降低生产成本。因此,如何研究出更加经济、实用的金属表面防腐蚀处理技术将是今后的科研人员重点工作。

参考文献

[1] 张国庆,蔡克敏.《论金属的表面处理技术的现状及发展趋势》,《有色设备》2009年09月.

[2]李佳.《一种金属表面处理工艺的研究》,《佳木斯大学学报》2003年08期.