船舶结构材料防腐措施及相关标准

1.铝合金的表面防护处理方法

铝合金的表面防护处理方法主要有阴极保护法、锌系磷化法、稀土元素保护法、激光熔覆法、凝胶法等。

1.1阴极保护法

阴极保护技术是一项经济效益十分显著的控制腐蚀的电化学保护技术。将被保护的金属进行阴极极化，使电位负移到金属表面阳极的平衡电位，消除其电化学不均匀性所引起的腐蚀电池，使金属免遭腐蚀。它可以成倍地延长被保护件的使用寿命，阴极保护与防护涂料联合使用时，阴极保护使涂层缺陷处和毛细孔处金属构件免遭腐蚀。根据施加阴极极化电流的方法不同，阴极保护方法可分为两大类：外加电流法和牺牲阳极法。

1.2锌系磷化法

中化化工科学技术研究总院研制出可以同时处理钢铁、铝及铝合金、锌及锌合金的磷化液WES一01。该磷化液的使用有2个突出的特点：①可用于喷淋线；

②磷化温度为低温或常温，一般30～40℃。传统的铝及铝合金的锌系磷化，由于设置出光工序，所以一般采用浸泡工艺处理，而且处理温度不能低于50℃，否则不能获得良好的磷化膜。而WES-01则突破了这一缺陷，推动了铝材锌系磷化的技术进步。在工作液的总酸度为20～25点、游离酸度为O．6—1．4点、促进剂为2～3点、温度为30～40℃、喷淋时间为60～90s的情况下，纯铝的磷化膜略暗或呈浅灰色，铝合金由于其材质不同而呈浅灰色、灰色、深灰色不等。漆膜的连续中性盐雾试验为268h，湿热试验大于50h。所处理的工件可以是薄铝板，也可以是形状复杂的铝合金件，如冰箱铝制蒸发器及电视机后壳、工具、门窗、汽车配件等。该磷化液不仅能在喷淋线上使用，而且还可以在浸泡线上使用，同样都能进行钢、铝、锌的单独处理或混装处理。值得注意的是，铝制蒸发器涂装后还需要在120℃下覆膜，再于180℃下流化，涂层也不起泡和脱落；还有一种铝件，涂装后还需要进行剪切，然后再于120℃覆膜，涂层也不起泡和脱落。这种产品对前处理和涂层的要求非常高，任何一点质量隐患都会在覆膜和流

化过程中出现问题，而且这样的产品肯定要进行覆膜和流化，客户要求不能有任何起泡现象发生，更不能出现涂层脱落。用户曾经将涂装后的产品放置1个月后再进行覆膜及流化，涂层也没有起泡和脱落现象发生。

1.3稀土元素保护法

稀土铝合金材扦是在金属铭中加入稀土元素，它能够起到净化、提高纯度、填补表层缺陷、细化晶粒、减少偏析，消除显微不均而导致的局部腐性的作用、同时也带来铝的电极电位负移，具有了栖牲阳极效应和优异的导电性能，从而大大提高了铝的耐蚀性能。

这种材抖配之首创的热浸披、热喷极工艺。可以使防腐工程达到百年超长使用寿命。稀土带来的这些优异的性能改善使稀土铝合金能够在石油、化工、建筑、市政、交通、电力、冶金、船铂、军工、航空航天、水电热电、热工、天然气钢瓶、机械轻工系统中广泛使用稀土铝合金干离子TC产品是对稀土铝合金敏层进行徽弧子离子式化来实现铰层表面稀土铝的陶瓷化。它不但能够耐数千度高温，在航空、航天、宇宙飞船等领城使用，而且彻底解决了绝大多数(少数未及试脸)任意浓度的强酸、强碱、强乳化剂、井下条件等极为苛刻的腐蚀环境下的防腐问题。

1.4激光熔覆法

激光熔覆法是在高能光束的作用下，将一种或多种合金元素和基体表面快速加热熔化，光束移开后自然冷却的一种表面强化方法。通过该方法可以在铝合金表面熔覆铜基、镍基复合材料以及陶瓷粉末，提高铝合金表面的耐腐蚀性。但是该方法的不足之处是界面上易形成脆性相和裂纹，实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题较难解决。

1.5凝胶法

用过渡金属醇盐作为合成氧化物的前驱体，采用一凝胶工艺可以在铝合金表面形成一层氧化物保溶胶一以对铝合金起到防腐蚀的作用。

腐蚀相关标准：

ASTM G66-99

GBT22639铝合金加工产品剥落腐蚀试验方法

GBT7998铝合金晶间腐蚀测定方法

GBT22640

GBT26491

GBT19746金属和合金腐蚀盐溶液周浸试验

GBT26323色漆和清漆铝及铝合金表面涂膜的耐丝状腐蚀试验

GBT19822铝及铝合金硬质阳极氧化膜规范

GB8013-87铝及铝合金阳极氧化

GBT12967.1铝及铝合金阳极氧化膜检测方法

GBT8753.4铝及铝合金阳极氧化

GBT8013-2***铝及铝合金阳极氧化膜的总规范

GBT16545金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除

GBT18590金属和合金的腐蚀点蚀评定方法

GBT21621危险品金属腐蚀性实验方法

2钢结构的防腐蚀措施

2.1耐候钢

耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》（GB4172-84）。

2.2热浸锌

热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。

从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者，应该避免设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂，从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅，易在管内积存。

2.3热喷铝（锌）复合涂层

这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层（厚度约80μm~100μm）。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法的工业化程度较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，质量也易受操作者的情绪变化影响。

2.4涂层法

涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法（但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年）。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低，但用于户外时维护成本较高。涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈，露出金属的光泽，除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆