线塔钢结构的腐蚀与防腐.docx

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线塔钢结构的腐蚀与防腐

线塔钢结构的腐蚀及防腐方案

1：

钢结构在大气中的腐蚀：

当金属和周围的介质接触时，由于发生化学或电化学作用引起的破坏，是金属腐蚀的主要原因。

金属和氧气、氯气、二氧化碳、硫化氢等干燥气体或汽油、润滑油等非电解质接触发生化学作用所产生的腐蚀叫化学腐蚀（最常见的高温氧化）。

金属和液态介质如：

水溶液、潮湿气体或电解质溶液接触时发生的腐蚀叫电化学腐蚀。

线塔钢结构在大气中的腐蚀主要是电化学腐蚀过程，（铁的氧化和水的析氢，FeFe2+Fe2O3、Fe3O4，OH-+H+H2）可以看到线塔钢结构在大气中的电化学腐蚀过程需要有水和氧存在的条件下才能进行，阻止水和氧与金属的接触，腐蚀就可以避免。

防腐涂料的作用就在于隔离了金属和介质的接触。

2：

涂料的保护机理：

一般认为涂层基于三方面的作用才能达到保护的目的：

①：

屏蔽作用。

②：

缓蚀作用：

借助涂料内部的化学组分与金属反应，使金属表面形成保护膜，阻止介质渗透后所引起的腐蚀。

如磷化底漆就是使金属表面形成磷酸盐网状铬合物起到保护金属的目的。

③：

阴极保护作用：

例如：

富锌底漆，当水汽渗入漆膜后发生腐蚀的不是铁而是涂料中锌粉从而阻止铁的腐蚀。

3：

涂料的组成：

涂料的种类成千上万，但各种涂料的组成都是由以下四种成分构成：

成膜物质、颜料、溶剂、添加物，成膜物质有：

油料和树脂，油料来源于植物种子和动物的脂肪，树脂有天然的和人工合成的，现在大量应用的是人工合成的树脂，如：

醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯等。

从整体上看，成膜物质是决定漆膜性质的主要因素，但是为了提高涂料的防锈能力、降低涂料固化时的收缩力，提高涂料的粘结力、抗渗性、抗老化性还要在涂料中加入各种颜料和添加物。

防锈颜料：

红丹（氧化铅）及铅系列如：

铅粉、碳氮化铅、铅酸钙：

能和干性油生成具有良好的附着力的碱性铅皂网状物，可以阻止水分的透入，同时因一氧化铅呈碱性，可以将随水分透入的酸性物质中和。

黄丹（铬系列）：

铅铬黄、锌铬黄、铬酸钙等，在金属表面形成铬酸铁覆盖在金属表面上，使之钝化而不发生电化学腐蚀，但颜料用量须在25-50%。

磷酸盐系列：

磷酸锌、在金属表面形成钝化膜覆盖在金属表面上，而不发生电化学腐蚀

锌系列：

富锌漆。

体质颜料：

又叫填充颜料，其作用是增加漆膜厚度，加强油漆的体质（提高漆膜的物理机械性能）降低油漆的成本。

如滑石粉、钛白粉等。

鳞片系列颜料：

鳞片系列颜料虽然也是体质颜料对金属本身没有防锈作用，但是它是从涂料的整体机械性能角度考虑，提高涂料成膜后的抗渗性，涂层中的鳞片平行排列，对介质渗透构成一定屏障，介质渗透路径大大增加，延缓了涂料的失效时间。

如：

云母氧化铁，玻璃鳞片等。

根据以上的涂料组成分析，可以看到，要提高涂料的性能要从以下两个方面考虑：

①：

改善主要成膜物质的性能：

正确选择适用不同环境的树脂种类，同类树脂改善其结构形式。

如：

现在出现的互穿网络涂料和各种改性树脂。

②：

改善防锈颜料的性能，合理调配体质颜料的机构形式。

最根本目的是提高涂料的屏蔽性能。

4：

涂料的配套性：

涂料的配套正确与否，直接影响到涂层的使用寿命，如要求防护性能强的涂层，那么必须根据底材性质选择优良的防锈底漆，及与使用环境相适应的面漆，还要考虑到底漆与面漆，两者漆层之间的配套，用什么稀料来稀释调整粘度也很重要，否则由于稀料与面漆不混溶而影响到涂层的质量。

因此涂料正确的配套，是怎样合理使用涂料的重要原则之一。

涂料的配套如下：

①.涂料和被涂的底材之间的配套；

②.涂料在各涂层之间的配套（如底漆、腻子、面漆、罩清漆）；

③.涂料与施工方法之间的配套；

④.涂料与辅助材料之间的配套（指用哪些稀料、用哪些固化剂，用哪些打磨方法及所用的砂纸号数等）。

5：

合理施工

根据使用环境的情况和涂料的性能，除须选择适当的底材表面处理方法之外，还应注意涂层的层次和厚度。

往往有这样的现象：

涂料本身质量很好，由于施工中未达到规定的临界厚度，造成涂层早期破坏，这样对涂层的使用寿命就会相应地缩短。

对于保护性涂层，一般认为厚度是150-200微米，耐磨损的保护性涂层厚度是250-350微米，另外就是重防腐结构的设计：

①：

防锈性、②：

屏蔽性、③：

防腐性，三者的结合。

对表面经喷砂处理的，一般认为粗糙度不能超过涂层厚度的1/3。

施工当中底漆、磁漆及清漆的合理配套使用，并注意漆层之间的适应性，防止咬底等现象，也很重要。

只有将上面情况全面考虑之后，又采用适当的涂装方式，并按涂料所要求的条件，施工及时合理，干燥良好，涂层厚度均匀，没有空隙，涂层表面没有流挂、起泡针孔、桔皮等毛病，方可认为涂层是合理的施工应用。

关于涂层厚度的控制，大多数靠施工的经验，为了准确的控制涂层厚度，在施工中可用湿膜测厚仪，它是测定涂敷后湿膜的厚度。

另一种是干膜测厚度，它是当涂膜干燥后测其厚度的。

为了确保重要工程上的涂层质量，现在已应用漆膜探伤仪，它主要用来检查漆膜是否有小的空隙。

我们知道当漆膜干透后，漆膜厚度也达到了施工要求，不能认为就合格了，还必须再用漆膜探伤仪再检查一下漆膜的完整性，这样对于重要工程的施工才能确保质量。

6：

油漆成膜后病态及处理方法

6.1各种涂料在施工前后发生的病态

（1）析出

①涂料是由于高分子的树脂溶在有机溶剂中制成的，溶剂的溶解力大，这种高分子的胶体溶液愈稳定，否则稳定性小，将会产生析出的倾向。

若是色漆析出的胶状物会与颜料结合成硬块，就清漆来说往往先发现浑浊，最后胶状物析出。

不论如何搅拌，都无法把它调匀，恢复常态，而发现粗粒；

②硝基漆中的硝化纤维素在溶剂中有一定的稀释率，超过限度即析出，但可以加入一些强溶剂使之再溶化；

③在水乳化漆中加入水量也要有一定的限度，加入量超过了，就破坏了乳化系统，一旦发生就不易补救。

为了补救一般发现少量粗粒和硬块时，可以采用过滤办法处理，但必须检验漆膜物理机械性能，是否通过技术指标。

为了防止使用有机溶剂不当影响树脂析出，应当注意使用的油漆型号一定要用相应的稀释剂对应。

（2）起粒

①使用的颜料铁蓝、炭黑，由于研磨不好，或颜料本身的不稳定，发生起粒（或反粗），在短油、中油度醇酸树脂漆和氨基醇酸烘漆中常发现；

②由于展色剂的酸价太低，对颜料表面润湿性差，往往也引起反粗；

③施工过程中风砂尘积聚引起反粗，因此加强工作场地空气过滤等措施，压缩空气应当有油水分离与过滤装置；

④在储存过程中油漆结皮，但破碎后混入漆中，使用前未过滤，因此涂刷成膜后有颗粒，影响美观和保护性能。

⑤把性质不同的油漆混合搀对，有的当时即发现粗粒，有的在涂刷成膜后发现粗粒。

属于颜料反粗，一般在施工单位不宜做补救处理，往往用过滤处理也不易解决，但由于结皮影响则可以过滤处理。

不同性质油漆不应搀对混合。

（3）流堕、流注

①在垂直面上涂刷施工成膜太厚，造成流堕，施工时刷子蘸漆不宜过多，喷涂时喷枪咀子孔径不宜太大；

②施工物件温度略高，漆的本身流动性大溶剂挥发较慢，造成漆膜施工过程中流堕，因此施工物件和环境温度以10-30℃较为适宜。

油漆所用溶剂挥发速度应适中，不应太慢或太快；

③施工时加入挥发较慢的稀释剂引起流堕，应根据施工要求选择适当的稀释剂；

④油漆施工时稀释剂加入量过大，造成漆的施工粘度太低，引起流堕；

⑤施工构件几何形状复杂，不易控制喷涂成膜的厚度均一性，造成弊病，若采用刷涂施工，较容易避免；

⑥涂料中有多量的重质颜料，如红丹粉、重晶石粉，而且研磨分散度不够，涂刷时造成流注。

（4）发粘

①在氧化型底漆、腻子或头道漆没有干透之前又重涂，造成层间隔离，空气干燥和溶剂挥发被封闭，因此形成漆膜发粘，对于氧化型涂层一定要头层彻底干燥后再涂第二漆；

在挥发性涂料干燥过程中也有发粘现象，这多由于物件表面有油污造成，因此应当在涂漆前彻底除油；

②施工漆膜太厚，尤其是氧化型涂料漆膜太厚引起发粘，可以将漆膜涂的薄一些，或有条件者采用烧烤干燥；

③有机溶剂中有多量的不挥发物质带入油漆中在成膜后引起发粘，这类溶剂应当重新蒸馏以后再使用。

使用时亦可以先做挥发性试验，检验是否有挥发残留物质；

④有关配方中催干剂用量不足固然干性不好，但超量时也会阻滞干性，目前最好的催干剂是钴、铅的混合液，适当的调剂使用可以得到干性很好的漆膜；

⑤颜料对氧化型油漆的干性也有较明显的影响，有人研究不同颜料和亚麻油制成油漆粘度相同，漆膜厚度一致但得到干燥时间不同；

⑥有些物质会透过湿漆膜影响干性或发粘，这些物质主要包括：

润滑油、切削油、石蜡、油脂，残留洗涤剂，新水泥面（强碱性）会发生弊病，遇到这种情况应当彻底进行表面处理；

⑦新木面上有木节往往有松脂，影响涂膜发粘；

⑧施工时注意严寒、冰冻、雨霜、潮湿及烈日暴晒，都会造成干性不正常。

（5）起霜或起雾

①永久性起霜在潮湿情况下发生的，清漆涂膜上全部或部分渗出一些蓝白色且失光；

②脂肪胺固化环氧树脂漆由于硬化剂（多乙烯多胺类）加量过多引起起霜，尤其是环氧沥青漆更为敏感。

因此应该准确加入硬化剂，并应当有足够的熟化时间；

（6）针孔

漆膜上出现圆形小圈中心有孔深入底层，往往由于溶剂挥发到初期结膜时出现。

溶剂的急剧挥发（特别受高温时），漆膜本身来不及补足空档而形成一系列小穴。

①由于选用溶剂不适当造成针孔，过量使用低沸点溶剂，漆膜在流平过程中缺乏再度流平性；

②由于某些颜料、炭黑、铁蓝和某些树脂对颜料的润湿性不好，引起针孔；

③施工方法不当，造成局部漆膜过厚，表面初期结膜时出现针孔。

（7）渗透

面漆把底漆溶解，而造成底漆的颜色渗透到面漆中来，一般底漆颜色深，或底漆中使用了某些有机颜料，再在此底漆上涂浅色面漆引起渗透。

主要在施工时应选择较好的底漆和面漆，进行配套。

（8）发白

造成这种现象的原因主要是大气中水份多，超过溶剂被水稀释的比率，或者在干燥过程中由于溶剂挥发漆膜表面处把大气温度降低到“露点”，水份进入漆层产生乳化，表面变成半透明白色膜层，待水份最后蒸发，空隙就被空气取代成为一层有孔无光的膜层，因此降低了漆膜的装饰性和机械性能。

①空气中相对湿度超过80%，由于涂装后漆膜中溶剂挥发使温度降低至16.5-22℃左右，水份就开始在膜层上积聚起来，使漆膜变白，这种现象多出现在潮湿在夏天，尤其是醇溶剂和硝基漆是很敏感的。

为了防止这种病态的产生，可以加入防潮剂，使挥发速度低，也可以加入正丁醇及其它高沸点憎水溶剂；

②对虫胶漆及乙烯树脂类型涂料，若有大量低沸点溶剂不但发白，而且出现多孔状及细裂纹；

③在施工时由于压缩空气油水分离器失效，水份带入漆中形成发白；

④溶剂和稀释剂的配合比不恰当，当溶剂的挥发速度比稀释剂快时，油漆成膜干燥过程中树脂析出造成发白。

（9）起泡

①由于底漆没有完全干固，又在上面罩上面漆，再加上日光的照射，促使表面受热而起泡；

②涂在潮湿的表面上，漆膜干燥时水份被挤出表面而起泡；

③木材表面涂漆由于木材含水量高，也会引起起泡；

④过氯乙烯涂料涂在过氯乙烯腻子表面或者涂在过氯乙烯二道浆表面，也会引起起泡，但在腻子或二道浆中少量加入干性油醇酸树脂时会得到改善。

（10）刷痕

①颜料含量较高的油漆往往采用刷涂产生刷痕；

②粘度高而且溶剂挥发较快时，采用刷涂涂装，也容易产生刷痕；

③硝基漆、过氯乙烯等挥发干燥涂料，采用硬毛鬃刷刷涂造成刷痕，若采用软毛刷进行刷痕，刷痕就轻一些，若采用喷涂就完全可以避免刷痕。

（11）收缩，空隙

①被涂物表面光洁度很高时，也容易出现空隙，因此在表面处理时，常采用喷砂处理改善空膜和收缩；

②被涂物的污染和潮气，对某些涂料，例如聚氨脂漆，环氧漆等都会产生空隙，潮气汗痕对聚氨脂涂料的空隙更为敏感；

③在涂料施工中这些污染物落在漆膜上造成漆膜有收缩或空膜，因此施工环境的清洁会帮助获得完整的漆膜；

④双组份涂料在使用前进行调配，马上进行涂装也容易产生空隙。

但经过一段时间熟化（或陈化）也可以克服这种病态。

（12）皱纹

①涂膜过厚时在不正常的温度下进行干燥会造成皱皮。

在以干性油为基础的氧化型涂料中，可以多用铅及锌催干剂，少用钴和锰催干剂，而且多用锌催干剂更为有效；

②在浸渍涂装过程时常发现“厚边”和“流堕”等病态，但在烘干过程种出现皱纹。

（13）发汗

造成漆膜发汗的主要原因是，由于被涂物表面有矿物油、蜡质的污染和底漆还有没挥发的溶剂，把面漆漆膜重新溶解所致。

（14）透入

漆膜表面发汗全部或部分失去，主要原因是被涂物表面有很多的细小微孔。

例如木材、纸张、织物等涂上漆膜时，出现透入现象。

当然在一些工艺要求上希望能够有透入现象，例如飞机用的蒙布，在涂透布油时应当有一定的透入，否则漆的附着力会降低。

（15）变色

由于颜料本身耐光、耐热性不好，制得漆膜发生变色。

例如：

立德粉变暗，是由于在有水份存在时，硫化锌被还原出金属锌而变暗。

某些漆用树脂遇光后不稳定，形成显色基团而使油漆变色。

6.2油漆成膜后出现的一些病态

（1）失光

①油漆配方不合理，例如：

组成成分相混性不好，稀释剂用量太大，颜料中含水份等等都会造成失光；

②被涂装表面相当粗糙和多孔，也会造成漆膜失光；

③面漆将底漆咬起，影响面漆失光；

④某些油漆耐光性不好，不适户外使用，用于户外不久即失光。

（2）粉化

粉化是由于漆膜的胶粘剂（树脂）被破坏而引起。

某些颜料尤其是钛白颜料感光作用很强（容易吸收短波的光），使脂肪酸破坏，产生出过氧化物及钛基酸，而羟基酸易吸水而使漆膜破坏，在破坏的漆膜处造成钛白颜料。

成游离状态即粉化。

一般认为主要是由于树脂在化学上的不稳定性造成氧化，水份和紫外光波的混合作用将树脂分解破坏所致。

因此在户外使用涂料，应当选择耐候性好、不易粉化的涂料。

①粉化夏天比冬天要明显；

②漆膜太薄造成早期粉化；

③锐钛型钛白粉很容易粉化；

④沥青膜层耐候性差，一般最易粉化。

（3）裂纹

①细裂纹不见底层的细裂纹。

I.不定型式细裂；

II.平行线条细裂；

III.鸡足型细裂。

②粗裂纹可见底层的粗裂纹。

裂纹主要是由于漆膜受外力如温度变化，水份的增减，引起漆膜内的应力变化，造成漆膜开裂。

在恶劣气候条件下受光、热、潮湿的影响和污染，造成漆膜的加速开裂。

（4）脱落

随着漆膜发生开裂而失去粘附力，造成脱落现象。

由于表面太光滑，漆膜层数过多受外界机械力量造成脱落。

底漆干燥不透硬度不够涂上面漆后，面漆彻底干燥后漆膜硬度大，就容易开裂引起脱落。

（5）生霉

某些植物油改性不涂料在湿度达95%，温度在28℃，空气流通不畅、不见光的环境下很容易生霉。

微生物的活动往往使漆膜变色，金属腐蚀把硫酸盐还原成黑色硫化物，有时还可以嗅到硫化氢的气体味道。

在防止发霉的试验中，认为可以在漆中加入适量和五氯酚苯汞或有机锡等毒剂，以防止霉菌在漆膜表面的生长。

总设计构思

最根本的目的落到：

增强涂膜的屏蔽作用上。