大型鋼結(jié)構(gòu)是大量基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。橋梁、電站、輸油輸水管道、油氣儲(chǔ)罐、大型生產(chǎn)裝置、船舶、海工結(jié)構(gòu)、塔架及許多大型建筑物均大量采用鋼結(jié)構(gòu)。雖然所用的碳鋼與一些低合金鋼具有很好的力學(xué)性能與合理的價(jià)格,但它們存在著嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕問題。由于具有用量大、壽命要求長(zhǎng)的特點(diǎn),所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各種腐蝕控制方法中,主要選用不同表面處理與施加防腐涂層的方法來對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。到目前為止,應(yīng)該說大多情況下防護(hù)效果還遠(yuǎn)不理想,主要是存在由于化學(xué)與力學(xué)失效引起的覆蓋層壽命問題。因此開發(fā)高性能、長(zhǎng)壽命、并在新形勢(shì)下滿足環(huán)保要求的表面改性a技術(shù)與防腐產(chǎn)品,是一項(xiàng)重要的任務(wù)。而解決這樣的問題,離不開高技術(shù)與新思路和采用。
目前,納米技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)重防腐產(chǎn)品中的應(yīng)用還處于起步階段。國(guó)內(nèi)外均少見型產(chǎn)品應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。但普遍認(rèn)為,納米技術(shù)的采用無疑將會(huì)給該領(lǐng)域帶來世大的收獲。原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)榉雷o(hù)所涉及的表面材料與自防護(hù)腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)主要由其微觀結(jié)構(gòu)所決定,這里涉及界面問題,電化學(xué)歷程的改變,傳輸行為、表層材料強(qiáng)度與塑性的變化等。例如,某些各類的納米粒子引入有機(jī)涂層可以增加其抗老化性,無機(jī)涂層的塑性可由于其結(jié)構(gòu)的納米化而改善。
由于腐蝕體系的復(fù)雜多樣化,導(dǎo)致腐蝕控制手段的多樣化。在工業(yè)中使用多的防腐技術(shù)大致可分為如下幾點(diǎn):
(1)合理選材:根據(jù)介質(zhì)與使用條件,選擇合適的材料;
(2)陰極保護(hù):利用電化原理,對(duì)構(gòu)件進(jìn)行外加陰極極化以減緩腐蝕;
(3)陽(yáng)極保護(hù):對(duì)可鈍化體系采用外加陽(yáng)極電流使構(gòu)件表面致鈍以減緩腐蝕;
(4)介質(zhì)處理:去除促進(jìn)腐蝕的有害成分,調(diào)節(jié)PH值等;
(5)添加緩蝕劑:向介質(zhì)中添加少量減緩腐蝕的物質(zhì);
(6)金屬表面覆蓋層:噴、襯、滲、鍍、涂上一層耐蝕性金屬或非金屬(有機(jī)或無機(jī))物質(zhì)以及將金屬進(jìn)行磷化、氧化處理,以降低構(gòu)件腐蝕速度;
(7)防腐設(shè)計(jì)與改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程。
防腐蝕原理:
腐蝕電池體系正在作用時(shí),接入另一電極絲,該電極的電位較負(fù),這個(gè)時(shí)候原腐蝕電池就與這個(gè)電極就組成了一個(gè)新的宏觀電。從電化學(xué)原理來說,負(fù)的電極就是這個(gè)新電池的陽(yáng)極,所謂的陰極便是原腐蝕電池。從電解質(zhì)向被保護(hù)體從陽(yáng)極體提供一個(gè)陰極電流,這時(shí)被保護(hù)體就會(huì)進(jìn)行陰極保護(hù),就會(huì)完成陰極保護(hù)。伴隨著陽(yáng)極材料不斷消耗不斷流出電流,這樣就有了犧牲陽(yáng)極。