張慶龍

【摘 要】我國(guó)鋼材運(yùn)用廣泛，分布在機(jī)械、建筑、汽車等行業(yè)。同時(shí)鋼鐵的腐化現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重，每年全球由于鋼鐵腐化造成20%～30%的金屬損失，可見，鋼結(jié)構(gòu)腐化問題必須嚴(yán)肅對(duì)待。因此我們必須清楚鋼結(jié)構(gòu)腐化的成因原理以及類型，在現(xiàn)有的防腐蝕措施的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)有效的方法加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施的項(xiàng)目研究。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu) 防腐 措施

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕是自然的，普遍存在的現(xiàn)象。鋼結(jié)構(gòu)還沒被腐蝕前，具有許多優(yōu)良的性能，如：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、高強(qiáng)度性等，這些都能很好的被人們應(yīng)用在生產(chǎn)生活中。但是鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕后，無論在顏色、形狀，還是在其他良好的機(jī)械性能方面都將發(fā)生改變。這些變化造成的結(jié)果是鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)制品的破壞，包括儀器設(shè)備破壞、管道破損泄露、產(chǎn)品受到污染，釀成爆炸，甚至大范圍火災(zāi)等具有嚴(yán)重破壞性事故的發(fā)生，從而造成自然資源的嚴(yán)重浪費(fèi)、自然環(huán)境的污染以及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，深入研究鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕原理，找到科學(xué)的防護(hù)措施，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)不被腐蝕，是一項(xiàng)具有十分重大意義且迫在眉睫的研究項(xiàng)目。

1 鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型

1.1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕屬于鋼結(jié)構(gòu)的一種腐蝕。它發(fā)生的原因是鋼及其周圍在特定的情況下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，最后致使它發(fā)生了腐蝕。隨著溫度和時(shí)間的推移，由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)腐化現(xiàn)象的程度就會(huì)變得更加嚴(yán)重。

1.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要類型之一。當(dāng)鋼材暴露于空氣中時(shí)，由于空氣中含有水汽，鋼材中主要成分鐵就和水汽中的氧元素發(fā)生一系列復(fù)雜的反應(yīng)而在表面生成一種三氧化二鐵，其中還有灰塵中的雜質(zhì)混合在一起，被叫做鐵銹的物質(zhì)，其實(shí)就是一種電化學(xué)腐蝕腐蝕。由于鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)內(nèi)含成分的不同、表面污染物的不同，鋼結(jié)構(gòu)在環(huán)境中不可避免地和大氣接觸，而且鋼材料表面也必然吸附一層水膜，水膜中含有氧和其它物質(zhì)，包括二氧化碳等，這樣鋼材料就處于復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)條件之下，附著于金屬表面的灰塵或其它什么物質(zhì)，及金屬表面結(jié)構(gòu)的碳等雜質(zhì)，構(gòu)成了電化學(xué)中的正極，金屬本身將構(gòu)成了電池的負(fù)極，然后發(fā)生反應(yīng)：

陽極Fe→Fe2++2e

陰極2H++2e→H2↑（酸性溶液的析氫反應(yīng)）

O2+4H++4e→2H2O（酸性溶液的還原反應(yīng)）

O2+2H2O+4e→4OH-（中性或酸性介質(zhì)中的還原反應(yīng)）

2 腐蝕的危害

很多機(jī)械用品和工業(yè)用品以及生活用品都有鋼結(jié)構(gòu)的組成，由鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕造成的事故和障礙屢見不鮮，可想而知，鋼結(jié)構(gòu)腐化的問題需要進(jìn)一步處理。在生活中很多的鋼結(jié)構(gòu)焊接項(xiàng)目，處在復(fù)雜的環(huán)境中，受到應(yīng)力作用，很大程度上加快了鋼結(jié)構(gòu)的腐化。比如：很多橋梁或者鋼材大型建筑因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)腐化，已經(jīng)威脅到人們的安全，因此必須在問題出現(xiàn)之前重新整修，否則后果不可估量。上個(gè)世紀(jì)七十年代日本大阪地鐵因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)被腐蝕導(dǎo)致管道布置網(wǎng)線折斷，造成了瓦斯爆炸，剝奪七十五條生命。全國(guó)由鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕導(dǎo)致的意外事故越來越多，引起的工程停工和工業(yè)停產(chǎn)導(dǎo)致的間接損失超過直接損失若干倍。根據(jù)調(diào)查，我們國(guó)家因鋼材受到腐蝕形成的 虧損是GNP的2-4%，全球因鋼材腐蝕形成的虧損在幾千億美元以上，由這個(gè)數(shù)字可以看出，因鋼材腐蝕給全球所有國(guó)家都造成了很大的損失。因此鋼結(jié)構(gòu)腐化的全面防護(hù)措施是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的過程。

3 措施

3.1 涂層法

鋼材的防腐辦法有噴涂法、鍍層法、涂膜等。而經(jīng)常使用的辦法是噴涂法。它就是在鋼材的表面上噴上一層防止鋼材生銹的涂料涂，形成一層保護(hù)層，這種方法的目的是把鋼基體與容易腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)溶液和空氣進(jìn)行隔絕，隔絕會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的外在條件。涂層法工作首先要做的是除銹，要求用高效率的噴砂噴丸除銹。除銹要除到露出鋼材的原始色澤，從而消除鋼材上所有的銹跡。要涂4次到5次，并且要把周圍的環(huán)境因素考慮周到。另外不同的涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性，溫度和濕度是涂層過程中必須要考慮的兩大外在因素。涂層在粉塵多、構(gòu)件表面結(jié)露的情況下不能進(jìn)行。并且要格外注意涂層后4小時(shí)內(nèi)不能淋雨。涂層法便捷，選擇范圍廣，易操作，維護(hù)簡(jiǎn)單，順應(yīng)性強(qiáng)等。涂層法的適用性廣，在于涂料在鋼材的各種復(fù)雜外表下都能涂刷，除鋼材以外的其他材質(zhì)結(jié)構(gòu)外表也行。但是在涂層的時(shí)候要和精湛的施工工藝相配合，才能取得良好的保護(hù)效果。

3.2 金屬鍍層

在很多的建材結(jié)構(gòu)中，雖然有色金屬比鋼材要耐腐蝕，但是在利用范圍上不如鋼材廣泛，其價(jià)格也不菲。因此，在鋼的表面鍍金屬層，既可以加強(qiáng)防腐蝕功能又可以節(jié)約成本，二者兼得。鋅鍍層、錫鍍層和鋁鍍層都是很廣泛很常見的金屬鍍層方式。鋁和鋅鍍層是鋼建材用來防腐蝕的最佳選擇。在對(duì)鋼建材鍍金屬防腐層的時(shí)候的方法有噴鍍法、熱浸鍍法等。隨著科學(xué)的發(fā)展還有很多的金屬鍍層方法用在鋼結(jié)構(gòu)的重疊地方或是包裹地方等特殊部位的防腐蝕。

3.3 超疏水表面涂膜

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的最根本外在條件是水和氧?，F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)隔絕水的可用超疏水表面涂膜，隔絕鋼結(jié)構(gòu)與水接觸。固體表面的潤(rùn)濕性是固體表面的一個(gè)重要的特征指標(biāo)之一，人們常常把水的接觸角大于90?的固體材料表面稱為疏水性表面，而小于60?的固體材料表面稱之為親水表面，將水接觸角接近于、大于150?的表面稱之為超疏水表面。對(duì)于現(xiàn)代人們所著重強(qiáng)調(diào)的關(guān)于對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行整治管理以及提前預(yù)防鋼材結(jié)構(gòu)物質(zhì)發(fā)生腐蝕變化等這類型的問題，其實(shí)在生活中所使用到的原料表層的潤(rùn)濕性質(zhì)對(duì)于此類問題起著極為關(guān)鍵的指示和引導(dǎo)作用。經(jīng)由材料表層肉眼觀察不到的微型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造變化，來制造形成如同仿造新鮮的荷葉不會(huì)被水浸透的離水表面薄膜，這一先進(jìn)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外功能型使用材料進(jìn)行鉆研探究的熱門方向。例如，可用于室內(nèi)裝修，防止木制家具受潮，延長(zhǎng)家具壽命；用于建筑物外墻，可以防止酸雨腐蝕，保證建筑物使用年限；用于管道，可防止液體對(duì)管壁的粘附，達(dá)到降低傳送阻力，加快傳送速度，降低能耗的目的；用于汽車，電子產(chǎn)品等表面的罩光，可防止灰塵的粘附等。

4 結(jié)語

鋼鐵作為21世紀(jì)最重要的結(jié)構(gòu)材料，憑借其優(yōu)異的性能，應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域.但由于鋼結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象普遍存在，從而所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，做好鋼材料腐蝕相關(guān)的研究，對(duì)我們探索相關(guān)解決辦法有著非常重要的意義，對(duì)推動(dòng)這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著不可估量的作用。

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