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        高性能帶銹防腐涂料的制備與應(yīng)用

        2020-07-04 04:40:28胡建濤方聰李琦黃仁超屈中偉
        機(jī)電信息 2020年14期
        關(guān)鍵詞:制備

        胡建濤 方聰 李琦 黃仁超 屈中偉

        摘要:隨著現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展,金屬鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛,但是鋼結(jié)構(gòu)極易被腐蝕,常常給企業(yè)帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失,因此定期進(jìn)行防腐涂裝工作是保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)長久應(yīng)用的最簡單有效的措施。尤其是電力公司的主網(wǎng)桿塔和變電站都采用了鋼結(jié)構(gòu)和金屬基材,若不進(jìn)行防腐涂裝,由鋼結(jié)構(gòu)和金屬基材支撐的構(gòu)件難免被腐蝕,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此,制備了一種高性能帶銹防腐涂料,介紹了高性能帶銹防腐涂裝工藝的應(yīng)用注意事項(xiàng),能更好地解決鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重和人工除銹困難的問題。

        關(guān)鍵詞:高性能帶銹防腐涂料;制備;工藝應(yīng)用

        0 引言

        目前我國大部分輸電桿塔和變電站都長期暴露在惡劣的野外環(huán)境中,這些設(shè)備中的鋼結(jié)構(gòu)很容易受到各種人為因素和自然因素的影響,出現(xiàn)不同程度的銹蝕和損壞。比如,在我國南方水資源豐富的地區(qū)以及海拔較高的地區(qū),氣候比較濕潤,鋼結(jié)構(gòu)腐蝕速率較高,因此需要對這些地區(qū)的電力鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。其中最可行的處理方法就是在鋼結(jié)構(gòu)上涂裝防腐涂料,然而大部分涂料保護(hù)具有時(shí)效性,時(shí)間長后必須重新涂裝,再次涂裝時(shí)要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種復(fù)雜的清理工序,以徹底清除鋼結(jié)構(gòu)上的鐵銹,工序繁瑣,成本高。

        1 傳統(tǒng)防腐涂裝工藝存在的問題及治理措施

        傳統(tǒng)防腐涂裝工藝施工過程中,除銹對于防腐涂裝來說有著關(guān)鍵作用。如果除銹質(zhì)量不過關(guān),在涂刷防腐涂料后,鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)繼續(xù)銹蝕,反腐效果不好。由于大部分輸電桿和變電站的鋼結(jié)構(gòu)塔修建得比較高,其各個(gè)構(gòu)件排布復(fù)雜,導(dǎo)致整個(gè)除銹工藝面臨施工困難、成本高、工作量大、耗時(shí)長等問題,常常沒有辦法徹底除銹。由于該工藝實(shí)施困難,因此一般采用人工除銹方式,但人工除銹費(fèi)用非常高,幾乎占到了防腐涂裝總費(fèi)用的一半,所以有些企業(yè)為節(jié)省時(shí)間和成本,就會(huì)簡化部分除銹工藝甚至省略除銹工藝,還有一些則使用低劣材料,這些都會(huì)嚴(yán)重影響防腐效果。

        高性能帶銹防腐涂料可以有效解決除銹工藝中出現(xiàn)的問題,使用高性能帶銹防腐涂裝工藝不需要人工細(xì)致地除銹打磨,只需在涂裝前把表面松散的銹層處理掉即可,這樣可以節(jié)省一部分人工費(fèi)用。此外,使用這種工藝還能降低公司防腐成本,縮短工期,綠色環(huán)保。該涂料中的有機(jī)高分子聚合物添加劑可以使金屬基體與中間層緊密結(jié)合;然后使用成膜促進(jìn)劑和表面活性劑形成可以與后續(xù)防銹漆膜緊密結(jié)合的轉(zhuǎn)化膜。此外,為了完成銹層的整體轉(zhuǎn)換,還需使用滲透劑以確保帶銹處理液在各種環(huán)境下都能快速到達(dá)銹層深處。最后,在涂刷完帶銹處理液后,再刷上氣相納米二氧化硅改性的配套低表面處理底漆及面漆,這樣可以使整體涂層都有較高的耐腐蝕性。

        2 高性能帶銹防腐涂料的制備

        在高性能帶銹防腐涂料制備過程中,最主要的就是帶銹處理液的制備。帶銹處理液采用的是常規(guī)化學(xué)試劑配制方法,其成分包括有機(jī)高分子聚合物添加劑、成膜促進(jìn)劑、銹層轉(zhuǎn)化劑、銹層滲透劑、表面活性劑、增稠劑等,具有無毒、清潔、綠色、環(huán)保的特點(diǎn)。

        在適宜的pH環(huán)境中,帶銹處理液可以快速滲透和浸潤到變電站鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)銹蝕層中,銹層轉(zhuǎn)化劑采用單寧酸和磷酸復(fù)合體系,單寧酸與金屬表面及銹層中的Fe3+發(fā)生作用生成單寧酸鐵鈍化層(穩(wěn)定螯合物),強(qiáng)有力地附著在金屬表面,形成一種良好的不溶性致密保護(hù)膜,使金屬表面出現(xiàn)鈍化,從而抑制金屬腐蝕,改變銹層的微觀形貌,有利于漆膜涂裝。同時(shí),由疏松的銹層轉(zhuǎn)化成致密的螯合保護(hù)膜就代替了帶銹反腐工藝中需要涂刷的一道底漆,可以減少材料費(fèi)用和施工費(fèi)用,節(jié)省了成本。磷酸可提供合適的酸性環(huán)境,使固體鐵銹中的Fe3+和Fe2+游離出來,加速了單寧酸鐵絡(luò)合物的形成。此外,磷酸可直接與鐵銹反應(yīng)生成耐腐蝕的磷酸鹽及鈍化膜,它能使膜層附著牢固,具有陰極化和阻蝕鈍化的作用。

        3 高性能帶銹防腐涂裝工藝的應(yīng)用

        本文介紹的高性能帶銹防腐涂料是屬于滲透型帶銹涂料,并不適用于所有的鋼結(jié)構(gòu)。其主要適用領(lǐng)域有電力企業(yè)的銹蝕輸電桿塔、銹蝕輸變電金屬構(gòu)件、銹蝕變電站金屬構(gòu)架等以及房屋建筑外部金屬構(gòu)架、高速公路防護(hù)欄、橋梁道路建設(shè)中的金屬構(gòu)架等。高性能帶銹防腐涂料的使用注意事項(xiàng)有:

        (1)滲透型帶銹防腐涂料適用于銹蝕陳舊,但化學(xué)污染較少的鋼鐵表面,因此需要選擇一些滲透性強(qiáng)的滲透劑,如油類的衍生物、有機(jī)溶劑類、表面活性劑類等;

        (2)高性能帶銹防腐涂料難以滲透到一些銹層較厚的金屬中,難以把銹蝕全部包封起來,容易導(dǎo)致金屬內(nèi)部繼續(xù)銹蝕;

        (3)高性能帶銹防腐涂裝工藝適用于各種銹蝕材料的金屬基材,如表面殘余鍍鋅層、舊涂層的銹蝕金屬基材;

        (4)使用高性能帶銹防腐涂裝工藝前,要先去除金屬基材表面已脫落的氧化層,該工藝實(shí)施對周圍環(huán)境也有要求,最好保持空氣濕度為50%~80%,空氣溫度為5~25 ℃;

        (5)需要注意的是,該涂料的使用并不能提升基材的機(jī)械強(qiáng)度,只能提高銹蝕金屬基材的耐腐蝕能力,適當(dāng)延長金屬基材的使用壽命,因此電力公司一定要使用符合要求的金屬基材。

        4 結(jié)語

        高性能帶銹防腐涂裝工藝的優(yōu)勢在于不需要人工除銹打磨,在涂裝前只需把表面松散的銹層處理掉即可,節(jié)省了人工費(fèi)用。此外,使用這種工藝能降低防腐成本,縮短工期,在生產(chǎn)過程中也不會(huì)產(chǎn)生“工業(yè)三廢”,綠色環(huán)保。對于我國電力企業(yè)來說,采用高性能帶銹防腐涂裝工藝能明顯提高金屬基材的使用壽命,減少因傳統(tǒng)防腐施工問題而導(dǎo)致的停電次數(shù),保障工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用電的穩(wěn)定性。

        [參考文獻(xiàn)]

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        收稿日期:2020-05-06

        作者簡介:胡建濤(1973—),男,云南華坪人,助理工程師,從事輸電線路電氣研究工作。

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