“海到尽头天作岸,山登绝顶我为峰” ,以海为诗,多有海之宽广、波澜之意,以抒心中豪情;
古人写海多豪迈,然而大海也有其凶猛的一面,出海的渔船不仅要面对大海的咆哮,还要警惕海中生物的威胁;海边的居民要随时注意潮起潮落,以及阴暗处吞吐的信子……而现代,钢铁林立的都市,海边开采石油的平台、船舶停靠的港口都存在着严重的腐蚀问题,和内陆环境不同,普通的防腐蚀方法已经不适用与海洋环境。本文将浅析海洋环境下钢铁腐蚀的原因以及防腐方案。
海洋环境:
不同于内陆环境,钢铁等金属结构表面的钝化膜、漆膜等保护足够支撑很长时间,就像葫芦娃里的三娃一样变成了钢筋铁骨,不惧怕任何攻击。然而在海洋环境中金属结构的“钢筋铁骨”仿佛却失去了作用,就像被蛇精知道了弱点的三娃一样无计可施,海洋的特殊环境抓住了材料的弱点,从而使其失去了保护,腐蚀更加剧烈。
海洋环境下腐蚀机理:
钢铁从内到外分为几个层次:
1. 最内层的金属基材;
2. 其次是与基材接触的FeO氧化膜;
3. 然后是中间层Fe3O4氧化膜,该层较为致密,同时能拦截水和氧气的深入,具有一定的抗腐蚀能力;
4. 最外层是Fe2O3氧化膜,表面较为疏松多孔,易吸水、吸氧。
正常腐蚀在进行到第二层Fe3O4层时会变得较为缓慢,但是在海洋环境下,氯离子以其微小的粒径,具有较强的穿透力,能够穿透致密的氧化膜层,从而发生以下反应:
Fe2++2Cl-+2H2O→Fe(OH)2+2HCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
钢铁的进一步腐蚀产生的化合物体积增大,会从内部产生较大的膨胀应力,如果是混凝土中的钢结构则会连带着破坏混凝土的开裂和脱落,使得内部金属暴露在外界海洋环境下又进行了新一轮的腐蚀,加剧了腐蚀的进行。
海洋环境下腐蚀速率的影响因素:
盐度、含氧量、CO2、碳酸盐、温度、海水流速、海洋生物、光照条件。
根据有关调查材料,我国沿海主要港口的海水平均含盐量约为25000mg/L,其中SO42-平均约为2300mg/L,Mg2+平均约为1250 mg/L,Cl-平均约为15000mg/L。
平均含盐量: |
SO42- |
Mg2+ |
Cl- |
25000mg/L |
2300mg/L |
1250 mg/L |
15000mg/L |
海洋环境下的腐蚀是一种较为复杂的腐蚀环境,参杂着不同类型的腐蚀,将海洋环境分为五个大的区域:大气区、全浸区、潮差区、飞溅区、土壤区。
其中腐蚀最严重的区域是处于飞溅区的钢结构,该区域海水流速高,处于该区域的钢结构不仅仅会发生化学腐蚀、电化学腐蚀等,还会有海水的高速冲刷产生的空泡腐蚀和冲刷腐蚀等,且该区域含氧量较大,海水来回冲刷会产生氧的浓度差,因此该区域的电化学腐蚀也相对较强。
解决方案:
ZS-711无机防腐涂料采用的是无机树脂,具有抗腐蚀、抗渗透、抗紫外线老化的优点,同时涂层内含有鳞片状锌粉,可导静电,一旦由于施工或特殊部位因冲刷出现涂层缺陷时(人为或不可抗拒),即便有氯离子渗入也可平衡电场杜绝氯离子的静电腐蚀。ZS-711成膜光滑致密,不同与常规的无机富锌底漆,表面不会出现大量孔隙,也非湿固化性质,由此带来的特性ZS-711无机防腐涂料往往用作底面合一集防腐、装饰为一体的特种涂料。