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熱噴涂鋁涂層在鋼鐵件上防腐與應用

一、概述

由于鋼鐵件長期處在各種氣氛、不同水質(zhì)的浸漬和不同介質(zhì)的侵蝕的環(huán)境中，受到不同程度的腐蝕。全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵，約有十分之一變?yōu)殍F銹，大約30％的鋼鐵設備因腐蝕而損壞。在工業(yè)發(fā)達的******，每年因金屬腐蝕而造成的損失占國民生產(chǎn)總值的1～4％。我國煤炭系統(tǒng)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達8億元。采用油漆防護，防護期一般二、三年，短的只有一年。頻繁的維修，造成大量人力、物力和財力的消耗。在鋼鐵表面噴鋁，外加封孔處理，就可以制備出長效防腐蝕復合涂層。有效防護期一般可達20～30年，長有效期國外已有60年之久的記錄。因此，大力宣傳和推廣熱噴鋁技術在鋼鐵件防腐方面的應用，是我們義不容辭的迫切任務。

二、性能

鋁涂層的特性：金屬鋁表面致密的氧化膜使其具有很好的耐腐蝕性能、性能，所以鋁能耐化學介質(zhì)的腐蝕特別是二氧化硫（SO2）氣氛和對具有氧化性的酸都有一定防護作用，鋁的標準電極電位為-1.66伏，遠低于鐵的標準電極電位（-0.05伏）故噴涂到鋼鐵零件上，在有電解質(zhì)存在時，涂層為陽極防護層，保護基體不被腐蝕。表1是鋁的物理性能，表2是鋁噴涂層在各種不同環(huán)境下的使用年限，表中數(shù)據(jù)是指噴涂未進行其他保護處理時的情況，如經(jīng)保護處理使用壽命可延長40～60年。表3是鋁在各種不同介質(zhì)和環(huán)境中的耐蝕性能。

三、應用

由于熱噴涂鋁有其特殊的優(yōu)點和經(jīng)濟效益，近年來，世界各國，特別是工業(yè)發(fā)達的******多用于鐵路、公路、城市立交橋的鋼鐵構(gòu)件、高壓輸電鐵塔、石油開采井架、電視轉(zhuǎn)播塔、大型運輸皮帶架、各種大型容器、化工反應塔、船舶艦艇、板材類鋼鐵構(gòu)件、許多暴露于大氣中、高溫下，工業(yè)氣氛，化學氣氛和浸漬于各種溶液條件下的鋼鐵構(gòu)件、各種大型管道工程用的管材類鋼鐵構(gòu)件、棒料類鋼件等。

下面以國外熱噴涂金屬鋁的成功實例進行說明：

1、美國焊接學會的熱噴涂委員會在1950年7月著手19年研究，暴露的露天鐵攔柵是采用氧乙炔噴涂鋁的工藝。這些攔柵建造于1953年1月，預期使用12年，但是12年結(jié)束時，通過現(xiàn)場觀察指出，仍然適宜繼續(xù)試驗。1972年委員會再一次現(xiàn)場觀察檢查，斷定在后報告完成以前如果再用一個20年才可能完全損壞。19年后報告可以向美國焊接學會購買C2.14－74小冊子得到。

2、堪薩斯城百老匯－烏德維鄒旱橋在1951年噴涂0.15毫米厚的鋁涂層，然后用封孔劑封孔處理。以前垂直安裝和鉚接部位在現(xiàn)場噴涂的結(jié)構(gòu)部件還是保持原來的涂層，1971年發(fā)現(xiàn)熱噴涂的面積99％還是保持原封不動。由于接縫處在現(xiàn)場噴涂特意在鉚接頭的周圍做了遮蔽罩，因此遮蔽部份沒有涂層，在這些部位的小面積要求進行修整。經(jīng)過21年以后的1971年決定進行必要的修整。20年來這座橋梁經(jīng)受國冰凍溫度和用鹽破冰的考驗，以及也承受住了從橋底通過的柴油機放出含硫氣的熏染。

3、KAV河大橋是從堪薩斯州的米沙里通到堪薩斯州的堪薩斯，，座落于畜牧場的入口處。在這座橋的路面下面平直的表面上于1936年由W.B.墨依爾噴涂了0.25毫米厚的鋁涂層。這座橋僅是部份被保護，就是為了考慮這部份的保護承受住了冰凍和由于牧畜車長時間的站在大橋上牛撒尿的腐蝕。

4、英國德文郡普利茅斯的塔馬大橋：該橋2000英尺長，梁式結(jié)構(gòu)，處于海洋和工業(yè)條件，建于1961年，在構(gòu)件上噴涂至少0.75毫米厚的鋁，并涂刷封孔劑。每9年維修一次，涂刷兩層環(huán)氧樹脂，和兩層云母氧化鐵。1986年檢查時發(fā)現(xiàn)，保護層完好，只是在一些螺柱頭上有點腐蝕。這些螺柱先前未噴鋁，因而甚至在頭9年的維修時，需要噴砂清理。

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