输变电铁塔的腐蚀问题与防腐技术探究

2012-08-15王开虎赵计飞

科技视界 2012年26期

关键词：金属表面附着力底漆

王开虎赵计飞

（宁夏银光钢构件制造有限公司宁夏银川 750101）

输变电铁塔的腐蚀问题与防腐技术探究

王开虎赵计飞

（宁夏银光钢构件制造有限公司宁夏银川 750101）

输电杆塔的腐蚀破坏直接影响到输电系统的可靠性和用电网络的安全保障，同时也大幅度提高固体废弃物的产量。解决输电杆塔的防腐问题对抵御环境侵蚀和环境保护以及电力工业等的意义都是极为重大的意义，对钢结构腐蚀的机理及防腐技术的研究不论从深度上广度上都应不断地扩大与发展。

铁塔加工；耐久性；防腐技术；化学腐蚀；物理作用；经济性

0 引言

现场调查发现，目前，输电铁塔钢结构部分锈蚀状况主要表现为3种情况：（1）部分构件表面镀锌层完全腐蚀，基体钢材锈蚀严重；（2）大部分构件表面呈黄色锈层，粉化严重，锈蚀主要为泛锈，除去表面锈层仍有镀锌层存在；（3）小部分构件表面镀锌层完好，但粉化严重。可见，关于输电铁塔的涂漆防腐势在必行。

1 防腐蚀涂料涂层系统的组成

1）底漆

底漆是整个涂层系统中极其重要的部分，有如下特点：

（1）对底材有良好的附着力。

（2）因为金属腐蚀时在阴极呈阳性，所以底漆基料宜具碱性，如氯化橡胶和环氧树脂等。

（3）底漆的基料具有屏蔽性，阻挡水、氧、离子的透过。

（4）底漆中应含较多的颜料填料，其作用是：增加涂层表面粗糙度，因而提高与上层的层间附着力和降低底漆的收缩率，同时颜料填料粒子能减少水、氧离子的透过。

（5）一般底漆的厚度并不大，以减小收缩应力，避免降低附着力。

（6）底漆应对底材具有良好的润湿性，对于焊缝，锈痕等部位能渗入较深。常用的底漆有红丹底漆、铁红底漆、富锌底漆、带锈底漆、磷酸盐底漆等。

2）中间漆

中间漆的主要作用是：

（1）与底漆和面漆具有良好的附着性，起到承上启下的作用。

（2）在重防腐涂料中，中间漆的作用主要是增加涂层体系的厚度，以提高整个体系的屏蔽性能。

3）面漆

面漆的主要作用是：

（1）遮蔽日光紫外线对涂层的破坏。

（2）起装饰和标志作用。

2 金属腐蚀防护机理

金属腐蚀防护一般可采取以下几种方法：

1）合理选材和发展耐蚀材料（发展耐蚀合金，针对具体的腐蚀介质和工况条件选择合适的金属或非金属材料）；

2）是金属表面覆盖层保护；

3）是缓蚀剂缓蚀；

4）是电化学保护；

5）是金属表面改性。

腐蚀防护中用得最多的是对金属表面改性和覆盖层保护，合称表面保护。表面保护又可分成四种类型：

1）金属表面涂敷有机涂层；

2）金属表面镀敷耐蚀金属或合金层；

3）改变金属表面层的成分；

4）使金属表面形成化学转化膜。

其中有机涂层防护是将耐蚀有机涂料涂覆在金属表面，经固化成膜后具有屏蔽、缓蚀和电化学保护三方面的作用，因其施工方便，防腐效果好而得到广泛应用。有机涂层防护作用的好坏首先取决于有机涂料的性能。

金属腐蚀防护用的有机涂料必须具备下列基本特征：

1）耐腐蚀性能好。指固化涂层对它所接触的腐蚀介质在物理上和化学上都是稳定的，既不被腐蚀介质溶胀、溶解，也不为腐蚀介质所破坏、分解。

2）透气性和渗水性要小。有机涂层下金属的腐蚀，从本质上说是由于水和氧等穿透到涂层和金属的界面上造成的，所以必须选择透气性小的成膜物质和屏蔽作用大的填料，并使涂层达到一定的厚度，临界厚度取决于成膜树脂的性质和金属表面的处理情况。

3）要有良好的附着力和一定的机械强度。固化涂层是否能牢固地附着在金属基体上，是涂层能否发挥防护作用的关键因素之一。

除此之外，固化涂层还应具有一定的物理机械强度，以保证能承受在工作条件下的应力作用。

3 漆膜的附着机理

漆膜的附着机理大体上可分为机械附着和化学附着两种。机械附着力取决于被涂板材的性质及所形成的漆膜机械强度；化学附着力指漆膜和板材之间的分界面漆膜分子和板材分子的相互吸引力，取决于漆膜和板材之间的物理化学性质。一般认为，漆膜的附着性取决于成膜物质中聚合物的极性基团，如-CH、-COOH与被涂物表面的极性基之间的相互结合。凡是减少这种极性结合的各种因素均会导致漆膜附着力的降低，如被涂物表面有污染、有水分；涂膜本身有较大的收缩应力；聚合物在固化过程中相互交联而消耗了极性基的数量等。

提高一次成膜厚度，增强防腐能力，厚膜化是重防腐涂料的重要标志，也是重防腐涂料能否减少施工道数的关键。

4 防腐蚀涂料的技术性能指标

防腐蚀涂料的技术性能指标主要有3类：

1）液态的技术指标，也就是涂料未涂刷成膜时的指标，如固体含量、细度、粘度、遮盖力、单位面积使用量等。

2）涂膜的物理机械性能指标：涂膜的一般基本性能指标，如附着力、柔韧性、硬度、涂膜厚度、光泽、耐磨性等，还有涂膜的耐光性、耐热性以及电绝缘性等。

3）涂膜的耐腐蚀和耐介质指标：防腐蚀涂料的主要指标，评价涂料的防腐蚀性能，如耐酸碱的性能、耐水性、耐石油制品和化学品、耐湿热性、耐盐雾性能等。

上述各项技术指标从不同的方面说明了涂料产品的特性。比如固体含量、遮盖力等指标重点表明涂料的经济性；附着力、柔韧性等指标表明涂料产品的基本性能；而耐介质性能指标则说明涂料的防腐蚀性能水平。涂料产品的某些技术指标是相互一致的，比如，固体含量越高其粘度越大，涂层厚度越大其耐介质性能越好、硬度越高耐磨性越好等，而另一些则是相互矛盾的，比如柔韧性越好则其硬度可能会下降，涂层越厚其柔韧性下降等。因此，涂料的技术指标在某种程度上代表着诸多矛盾的平衡点，苛求其全面而完美是不现实的。

5 防腐蚀涂料的选择

防腐蚀是一项综合性工程，有诸多方面需要进行选择。防腐蚀涂料的选用是该项工程的第一位。就目前的技术和产品水平，还没有一种防腐蚀涂料可以解决所有的防腐蚀问题，而只能采取“对症下药”的方式进行针对性的选择。因此，搞清楚腐蚀产生的原因和明确防腐蚀要达到的目的是最为重要的。根据腐蚀介质的种类和性质以及防腐蚀的目的，结合涂料供应厂家的产品介绍，确定防腐蚀涂料的品种和施工工艺，必要时与涂料生产和技术方面的人员进行交流，以正确选择涂料品种及施工工艺。

涂料的品种众多，性能各异，工业和经济的发展对于涂料性能的要求也越来越高，防腐蚀涂料的针对性也越来越强，以往一种涂料作为“万金油”而到处使用的现象正逐渐消失。怎样在如此众多的品种之中选择合理的防腐蚀涂料，除了上述技术性原则以外，还必须考虑经济性。