浅谈灯浮标钢材表面的防腐保护

2016-12-02钟辉牛瑞娟南海航海保障中心海口航标处

珠江水运 2016年16期

关键词：底漆原电池浮标

◎ 钟辉　牛瑞娟　南海航海保障中心海口航标处

浅谈灯浮标钢材表面的防腐保护

◎ 钟辉牛瑞娟南海航海保障中心海口航标处

本文分析了灯浮标钢材表面的腐蚀因素，探讨灯浮标防腐的保护措施，提高灯浮标的维护效果和助航效能。

灯浮标防腐

1.引言

灯浮标是海上重要的助航标志，一般分布于外海用以标示航道、礁石和作业区等，处于容易遭受海水和海洋大气腐蚀的海洋腐蚀环境，钢材表面极易遭受腐蚀，不仅影响了灯浮标海上显形效果，也降低了助航效能，增加了灯浮标的维护成本。如何应对海洋环境腐蚀，提高灯浮标防腐效果，是保障灯浮标助航效能、提升灯浮标维护管理水平的重要手段。

2.灯浮标钢材表面的腐蚀

2.1主要腐蚀类型

在复杂的海洋环境中，灯浮标钢材表面受海水和海洋大气的双重作用，灯浮标钢材表面发生了常见的钢材腐蚀类型，如微电池腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等。按腐蚀原理，灯浮标钢材表面腐蚀分为化学和电化学两种类型腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。

电化学腐蚀是指灯浮标钢材表面浸入海水中或处在潮湿空气中附有水膜时，局部表面由于成分不同产生了电极电位，形成了许多微电池，处于微电池阳极区的铁原子失去电子变成铁离子进入海水中或者水膜中被氧化。

化学腐蚀是指灯浮标钢材表面被氧气、二氧化硫等氧化气体氧化生成疏松氧化物，其腐蚀速受环境温度、湿度影响，温度、湿度越高腐蚀速度就越快。

2.2主要腐蚀分区

根据海洋环境腐蚀速度，海洋环境可分为海洋大气区、干湿交替区和水下区。灯浮标灯架部分浮出在水面，处于海洋大气区；浮筒中间部分由于浮标的上下浮动，时而露出水面，时而没入海中，处于干湿交替区；浮筒底部置于水面下，处于水下区。

水下区以电化学腐蚀为主，海水电导率较大，加快了电化学腐蚀的速度。灯浮标置于海水中，钢材表面含有不同成分产生许多微电池造成微电池腐蚀；如果标体含有多种钢材，不同钢材由于活性不同，在海水中形成了原电池，造成强烈的电偶腐蚀。此外，海水中大量的氯离子也会使钢材表面钝化膜被严重破坏，致使钢材表面发生空隙和缝隙腐蚀等局部腐蚀。

海上灯浮标

灯浮标表面电化学腐蚀原理

灯浮标腐蚀分区

灯浮标钢材表面电化学保护原理图

灯浮标钢材表面安装电化学保护锌块

海洋大气区也是以电化学腐蚀为主。含有大量盐分的海洋大气，对钢材具有很强的腐蚀作用。潮湿的海洋大气在钢材表面产生了水膜，使含有不同成分的钢材表面产生了许多微电池造成微电池腐蚀，海洋大气中大量的海盐粒子杂质溶于钢材表面的水膜中，使水膜变为腐蚀性很强的电解质，加速了电化学腐蚀的速度。灯浮标钢材表面在海洋大气中比大陆大气中的腐蚀速度高4～5倍。

干湿交替区是最严重的腐蚀区域，面临最严峻的海洋腐蚀环境。该区域海水飞溅、干湿交替、氧气充分，光照和浪花持续冲击破坏钢材保护膜，大大加快了化学腐蚀和电化学腐蚀的速度，造成强烈腐蚀，腐蚀速度可达水下区的5～10倍。

3.灯浮标钢材表面的主要防腐保护

灯浮标钢材表面主要有化学和电化学腐蚀两种类型，且主要以电化学腐蚀为主。因此，灯浮标钢材表面防腐保护主要是消除引起电化学腐蚀的原电池，或利用原电池原理对钢材进行保护，灯浮标钢材表面防腐保护主要有以下几种。

3.1电化学保护

利用原电池原理对灯浮标钢材表面进行保护。应用最多的是牺牲阳极的阴极保护法，将被保护的灯浮标钢材表面作为腐蚀电池的阴极从而受到保护。该方法是将活泼金属安装在灯浮标水下区的钢材表面上，两种材质由于活性不同，在海水中形成了原电池，发生电化学腐蚀时，活泼金属作为阳极发生氧化反应，灯浮标钢材表面作为阴极受到保护。

3.2金属镀层保护

利用热镀、电镀等技术，在灯浮标钢材表面镀上腐蚀活性高或耐蚀性高的金属保护层，把灯浮标钢材表面和海洋腐蚀环境隔离，保护钢材。如常用的热镀锌保护，把钢材侵渍到熔融的锌液中获得金属覆盖层，金属覆盖层最里层为锌铁合金，最外层为纯锌，可明显提高钢材的耐蚀性。即使覆盖镀锌层的钢材表面出现局部电化学腐蚀，锌将作为原电池阳极首先腐蚀，给钢材提供阴极保护。

3.3防腐涂层保护

在灯浮标钢材表面涂上防腐涂层，把钢材表面与周围腐蚀介质隔离，保护钢材。防腐涂层一般包括底漆、中间漆和面漆。底漆直接涂刷在灯浮标钢材表面，漆膜粗糙，结合牢固；部分底漆还可对钢材起钝化、阻蚀和电化学保护。中间漆主要作用是连接底漆和面漆，提高漆膜遮盖力和丰满度。面漆主要保护中间漆和底漆免遭紫外线辐射和有害物质侵蚀，提高涂层的耐候性，美化和装饰涂层表面。

海洋腐蚀环境一般使用重防腐涂层，增加防腐涂层厚度。普通防腐涂层厚度在100μm或150μm之间，重防腐涂层厚度在200μm-1000μm之间。灯浮标钢材表面防腐涂层一般选用环氧类底漆和中间漆、聚氨酯面漆等，环氧类油漆具有附着力强，耐有机溶剂、耐水、耐热、耐磨、耐冲击等优点，聚氨酯面漆具有较好的耐候性，提高防腐保护的效果。

海洋大气环境对灯浮标钢材表面具有强烈的腐蚀性，灯浮标防腐保护控制中，电化学保护、金属镀层保护、重防腐涂装涂层保护具有重要作用。为提高灯浮标钢材表面防腐保护的效果，灯浮标钢材表面不同区域采取不同的防腐保护。一般水下区、干湿交替区采用重防蚀涂层和电化学联合防腐保护，海洋大气区采用重防蚀涂层和金属镀层联合防腐保护，通过分区域和联合防腐保护等，确保发挥各种防腐防护的优势，提高灯浮标钢材表面防腐的效果。