桥梁支座锚固螺栓防腐中达克罗和渗锌的应用

李瑞平

文章编号：2095-6835（2017）04-0134-02

摘 要：目前，为了解决交通拥堵问题，越来越多的桥梁拔地而起，因此，对桥梁支座起到锚固作用的螺栓外表面防腐越来越受到专业人士的关注。主要介绍了达克罗、渗锌防腐处理的方法，通过对已进行过渗锌、达克罗和这两者复合防腐工艺处理过的螺栓做中性盐雾和自然暴露的对比试验，以便找到延长桥梁支座锚固螺栓工作年限的方法。

关键词：达克罗；渗锌；盐雾试验；防腐涂层

中圖分类号：TG174.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.134

1 达克罗

1.1 达克罗的防腐机理

达克罗对工件的保护可总结为以下3点：①壁垒效应。空气中的腐蚀介质被锌、铝保护层隔离开，从而对工件起到隔离保护的作用。②钝化作用。金属基体与铝、锌粉发生化学反应生成钝化膜，提升其耐腐蚀性。③阴极保护作用。达克罗的保护作用与热浸锌原理一样，也是对工件阴极进行保护。

1.2 达克罗的生产流程

达克罗的生产流程主要为：除油→机械抛丸→浸涂达克罗液→甩干→预热→高温烘烤→冷却→二次浸涂→甩干→预热→烘烤→冷却。

2 渗锌

把装有工件和渗锌剂的渗炉加热至480 ℃，有活性的锌原子渗入工件内部，将铁原子从内部扩散出来，从而在工件表面形成厚度为60 μm左右的渗锌层。

2.1 渗锌的生产流程

渗锌的生产流程为：除油→机械抛丸→装罐→加温→渗锌→冷却→出罐→分离→检验。

2.2 渗锌层、达克罗层的显微结构和硬度

由于渗锌层的结构紧密，具有硬度高、耐磨性好等优点，因此工件的平均硬度小于渗锌层硬度，在拆卸和装配时，更容易保证渗锌面的完整性。然而，达克罗的平均硬度均小于渗锌层和工件的硬度。这是因为达克罗经高温烧结后没有与工件形成化学键，因此达克罗在工件安装和搬运过程中容易划伤其防腐层。

3 达克罗和渗锌层防腐性能比较

3.1 中性盐雾试验

分别选取达克罗螺栓、渗锌螺栓和渗锌—达克罗复合涂层螺栓进行安装前后耐盐雾性能对比检测。

3.1.1 试验条件

试验前处理：用酒精擦拭试样除油污；盐雾试验箱温度为35 ℃，饱和温度为47 ℃；喷雾压力为1.0～1.5 kg/cm2；试验溶液为质量浓度为（50±5）g/L的氯化钠水溶液，水为去离子水，盐为分析纯的氯化钠，pH值为6.5～7.0，收集液的密度为1.029 g/cm3；试样的放置角度为试样表面与垂直方向呈15°～20°。试验结束后拿出试样，放置30 min，用自来水冲洗，用纸轻轻吸干水分，检查试样。

3.1.2 对比试样状态

试样材质：40Cr螺栓；涂层厚度为达克罗层10～15 μm，渗锌层为50～70 μm，渗锌—达克罗复合涂层总膜厚为50～70 μm。

3.1.3 检测结果

3种经过防腐处理后的螺栓的耐中性盐雾的优劣顺序依次为复合涂层、达克罗和渗锌。但将3种螺栓安装后便会显现不同的差异结果——使用经达克罗处理的螺栓后发现其耐盐雾性能反而下降了90%左右的防腐能力，而渗锌层还具有70%左右的防腐能力。发生这种情况的主要原因是有微量铁元素存在于渗锌层表面，从而降低了其耐盐雾性。但是由于渗锌层较厚，保证了其耐磨性，耐盐雾性反而降低得少；反之，即便工件与达克罗的屏蔽作用突出，并且其耐腐蚀性能优良，在达克罗未损坏时有良好的耐盐雾性，但因其防腐层易损坏，导致使用过程中其耐盐雾性下降迅速。而渗锌—达克罗复合涂层，即在工件渗锌层上直接涂装一层达克罗，彼此各取所长，使防腐层具备耐磨性的同时还具备很好的耐盐雾性能，在螺栓上形成双重保护，避免损伤部位发生腐蚀。

3.2 室外自然暴露试验

3.2.1 试验条件

将试样摆放在屋顶石棉瓦瓦槽中，四周及上方无任何遮盖；试样放置角度与水平方向约20°，试验时间1年。

3.2.2 对比试样状态

未使用和使用过的达克罗螺栓，膜厚均为10～15 μm；未使用和使用过的渗锌螺栓，膜厚均为50～70 μm。

3.2.3 试验结果

从图1所示的试验结果可以看出，经过室外自然暴露一段时间后，经由渗锌和达克罗处理后的且未经使用过的螺栓没有生锈迹象的出现，使用过的渗锌螺栓有一部分生锈，而使用达克罗处理后的螺栓则出现较严重的生锈现象。由此可见，耐磨性更好的渗锌层因与工件的结合强度高达650 MPa，难以破坏其防腐蚀层，即便在使用后扔可确保防腐层完好。

4 渗锌—达克罗复合防腐涂层的具体应用

由上述试验结果可知，桥梁支座锚固螺栓建议统一使用渗锌—达克罗复合涂层。具体要求为：①涂层厚度不小于50 μm，保证有不少于1 000 h的耐中性盐雾时间，规定每年做一次盐雾试验，对厚度和外观的检查应按规定时间进行。②优化工艺。可在达克罗之后增加一道达克罗密封层，以便增大达克罗层的厚度和抗摩擦性。

5 结束语

通过研究分析达克罗和渗锌层的硬度、盐雾试验和户外自然暴露，得出以下结论：①渗锌层的硬度比工件略高，而达克罗层的硬度远低于渗锌层和基体；②达克罗层耐中性盐雾试验效果要好于渗锌层，但使用在螺栓上时，实际防腐效果不如渗锌层；③桥梁支座锚固螺栓采用渗锌—达克罗复合防腐涂层效果良好。

参考文献

[1]边飞龙，黄燕滨，时小军，等.海洋环境下螺纹紧固件复合防腐技术[J].电镀与涂饰，2010，29（12）：64-66.

[2]裘吟君，刘岩，杨大宁，等.沿海城市电网户外用线夹与螺栓耐蚀性研究[J].南方电网技术，2008，2（6）：78-80.

〔编辑：刘晓芳〕