淺談燈浮標鋼材表面的防腐保護

◎ 鐘輝　牛瑞娟　南海航海保障中心海口航標處

淺談燈浮標鋼材表面的防腐保護

◎ 鐘輝牛瑞娟南海航海保障中心海口航標處

本文分析了燈浮標鋼材表面的腐蝕因素，探討燈浮標防腐的保護措施，提高燈浮標的維護效果和助航效能。

燈浮標 防腐

1.引言

燈浮標是海上重要的助航標志，一般分布于外海用以標示航道、礁石和作業(yè)區(qū)等，處于容易遭受海水和海洋大氣腐蝕的海洋腐蝕環(huán)境，鋼材表面極易遭受腐蝕，不僅影響了燈浮標海上顯形效果，也降低了助航效能，增加了燈浮標的維護成本。如何應對海洋環(huán)境腐蝕，提高燈浮標防腐效果，是保障燈浮標助航效能、提升燈浮標維護管理水平的重要手段。

2.燈浮標鋼材表面的腐蝕

2.1主要腐蝕類型

在復雜的海洋環(huán)境中，燈浮標鋼材表面受海水和海洋大氣的雙重作用，燈浮標鋼材表面發(fā)生了常見的鋼材腐蝕類型，如微電池腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕等。按腐蝕原理，燈浮標鋼材表面腐蝕分為化學和電化學兩種類型腐蝕，其中以電化學腐蝕為主。

電化學腐蝕是指燈浮標鋼材表面浸入海水中或處在潮濕空氣中附有水膜時，局部表面由于成分不同產(chǎn)生了電極電位，形成了許多微電池，處于微電池陽極區(qū)的鐵原子失去電子變成鐵離子進入海水中或者水膜中被氧化。

化學腐蝕是指燈浮標鋼材表面被氧氣、二氧化硫等氧化氣體氧化生成疏松氧化物，其腐蝕速受環(huán)境溫度、濕度影響，溫度、濕度越高腐蝕速度就越快。

2.2主要腐蝕分區(qū)

根據(jù)海洋環(huán)境腐蝕速度，海洋環(huán)境可分為海洋大氣區(qū)、干濕交替區(qū)和水下區(qū)。燈浮標燈架部分浮出在水面，處于海洋大氣區(qū)；浮筒中間部分由于浮標的上下浮動，時而露出水面，時而沒入海中，處于干濕交替區(qū)；浮筒底部置于水面下，處于水下區(qū)。

水下區(qū)以電化學腐蝕為主，海水電導率較大，加快了電化學腐蝕的速度。燈浮標置于海水中，鋼材表面含有不同成分產(chǎn)生許多微電池造成微電池腐蝕；如果標體含有多種鋼材，不同鋼材由于活性不同，在海水中形成了原電池，造成強烈的電偶腐蝕。此外，海水中大量的氯離子也會使鋼材表面鈍化膜被嚴重破壞，致使鋼材表面發(fā)生空隙和縫隙腐蝕等局部腐蝕。

海上燈浮標

燈浮標表面電化學腐蝕原理

燈浮標腐蝕分區(qū)

燈浮標鋼材表面電化學保護原理圖

燈浮標鋼材表面安裝電化學保護鋅塊

海洋大氣區(qū)也是以電化學腐蝕為主。含有大量鹽分的海洋大氣，對鋼材具有很強的腐蝕作用。潮濕的海洋大氣在鋼材表面產(chǎn)生了水膜，使含有不同成分的鋼材表面產(chǎn)生了許多微電池造成微電池腐蝕，海洋大氣中大量的海鹽粒子雜質(zhì)溶于鋼材表面的水膜中，使水膜變?yōu)楦g性很強的電解質(zhì)，加速了電化學腐蝕的速度。燈浮標鋼材表面在海洋大氣中比大陸大氣中的腐蝕速度高4～5倍。

干濕交替區(qū)是最嚴重的腐蝕區(qū)域，面臨最嚴峻的海洋腐蝕環(huán)境。該區(qū)域海水飛濺、干濕交替、氧氣充分，光照和浪花持續(xù)沖擊破壞鋼材保護膜，大大加快了化學腐蝕和電化學腐蝕的速度，造成強烈腐蝕，腐蝕速度可達水下區(qū)的5～10倍。

3.燈浮標鋼材表面的主要防腐保護

燈浮標鋼材表面主要有化學和電化學腐蝕兩種類型，且主要以電化學腐蝕為主。因此，燈浮標鋼材表面防腐保護主要是消除引起電化學腐蝕的原電池，或利用原電池原理對鋼材進行保護，燈浮標鋼材表面防腐保護主要有以下幾種。

3.1電化學保護

利用原電池原理對燈浮標鋼材表面進行保護。應用最多的是犧牲陽極的陰極保護法，將被保護的燈浮標鋼材表面作為腐蝕電池的陰極從而受到保護。該方法是將活潑金屬安裝在燈浮標水下區(qū)的鋼材表面上，兩種材質(zhì)由于活性不同，在海水中形成了原電池，發(fā)生電化學腐蝕時，活潑金屬作為陽極發(fā)生氧化反應，燈浮標鋼材表面作為陰極受到保護。

3.2金屬鍍層保護

利用熱鍍、電鍍等技術(shù)，在燈浮標鋼材表面鍍上腐蝕活性高或耐蝕性高的金屬保護層，把燈浮標鋼材表面和海洋腐蝕環(huán)境隔離，保護鋼材。如常用的熱鍍鋅保護，把鋼材侵漬到熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層，金屬覆蓋層最里層為鋅鐵合金，最外層為純鋅，可明顯提高鋼材的耐蝕性。即使覆蓋鍍鋅層的鋼材表面出現(xiàn)局部電化學腐蝕，鋅將作為原電池陽極首先腐蝕，給鋼材提供陰極保護。

3.3防腐涂層保護

在燈浮標鋼材表面涂上防腐涂層，把鋼材表面與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，保護鋼材。防腐涂層一般包括底漆、中間漆和面漆。底漆直接涂刷在燈浮標鋼材表面，漆膜粗糙，結(jié)合牢固；部分底漆還可對鋼材起鈍化、阻蝕和電化學保護。中間漆主要作用是連接底漆和面漆，提高漆膜遮蓋力和豐滿度。面漆主要保護中間漆和底漆免遭紫外線輻射和有害物質(zhì)侵蝕，提高涂層的耐候性，美化和裝飾涂層表面。

海洋腐蝕環(huán)境一般使用重防腐涂層，增加防腐涂層厚度。普通防腐涂層厚度在100μm或150μm之間，重防腐涂層厚度在200μm-1000μm之間。燈浮標鋼材表面防腐涂層一般選用環(huán)氧類底漆和中間漆、聚氨酯面漆等，環(huán)氧類油漆具有附著力強，耐有機溶劑、耐水、耐熱、耐磨、耐沖擊等優(yōu)點，聚氨酯面漆具有較好的耐候性，提高防腐保護的效果。

海洋大氣環(huán)境對燈浮標鋼材表面具有強烈的腐蝕性，燈浮標防腐保護控制中，電化學保護、金屬鍍層保護、重防腐涂裝涂層保護具有重要作用。為提高燈浮標鋼材表面防腐保護的效果，燈浮標鋼材表面不同區(qū)域采取不同的防腐保護。一般水下區(qū)、干濕交替區(qū)采用重防蝕涂層和電化學聯(lián)合防腐保護，海洋大氣區(qū)采用重防蝕涂層和金屬鍍層聯(lián)合防腐保護，通過分區(qū)域和聯(lián)合防腐保護等，確保發(fā)揮各種防腐防護的優(yōu)勢，提高燈浮標鋼材表面防腐的效果。

4.結(jié)束語

結(jié)合海洋腐蝕環(huán)境，采用合理防腐保護，能夠有效提高燈浮標防腐效果，延長燈浮標使用壽命，降低維護成本，確保海上助航安全。