淺談鋼材環保型水性防銹處理技術及使用管理

張保利

（河北省冶金研究院，河北 石家莊 050031）

鋼材是基建工程中的核心內容，但由于外界環境的變化或保護處理措施不當，每年因腐蝕造成的鋼材數量依然十分龐大，占年產量的15%左右，因此要對鋼材采取合理的防護措施，采用水性的環保防銹措施。利用保護涂層將鋼材與外界環境隔離開來，將腐蝕程度降到最低。

1 水性防銹處理技術

鋼材的防銹手段和技術種類繁多，水性防銹材料作為其中的一種因其使用方便已經成為技術的發展趨勢，它是一種可溶于水的有機的防護材料，可以有效的保護鋼材通過防銹期限要求，而且可以與水按照一定比例混合，動態調整防繡（銹）性能。其具有優秀的防銹能力，使用比較方便，一般浸泡操作即可，不會污染鋼材表面，由于水溶良好性，不容易發生燃燒反應，成本較低廉，可以代替市面上大部分的防銹產品。

2 鋼材腐蝕機理

市面上的大多數鋼材有、由鐵，碳兩種元素組成，而鐵元素作為鋼材的主要組成部分，決定了鋼材的結構性質，由于鐵原子特殊的排列方式，其化學性質活潑，易與非電解質發生反應。在常溫干燥的空氣環境中，或處于石油等有機液體中，會發生簡單的氧化還原反應。此外，鋼材基本處于惡劣的外界環境中，單純的化學腐蝕基本上不常見，經常伴隨的是電化學腐蝕，電化學腐蝕過程中存在電流的傳遞，在陽極金屬中的電子轉移到電解質中從而發生腐蝕。可以根據環境酸堿度分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，電化學腐蝕則是損害鋼鐵的重要原因，在基本的電化學腐蝕中，存在電流的定向移動問題，導致腐蝕速率加快，鐵離子會和空氣作用形成三氧化二鐵，導致鋼材表面出現一層厚重的鐵銹。

3 鋼材環保型水性防銹處理技術

目前市場上水性防銹劑種類繁多，相關人員在進行鋼材防銹處理時，既要考慮產品的經濟效益，又要考慮產品的使用效果和作用時間，保證水性防銹劑穩定工作。選用產品時應該對水性防銹劑的廠家進行風險評估，利潤考察等。有目的、有方法的進行選擇，最大程度上降低風險發生概率，符合新時期企業管理要求。

3.1 綜合應用，持續創新

近年來納米技術不斷發展，相關人員可以在水性防銹中融入納米技術和量子信息，從天然植物中提取防銹產品，綜合利用自然力量，提高水性產品的防銹功能，不斷創新配比，變廢為寶，實現資源的循環利用。在應用水性防銹劑的同時，也可以綜合應用保護層法，將轉化膜和金屬涂層相結合，保證離子有效注入鋼材結構中，憑借電鍍、增加外部電流等方法，共同維持金屬的穩定性，達到陰極保護的目的。一般水性防銹物質都有一定的微毒性，相關人員在操作時一定要保證安全，禁止服用和皮膚接觸，一旦防銹劑進入眼睛后，要用干凈的水清洗20分鐘以上，然后用氯霉素眼膏進行反復擦拭，保證施工人員的身體健康。

例如許多天然產品，如芒果皮，石榴皮，松香等，都存在著大量的天然防銹劑原料，相關人員可以利用這些農業的副產品進行二次提取，達到資源環境的可持續發展，保持防銹性能穩定、價格低廉。將防銹、油兩個功能合二為一，保證水性防銹產品持續發展。與相關的技術員工進行交底，合理洞察市場的走向。同時還要創新水性防銹劑的原料來源，制定有效的風險防范措施，通過合理的實驗考核項目來測定水性防銹劑的價值，才能平衡鋼鐵鋼材系統中的各個理化性質，提高鋼材的使用價值

3.2 明確污染類型

不同的鋼材在不同的作業環境中存在不同的腐蝕原因、工作人員要仔細分析鋼材所處的外界環境，以外界環境為導向，采用不同的水性防銹處理劑，使鋼結構外部得到真正有效的保護。

3.2.1 水環境

許多大型鉆井設備都需要在水中作業，海水作為強電解質本身就有極高的導電率，海水的PH在8左右，偏堿性（海水中含有大量的氯離子，堿性溶液有助于防銹）。高鹽也會加速鋼材內部的離子傳遞，因此相關人員在選擇保護劑時，要明晰鋼材腐蝕的吸氧腐蝕、有效隔絕空氣，將鋼結構與外界水環境隔離開來，保證鋼結構正常穩定工作。

例如，管理人員應該合理利用氣相防銹措施，保證在鋼結構在巨大蒸氣壓條件下穩定工作，快速溶解在水中揮發的氣體，防止在金屬表面與海水接觸，有效抑制陰陽極接觸，從而降低了化學反應的發生。氣相防銹措施不僅能夠應用于高碳鋼、低碳鋼的應用，同時能夠有效防止生成銅綠，在合金中應用廣泛。

3.2.2 土壤腐蝕

許多鋼材需要在土壤環境中作業，而土壤具有一定的復雜性，土壤是固態、液態、氣態的三相混合物。固體土壤中存在著多種物質和微生物，能夠溶解各種離子，如氫離子，氯離子，碳酸根離子等。土壤氣孔較多，同時含有大量的二氧化碳氣體，三類物質相互影響導致鋼材工作環境復雜。不同地區的土壤酸堿度差值很多，許多生物的新陳代謝都會產生各種有機酸和硫化物，從而使土壤中發生大量的吸氫腐蝕。

相關人員在選擇水性防護劑時，要綜合考量土壤的各種性質，以全面保護為主根據外界條件制定合理的防銹期限，選用乙醇，有機酸的復配防銹劑，利用醇胺類溶劑，將鋼鐵與外界環境隔離開，利用防銹劑的耐水解性，同時保證防銹水具有一定的吸附性，有效避免防銹劑從金屬表面流失，使防銹劑牢牢的附著在金屬表面，形成一層完整的生物防護膜。

3.2.3 大氣污染

大部分鋼材仍在大氣環境中使用，主要原因是氧氣和水共同作用發生大量的吸氧腐蝕，氧氣溶解于金屬表面，而電解質薄層作為陰極，在大氣中發生吸氧腐蝕速率較慢。相關人員可以根據腐蝕原理入手，綜合考慮介質的交換速度，從而選擇合理的水性防銹產品，改善腐蝕環境，保持在常溫時間作業，使鋼結構表面風干八小時以上。

在處理時可以綜合應用多元醇酯的防銹劑和自組裝防銹劑，多元醇酯的防銹劑與基體的金屬結合能力強，形成了穩定的螯合環，并在金屬表面形成一層致密的透明單分子膜，保證金屬外形不發生任何改變，很好的適應了高精度、有色金屬的加工，同時還可以避免危害元素的濫用。

3.3 規范操作條件

相關人員在涂抹水性防銹材料之前，要保證鋼材表面平整無油，如果基材表面油污過多，可以用清洗劑進行清洗。在施工時要將處理劑直接噴灑，保證表面均勻時再進行涂刷，或者采用浸漬法，一旦采取浸漬法時，存放處理液必須用耐酸槽，施工人員一定要配備相應的防護措施，防止酸性氣體外泄。如果對鋼結構的防銹程度要求較低，可以采用噴涂的方法，噴涂方法只需先去掉表面鐵銹，通常以噴刷兩遍就可以達到標準，對重點的腐蝕接頭部位要進行來回噴涂，使鋼結構在自然環境中能夠穩定使用，維持表面的防銹膜均勻分布。相關人員在噴涂水性處理劑時，一定要注意保持鋼鐵工件表面完全干燥，否則會導致防銹膜與工件的附著力降低，影響防腐效果，一旦干燥時間過長，就有可能出現發黃脫落現象。

此外，水性防銹材料性質特殊，管理人員要制定相應的管理條例。例如，在日常保存過程中，將水性處理劑保存在陰涼通風干燥處，儲存溫度不得高于30℃，保持現場通風良好，具有一定的消防設備。

4 總結

時代在不斷發展，目前的鋼材貿易經營也在不斷的擴大，相關的企業建設公司應該創新，鋼材環保模式注重日常的規劃和管理，以鋼材的工作環境入手，制定合適的保護措施，加強與一線施工人員的聯系，對可能出現腐蝕的鋼材進行二次保護，配合當前的資金管理模式，綜合應用水性防銹處理技術，加大對于鋼材外表面的保護力度。