腐蝕環(huán)境對起重機金屬結(jié)構(gòu)的影響及防護措施

方迎軍　郭萬里

【摘? 要】隨著時代的發(fā)展，我國的工業(yè)設(shè)備種類越來越多，在性能上也比以前有了很大的提升。盡管如此，腐蝕問題一直我國金屬設(shè)備正常運行的主要問題。基于此，本文首先介紹了腐蝕環(huán)境對臂架結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響，接著分析了腐蝕檢測方法，最后介紹了起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防措施，希望能夠提供相關(guān)借鑒，切實保障起重機結(jié)構(gòu)的承載性能。

【關(guān)鍵詞】腐蝕環(huán)境;起重機;金屬結(jié)構(gòu);影響及防護

引言

一般情況下，起重機都是在比較潮濕或者是露天的環(huán)境中的，這種情況使得起重機的表皮油漆很可能會受到損壞，從而導致起重機的性能大大下降。在導致起重機腐蝕的因素中主要包括了作業(yè)環(huán)境的酸堿性介質(zhì)排布狀況、溫度以及濕度等，在這些因素中，影響最為明顯的就是濕度，作業(yè)環(huán)境的濕度如果超過了正常值，就會導致起重機的金屬結(jié)構(gòu)腐蝕。據(jù)調(diào)查，全世界因為腐蝕問題而報廢的金屬設(shè)備大概有金屬產(chǎn)量的20%～40%。所以說，為了節(jié)約資源，就一定要采取相關(guān)的防護措施來解決起重機金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕問題。

1.起重機械金屬結(jié)構(gòu)腐蝕機理

起重機金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕機理是比較簡單的，起重機在很多作業(yè)中都是在常溫大氣環(huán)境中進行的，這使得起重機很容易受到空氣中的水分以及其它污染物的電化學、化學的作用。另外，其中金屬結(jié)構(gòu)表面有一層很薄的水膜，這種水膜是空氣中水分的直接沉降以及大氣溫度的突然變化而產(chǎn)生的凝露，能夠和大氣中的水、二氧化碳、二氧化硫以及塵土、鹽類等相融合.還需要注意的是，在起重機的正常生產(chǎn)、運輸、甚至是在使用過程中也會受到來自自然環(huán)境以及人為因素而導致的污染。這些因素使得起重機表面水膜的導電性大幅度增強，腐蝕的速度也就變得越來越快。通常情況下，部分均勻腐蝕以及局部腐蝕是起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的兩種主要的腐蝕種類。其中部分均勻腐蝕指的是腐蝕的介質(zhì)不能夠?qū)ΡＷo膜材料表面進行保護，部分均勻腐蝕會使得起重機金屬結(jié)構(gòu)的厚度變得越來越薄，導致金屬結(jié)構(gòu)的韌性發(fā)生變化。局部腐蝕指的是能造成腐蝕的各種因素通過各種不同的形式對金屬結(jié)構(gòu)的局部造成影響，從而產(chǎn)生腐蝕的問題。局部腐蝕包含的種類是很多的，其中最為常見的就是縫隙腐蝕、孔腐蝕、晶間腐蝕以及氫腐蝕等。縫隙腐蝕主要在起重機金屬結(jié)構(gòu)焊接的焊縫處，在這個位置是很容易有一些腐蝕物質(zhì)的，這些物質(zhì)哎堆積到一定程度以后就會慢慢的擴大腐蝕面積;孔腐蝕在起重機金屬結(jié)構(gòu)的保護膜和鈍化膜上較為常見，如果保護膜或者是鈍化膜被破壞的話，在破壞的部分會形成電化腐蝕;晶間腐蝕主要是從起重機金屬結(jié)構(gòu)的表面從晶界慢慢的向里面深入，主要會對金屬的塑性以及強度造成影響;最后就是氫腐蝕了，氫腐蝕主要是在高溫以及高壓的情況下進行的，在高溫高壓條件下，氫氣會侵入金屬的表面，在和某種元素發(fā)生了反應(yīng)以后就會造成金屬腐蝕。需要注意的是，部分均勻腐蝕和局部腐蝕都是起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕，它們兩種腐蝕類型發(fā)生的機理幾乎是一樣的。

2.腐蝕檢測方法研究

目前鋼結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的檢測技術(shù)有了很大的發(fā)展，檢測技術(shù)也在不斷提高。由于起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕存在局部性，金屬表面局部有腐蝕坑，且不均勻分布，采用常規(guī)的檢驗方法無法準確描述其表面特征，檢驗人員應(yīng)根據(jù)起重機實際使用環(huán)境和檢驗條件采取有針對性的檢驗方法，一般可以選用的方法包括超聲波法、渦流法等。

2.1超聲波法

超聲波法是一種重要的腐蝕檢測方法之一，超聲波監(jiān)測的原理就是超聲波在金屬的內(nèi)部反射的響應(yīng)關(guān)系，這種方法主要可以用來檢測監(jiān)護的厚度以及裂紋缺陷。脈沖反射法是對起重機金屬結(jié)構(gòu)進行超聲波檢測時最常用的一種方法。首先需要對待測的位置進行除銹打磨，接著再使用超聲波測厚儀對起重機進行測量，將測量出的數(shù)據(jù)和設(shè)計時候的數(shù)據(jù)進行比較，如果當時測量的主要受力結(jié)構(gòu)件斷面腐蝕達設(shè)計厚度的10%并且沒有辦法進行修復(fù)的時候，就能夠判斷這個設(shè)備已經(jīng)達到了報廢的標準。超聲波檢測方法有著靈敏度高、操作靈活以及缺陷可以直接定位的優(yōu)點，到目前為止是一種較為常見的檢測方法。但是超聲波檢測方法有著一定的缺點，如果說所需要檢測的起重機長期一直在腐蝕性的環(huán)境中、表面腐蝕的情況較為嚴重、粗糙度較高的話，金屬接觸面就沒有辦法和超聲波探頭完全的貼合，回波信號就很可能收不到，示值的測量就無法保障準確性。

2.2渦流檢測

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新型技術(shù)應(yīng)用到了腐蝕檢測中。渦流檢測技術(shù)就是一種新型的無損檢測方法，起重機金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕或者是缺陷的時候，渦流的強度和分布就會受到很大的影響，相應(yīng)的檢測線圈的阻抗和電壓會因為渦流的變化而產(chǎn)生變化，通過這種方式就可以發(fā)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腐蝕情況。相較于超聲波檢測方法，渦流的檢測方法可以說是有著很大的優(yōu)勢，這種方法不需要耦合介質(zhì)，檢測的效率和準確性要高很多。然而，渦流檢測方法對檢面表面的要求是很高的，檢面的表面在進行檢測之前必須進行清潔，在檢測的過程中不能夠有粉塵等污染物。還需要注意的是，在探頭離開檢測表面的時候，檢測信號會受到很大的影響，所以需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員進行操作。

3.起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防措施

3.1選材

在當前市場中，起重機金屬結(jié)構(gòu)主要使用的是型號為Q235B的鋼材料，這種鋼材料在大部分情況下是滿足標準的。但是在一些特殊的情況下，施工環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)濃度是較高的，普通的鋼材料就沒辦法滿足需求，這時候就需要使用諸如16MnCu等的合金鋼，這種合金鋼不僅對金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，還保障了鋼材的化學穩(wěn)定性，在一定程度上提高了耐腐蝕性。

3.2結(jié)構(gòu)規(guī)劃

在對腐蝕性強或者是濕度高等施工環(huán)境中的起重機進行結(jié)構(gòu)規(guī)劃過程中，首先需要注意的事情就是降低死角區(qū)域的產(chǎn)生率，這樣能夠?qū)o法進行噴涂或者是積水的現(xiàn)象進行避免。其次就是對焊接方法和銜接的形式進行明確，這個過程一定要建立在縫隙等過渡性區(qū)域產(chǎn)生的影響效果被充分考慮基礎(chǔ)上才能進行。其中，為了對金屬結(jié)構(gòu)的防腐性能進行強化，可以選擇面積較小的圓管或者是方管，并且密封處理截面封閉端口位置，避免二氧化硫等氣體或者是雨水等液體對金屬結(jié)構(gòu)造成侵襲，保障其穩(wěn)定性。

3.3表面涂裝

表面涂裝是一種較為直接的防腐措施，主要是使用相關(guān)的涂料在起重機金屬的表面進行涂抹，這樣金屬的表面就會出現(xiàn)一層薄膜，這層薄膜可以很好的對空氣中的水分或者是其它的污染物進行屏蔽，延遲了金屬的腐蝕速度。然而表面涂裝這種方法的屏蔽作用并沒有很強，在維護時長上有著很大的局限性，隨著時間的推移，涂膜層的完整性還是會受到腐蝕性氣體或者是液體的破壞，接著漆膜的表層也會遭到腐蝕，導致涂抹的油漆掉落。除此之外，由于油漆涂膜的特性，其很容易受到外界各種因素的影響，尤其是一些高濕度和高溫度的環(huán)境中，油漆涂膜老化的速度會比其它的情況要快許多，這時候其起到的作用也就大大降低。現(xiàn)如今，在起重機行業(yè)中，表面涂層以及噴涂是較為常見的方法，對于起重機金屬結(jié)構(gòu)防護來說，是一種比較有目的性的防腐手段。為了達到防護的目的，主要使用鋼絲繩表層鍍鋅的措施來對市政、民生工程進行防護，使用鋼絲繩鍍鉻的方法來對長期處于高濕度、腐蝕介質(zhì)濃度高等環(huán)境中的起重機金屬設(shè)備。在起重機構(gòu)件中，最為重要的構(gòu)件之一就是鑄鍛件。在對鑄鍛件進行防腐的時候使用最多的就是熱噴法，這種方法能夠在很大程度上提升起重機的防腐性能。比如說，可以將粉末噴涂在起重機加速器的表面，還可以另涂一層環(huán)氧漆來強化金屬結(jié)構(gòu)的防腐性能。在起重機中，最為關(guān)鍵性的受力裝備就是主梁、小車架以及端梁等金屬結(jié)構(gòu)，如果不好好對這些金屬結(jié)構(gòu)進行防腐，起重機的整體質(zhì)量和使用價值就會大打折扣，所以說一定要采取合適的措施來對這些金屬結(jié)構(gòu)進行防腐。防腐措施可以采取以下步驟：（1）為了將構(gòu)件上的銹跡給清除掉，可以使用酸洗除銹、人工除銹以及噴砂除銹的方法，保障清除以后的構(gòu)件符合相關(guān)的精細度標準和涂裝工藝清潔度。（2）對涂料進行選擇。一般情況下，如果起重機是一直在酸性介質(zhì)環(huán)境下工作的話，可以選擇一些耐酸性較好的酚醛樹脂漆來對金屬結(jié)構(gòu)的表皮進行處理。相反，如果起重機是一直在堿性介質(zhì)的環(huán)境中工作的話，在金屬結(jié)構(gòu)表皮的處理中可以使用優(yōu)良的環(huán)氧樹脂漆。（3）為了保證防腐到位，在施工之前一定要對施工的氣候、環(huán)境以及土壤的酸堿性等進行綜合的分析，保障萬無一失。

3.4優(yōu)化車間布局

優(yōu)化起重機設(shè)備制造單位的車間分布對預(yù)防起重機金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕是很重要的。比如說，可以使用隔絕處理的生產(chǎn)工藝清除車間生產(chǎn)過程中形成的酸堿性氣體，這樣能夠?qū)⒖諝庵酗h散的腐蝕性介質(zhì)的濃度進行大幅度的降低，保障金屬介質(zhì)的穩(wěn)定性。為了構(gòu)建優(yōu)質(zhì)型的車間，在進行選址的時候可以對雨水季節(jié)積水流動的方向、風向等進行考慮。

4.結(jié)束語

總而言之，化學腐蝕和電化學腐蝕是造成起重機金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的兩大重要原因，所以說，為了保障起重機的正常運行一定要對腐蝕的機理進行仔細研究，并且采取相關(guān)的防護措施來進行防護。另外還要對起重機進行定期的檢查，對在檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題要給予足夠的重視，并且及時采取措施進行解決，提高起重機金屬結(jié)構(gòu)的防腐工作質(zhì)量。

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（作者單位：上海振華重工（集團）股份有限公司）