淺談涂層防腐失效的原因和應對措施

尚慶麗

摘?要：本文主要介紹了鋼鐵基體涂層防腐失效的原因，主要通過對底漆和面漆的選擇、涂層厚度、裝備結構設計等方面幾個方面進行討論并提出應對措施，以供參考。

關鍵詞：涂層防腐;應對措施

鋼鐵材料的腐蝕帶來的破壞和經濟損失是十分驚人的，據統計全世界鋼產量的十分之一是由于腐蝕而損耗的。在鋼鐵基材的表面施加涂裝是常用的鋼鐵材料防腐措施。涂裝是將涂料涂覆在物體的表面形成一層致密、連續、均勻的薄膜，這層薄膜我們稱之為涂層。涂層能起到保護、裝飾或其他特殊功能（絕緣、防銹、防霉、隱身、導電等）。涂料為有機混合物，一般由成膜物質、顏料、溶劑和助劑組成，其本身具有耐酸、耐堿、耐油的特性，并且可以隔離水分、氧氣、以及各種腐蝕介質，涂料中含有的緩蝕行物質也能提高涂層的防護性能，然而鋼鐵為主要材料的裝備在的使用過程中，涂層防腐失效的現象時有發生，特別在高溫、高濕、高鹽霧的氣候下尤為嚴重，影響裝備的美觀，腐蝕嚴重情況下甚至影響裝備性能。因此對于涂層防腐失效的原因有必要進行討論和研究。

1 涂層防腐失效的主要原因及應對措施

1.1 底漆的附著力不足

在以鋼鐵材料為基體的裝備中，涂裝一般為底漆，中間漆，最后面漆的涂層防腐設計。底漆在整個涂層防腐過程中起著至關重要的作用。底漆和鋼鐵基體的附著力不足，往往使涂層產生起皮、開裂、脫落等現象，使得鋼鐵基體材料暴露在外部環境中，長期的暴露環境會鋼鐵基體由于水氣、鹽霧等作用發生化學腐蝕，導致涂層防腐失效。

影響底漆附著力的原因主要有以下兩個方面：

a.鋼鐵基材涂裝前處理不徹底，主要包括除油，除銹，以及氧化膜去除等處理。

b.鋼鐵基材的表面粗糙度不夠。

應對措施：

a.加強鋼鐵基材涂裝前處理，應嚴格按照工藝設計要求進行每道工序的操作。

b.底漆附著在基體上的前提是需要有一定的粗糙度，鋼材基體表面要經過噴砂或掃砂后才可以涂裝底漆。

1.2 面漆的選擇不當

對于一些裝備主要的應用環境是戶外環境或者環境相對惡劣，不合理的面漆選擇會導致涂層防腐失效。在長時間的紫外線照射或者高溫、高濕、高鹽霧等環境因素，容易導致常規面漆（如聚氨酯漆，丙烯酸漆等常規面漆）開裂，粉化等現象，最終導致涂層防腐失效。

應對措施：

應該考慮選用耐候性能更強的氟碳涂料。氟碳涂料是偏二氟乙烯樹脂為基料配以色料制成的涂料。氟碳涂料基料的化學結構中以氟碳化學鍵結合是最穩定和牢固的，化學結構的穩定與牢固使氟碳涂料的物理性質不同于普通的涂料，除了機械性能的耐磨性，抗沖擊等優良性能外，更是具有特別是在惡劣的氣候和環境中顯示出的長久的抗褪色及抗紫外線等多種優異的性能。

1.3 涂層的厚度不足

由于涂層使用的環境不同，對涂料本身的破壞及老化作用也不同，在一定的腐蝕環境和年限下，涂層應該保證最低的厚度要求，特別是人工噴涂厚度的均勻性保證一致。

應對措施：

在涂裝工藝設計階段，應根據ISO 12944-2中的特定環境及使用年限要求來規定涂裝厚度，并在涂料涂裝過程以及涂裝以后嚴格控制涂層質量。

1.4 裝備結構設計欠佳

在裝備結構設計初期，就應該開始考慮整體結構的防腐需求，因為結構設計上的不合理是導致涂層防腐失效的原因之一。在裝備部件的不同位置的連接處，大多采用鉚接、焊接、螺釘等連接方式，往往這些連接處如果采用的是不同金屬材料，那這些金屬的電位勢必會不同，不同金屬接觸或者通過其他導體相連接，如果處于同一介質當中，就會造成不同金屬接觸部位的局部腐蝕，也就是產生了電偶腐蝕。

再者由于結構設計階段產生的設計缺陷產生的縫隙（結構設計上有些縫隙是不可避免的），在遇到降水或者濕氣等作用產生原電池，在狹小的縫隙能開始劇烈的腐蝕。

涂層的腐蝕從不同金屬材料連接處或結構上的縫隙起初以電偶腐蝕或縫隙腐蝕開始，會慢慢向整個涂層蔓延，最終導致涂層防腐的失效。

應對措施：對于電偶腐蝕，在結構設計初期，要盡量避免縫隙以及連接件的電位差異，盡量選擇電位接近的金屬作為相接觸的電偶對，并且應該在相接觸的金屬之間增加絕緣材料如采用絕緣膠墊，絕緣膠水等將異種金屬絕緣，以此阻斷電偶腐蝕的產生。對于縫隙腐蝕，在結構設計初期應盡量避免縫隙的產生，對于不可避免的結構設計縫隙，應該在裝備部件組裝以后，涂裝之前進行密封處理，可以采用密封膠等材料，密封處理之后再進行涂裝，以防止縫隙腐蝕的產生。

2 結語

涂層腐蝕失敗的原因很多，腐蝕的種類也很多，需要綜合起來進行考慮。在產品的結構設計階段，要進行合理的結構設計，避免不必要的結構缺陷，以及相接觸的異種金屬材料的選擇。在工藝設計階段，要根據使用的環境和服役年限的要求正確的選擇合適的涂料以及制定涂層的厚度等要求。在產品的生產階段，要嚴格遵循工藝設計要求做好每個環節的工作特別是基材的前處理，以及密封操作，保質保量完成涂裝。在產品倉儲階段，要控制產品的存儲環境，避免高濕高熱及高鹽霧環境。在產品的使用階段，要避免機械磨損以及疲勞斷裂等因素造成的涂層破應盡量避免。最重要的是，要定期進行維護，對于出現腐蝕斑點的位置進行及時的修補，避免產生涂層整體的防腐失效。

參考文獻：

[1]劉剛，郭琦，黃英，劉敏.海洋環境下天線腐蝕機理與防腐技術研究[A].現代涂料與涂裝，2007（12）：11-14.

[2]李國英.表面處理手冊[M].北京：機械工業出版社，1997.

[3]劉光明.表面處理技術概論[M].北京：化學工業出版社，2018.