Как предотвратить ржавчину и коррозию стальной конструкции

Инженерное здание со стальной конструкциейизвестен как «зеленый проект 21-го века», стальная конструкция имеет множество преимуществ, таких как высокая прочность, высокая грузоподъемность, легкий вес, небольшой занимаемый объем, простота изготовления и установки компонентов, экономия древесины и т. д., поэтому она все более широко используется в промышленных и гражданских зданиях. Здания со стальным каркасом и склады со стальными конструкциями встречаются повсюду.

С быстрым развитием промышленности постепенно появлялась стойкость стали к коррозии, плохая устойчивость к ржавчине, коррозии и другим проблемам, особенно в прибрежных районах, и химическая промышленность стала серьезной проблемой!

Коррозия стальных конструкций не только приводит к экономическим потерям, но и несет скрытую опасность для безопасности конструкции, а инженерно-технические аварии, вызванные коррозией стали, являются обычным явлением, поэтому антикоррозионная обработка стальных конструкций (особенно тонкостенных стальных деталей) является обязательной. имеющее большое экономическое и социальное значение, ниже приведены некоторые введения и обсуждения проблем, возникающих в процессе строительства, и некоторых методов лечения.

1. Основные причины коррозии стальных конструкций.

Предотвращение коррозии стали начинается с понимания причин коррозии стали.

1.1 Механизм коррозии стали при комнатной температуре (ниже 100°С)

Коррозия стали при комнатной температуре – это преимущественно электрохимическая коррозия. Стальные конструкции эксплуатируются в атмосфере при комнатной температуре, при этом сталь подвергается коррозии под действием влаги, кислорода и других загрязняющих веществ (неочищенный сварочный шлак, слой ржавчины, поверхностные загрязнения) в атмосфере. Относительная влажность воздуха ниже 60%, коррозия стали очень незначительна; но когда относительная влажность увеличивается до определенного значения, скорость коррозии стали внезапно возрастает, и эта величина называется критической влажностью. При комнатной температуре общая критическая влажность стали составляет от 60% до 70%.

Когда воздух загрязнен или в воздухе в прибрежных районах содержится соль, критическая влажность очень низкая, на стальной поверхности легко образуется водная пленка. В это время сварочный шлак и необработанный слой ржавчины (оксид железа) служат катодом, а компоненты стальной конструкции (основной материал) — анодом при электрохимической коррозии с водяной пленкой. Атмосферная влага, адсорбированная на поверхности стали и образующая водную пленку, является определяющим фактором коррозии стали; относительная влажность атмосферы и содержание загрязняющих веществ являются важными факторами, влияющими на степень атмосферной коррозии.

1.2 Механизм коррозии стали при высокой температуре (выше 100℃)

Коррозия стали при высоких температурах – это преимущественно химическая коррозия. При высокой температуре вода существует в газообразном состоянии, электрохимический эффект очень мал, сведен к второстепенному фактору. Контакт металла и сухих газов (таких как O2, H2S, SO2, Cl2 и др.), образование на поверхности соответствующих соединений (хлоридов, сульфидов, оксидов), образование химической коррозии стали.

2 Методы защиты от коррозии стальных конструкций

Согласно электрохимическому принципу коррозии стали, если образование коррозионной батареи предотвращается или разрушается или катодные и анодные процессы сильно блокируются, коррозию стали можно предотвратить. Использование метода защитного слоя для предотвращения коррозии стальной конструкции в настоящее время является распространенным методом. Обычно используемый защитный слой имеет следующие виды:

2.1 Металлический защитный слой: металлический защитный слой - это металл или сплав с катодным или анодным защитным эффектом, нанесенный гальванопокрытием, напылением, химическим покрытием, горячим покрытием, просачиванием и другими методами, необходимость защиты поверхности металла для образования металлического защитного слоя (пленки). для изоляции металла от агрессивной среды, контактирующей с агрессивной средой, или использования электрохимического защитного эффекта защиты металла, чтобы предотвратить коррозию.

2.2 Защитный слой: химическими или электрохимическими методами создать на стальной поверхности устойчивую к коррозии составную пленку, чтобы изолировать коррозионную среду и контакт с металлом, чтобы предотвратить коррозию металла.

2.3 Неметаллический защитный слой: с красками, пластмассами, эмалью и другими материалами, посредством окраски, распыления и других методов, для образования защитной пленки на поверхности металла, чтобы изолировать металл и коррозионные среды, чтобы предотвратить коррозию металла. .

3. Обработка стальной поверхности

Перед обработкой стали на заводе поверхность компонентов неизбежно будет испачкана маслом, влагой, пылью и другими загрязняющими веществами, а также наличием заусенцев, оксида железа, слоя ржавчины и других дефектов поверхности. Из предыдущих основных причин коррозии стальной конструкции мы знаем, что содержание загрязняющих веществ является важным фактором, влияющим на степень атмосферной коррозии, а поверхностные загрязнения серьезно влияют на адгезию покрытий к поверхности стали и ухудшают качество краски. Пленка под действием коррозии продолжает расширяться, что приводит к разрушению или повреждению покрытия, не позволяя достичь желаемого защитного эффекта. Таким образом, качество обработки стальной поверхности на защитное действие покрытия и срок службы влияет, иногда даже больше, чем разнообразие характеристик самого покрытия, при воздействии следующих аспектов:

3.1. Для несущих компонентов, которые сложно отремонтировать в период эксплуатации, степень очистки от накипи следует соответствующим образом увеличить.

3.2. До и после удаления накипи следует тщательно удалить жир, заусенцы, кожный покров, брызги и оксид железа.

3.3. приемка качества работ по удалению накипи и покраске должна осуществляться в соответствии с регламентом.

4.Антикоррозийное покрытие

Антикоррозийные покрытия обычно состоят из грунтовки и верхнего слоя. Грунтовка в порошке больше, меньше основного материала, пленка шероховатая, функция грунтовки состоит в том, чтобы сделать пленку краски с низовым уровнем и сочетанием верхнего слоя твердого, то есть иметь хорошую адгезию; Грунтовка содержит пигменты, ингибирующие коррозию, может предотвратить возникновение коррозии, а некоторые также могут быть пассивацией металла и электрохимической защитой для предотвращения ржавчины металла. В верхнем слое меньше порошка, больше базового материала, после того, как пленка становится глянцевой, основная функция - защитить нижний слой грунтовки, поэтому он должен быть непроницаемым для атмосферы и влаги, а также должен быть в состоянии противостоять физическому и химическому разложению. вызванное выветриванием. Текущая тенденция заключается в использовании синтетических смол для улучшения устойчивости среды к атмосферным воздействиям. Антикоррозионные покрытия, устойчивые к атмосферным воздействиям, обычно устойчивы только к коррозии в паровой фазе в атмосфере. В местах, подверженных коррозии кислотами, щелочами и другими средами, необходимо использовать кислото- и щелочестойкие покрытия.

Антикоррозийную краску по защитной функции можно разделить на грунтовку, промежуточную краску и верхний слой, каждый слой краски имеет свои характеристики, каждый отвечает за свою ответственность, сочетание слоев, формирование композиционного покрытия для улучшить антикоррозийные характеристики, продлить срок службы.

4.1 праймеры

Грунтовочный слой, обычно используемые антикоррозионные покрытия, представляют собой богатую цинком грунтовку и эпоксидную железно-красную грунтовку, краска с высоким содержанием цинка состоит из большого количества мелкодисперсного цинкового порошка и небольшого количества пленкообразующих материалов. Электрохимические свойства цинка выше, чем у стали, и при воздействии коррозии он оказывает «саможертвенный» эффект, благодаря чему сталь оказывается защищенной. Продукт коррозии оксид цинка заполняет поры и делает покрытие более плотным. Обычно используемая грунтовка с высоким содержанием цинка бывает трех видов:

(1) неорганическая грунтовка с высоким содержанием цинка для жидкого стекла, это жидкое стекло в качестве основного материала, добавление цинкового порошка, смешивание и нанесение кистью, после отверждения промывка водой, процесс строительства сложный, суровые технологические условия, обработка поверхности должна иметь Sa2,5 или более, в дополнение к температуре окружающей среды и требованиям к влажности, образование пленки покрытия легко растрескивается, отслаивается и используется редко.

(2) растворимый неорганический грунт с высоким содержанием цинка, грунтовка на основе этилортосиликата, спирта в качестве растворителя, частично гидролизованной полимеризации, добавления цинкового порошка, смешанного с равномерно покрытой пленкой.

(3) грунтовка с высоким содержанием цинка, это эпоксидная смола в качестве пленкообразующего основного материала с добавлением цинкового порошка, отверждения с образованием покрытия. Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка обладает не только отличными антикоррозионными свойствами и сильной адгезией, но и с последующим покрытием эпоксидной краской «железное облако» имеет хорошую адгезию. В основном используется в общей атмосфере стальной рамной конструкции и коррозии нефтехимического оборудования.

Эпоксидная красная грунтовка на основе оксида железа разделена на банки с двухкомпонентной краской, компонент А (краска) из эпоксидной смолы, красного оксида железа и других антикоррозийных пигментов, упрочняющего агента, антитонущего агента и т. д., компонент B является отвердителем, построение пропорции развертывания. Красный оксид железа является своего рода физическим антикоррозионным пигментом, его природа стабильна, сильная укрывистость, мелкие частицы могут оказывать хороший экранирующий эффект в лакокрасочной пленке, обладают хорошими антикоррозийными характеристиками. Эпоксидная красная грунтовка на основе оксида железа на стальной пластине и верхний слой эпоксидной краски имеют хорошую адгезию, быстро сохнут при комнатной температуре, верхний слой поверхностной краски не растекается, чаще используется в стальных трубопроводах, резервуарах, антикоррозионных проектах стальных конструкций. , как грунтовка против ржавчины.

4.2 средний слой краски

Краска среднего слоя обычно представляет собой эпоксидную слюду и эпоксидную краску со стеклянной чешуей или густую эпоксидную суспензионную краску. Эпоксидно-слюдяная краска изготавливается из эпоксидной смолы в качестве основного материала путем добавления слюдяного оксида железа, микроструктура слюдяного оксида железа похожа на чешуйчатую слюду, ее толщина составляет всего несколько микрометров, а диаметр - от десятков микрометров до ста микрометров. Это высокая термостойкость, стойкость к щелочам, кислотам, нетоксичность, чешуйчатая структура предотвращает проникновение среды, улучшенные антикоррозионные характеристики, низкая усадка, шероховатость поверхности, является отличным средним слоем антикоррозионной краски. Эпоксидная стеклянная краска представляет собой эпоксидную смолу в качестве основного материала, хлопьевидную стеклянную окалину в качестве заполнителя, а также различные добавки, состоящие из густой антикоррозионной краски лопастного типа. Толщина стеклянной окалины составляет всего от 2 до 5 микрон. Поскольку чешуйки располагаются слоями сверху и снизу покрытия, образуется уникальная защитная структура.

4.3 верхний слой

Краски, используемые для финишных покрытий, можно разделить на три класса по цене:

(1) Обычный сорт — это эпоксидная краска, краска на основе хлорированного каучука, хлорсульфированный полиэтилен и т. д.;

(2) Средний класс – полиуретановая краска;

(3) Более высокий класс — это полиуретановая краска, модифицированная силиконом, акриловое верхнее покрытие, модифицированное силиконом, фторсодержащая краска и так далее.

Эпоксидная краска после химического отверждения, химическая стабильность, плотное покрытие, сильная адгезия, высокие механические свойства, устойчива к кислоте, щелочи, соли, может противостоять коррозии в различных химических средах.

5. При выборе антикоррозионной краски следует учитывать несколько моментов.

5.1 Следует учитывать соответствие условий применения конструкции и ассортимента красок, выбранных с учетом агрессивной среды (тип, температура и концентрация), газовой фазы или жидкой фазы, жарких и влажных помещений или сухих помещений и других помещений. условия отбора. Для кислой среды можно использовать краску на основе фенольной смолы с лучшей кислотостойкостью, а для щелочной среды следует использовать краску на основе эпоксидной смолы с лучшей устойчивостью к щелочам.

5.2 Необходимо учитывать возможности условий строительства. Некоторые из них подходят для нанесения кистью, некоторые — для распыления, некоторые — для естественной сушки с образованием пленки и так далее. Для общих условий рекомендуется использовать сухую, легко распыляемую краску холодного отверждения.

5.3 Учитывайте правильность подбора покрытий. Поскольку большая часть краски представляет собой органический коллоидный материал в качестве основного материала, каждый слой пленки окрашивается, неизбежно существует множество исключительно мелких микропористых, коррозийных сред, которые все еще могут проникать в эрозию стали. Таким образом, конструкция нынешней краски имеет не однослойное, а многослойное покрытие, цель состоит в том, чтобы свести микропористость к минимуму. Между грунтовкой и верхним слоем должна быть хорошая адаптация. Например, винилхлоридная краска и фосфатирующая грунтовка или алкидная грунтовка с железным красным, поддерживающая использование хороших результатов, и не может использоваться с грунтовкой на масляной основе (например, красной краской на масляной основе), поддерживающей использование. Поскольку перхлорэтиленовая краска содержит сильные растворители, они разрушают грунтовочную пленку.

Очень важно хорошо провести работу по борьбе с ржавчиной и коррозией, чтобы способствовать развитию строительства стальных конструкций, экономии материалов, продлению срока службы зданий, обеспечению безопасного производства и снижению загрязнения окружающей среды.