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热喷涂防腐涂层在大气环境中的应用

时间:2016-12-06 09:27来源:www.zglwb.com 作者:刘文超 点击:
摘 要:文章简要概述了大气腐蚀的环境因素、具体类别以及热喷涂工艺原理,随着我国科学技术的快速发展,热喷涂技术以及工艺必将不断得以创新与完善,受到更多领域的推崇。然后在此基础上,对大气环境中防腐蚀方面热喷涂工艺的具体应用进行分析,希望可以为相

  摘 要:文章简要概述了大气腐蚀的环境因素、具体类别以及热喷涂工艺原理,随着我国科学技术的快速发展,热喷涂技术以及工艺必将不断得以创新与完善,受到更多领域的推崇。然后在此基础上,对大气环境中防腐蚀方面热喷涂工艺的具体应用进行分析,希望可以为相关人员提供有效资料,提高我国大气防腐蚀施工水平。 毕业论文格式

  关键词:热喷涂 防腐涂层 大气环境 应用分析 

  自20世纪初期开始,人们开始高度关注钢大气腐蚀问题,对大气环境中腐蚀影响因素以及腐蚀规律的探究也越来越深入,与此同时,人们也普遍开始研究钢结构的长效防腐工艺以及具体方法,例如:阴极保护技术、防腐蚀涂料以及热喷涂技术等。通过相关科研人员的长期实验以及实践验证,其中属于表面强化技术的热喷涂技术不仅可以提高设施装备的使用性能,还能延长其使用年限,因此,受到了大气环境防腐蚀领域的广泛应用与大力推广。 

  1 大气腐蚀 

  1.1 大气腐蚀的环境因素 

  大气腐蚀属于一种常见性的环境腐蚀现象,影响大气腐蚀的环境因素非常多,就宏观层面而言可以划分为两大种类:第一,气象因素,主要涵盖日照时数、风向风速、降水、气温以及湿度等;第二,污染物因素,主要涵盖氯离子、二氧化氮、氨气、硫化氢以及二氧化硫等。相关科研人员经过长期研究发现,其中对大气腐蚀性影响效应最强的因素有三方面:第一,盐离子含量—污染物因素;第二,二氧化硫含量—污染物因素;第三,大气温度超过0 ℃时,湿度在80%以上的时期—气象因素。 

  1.2 大气腐蚀分类 

  根据电解质薄膜状态、存在形式以及金属表面湿度程度的差异,大气腐蚀可以被划分为三个类别:第一,干大气腐蚀;第二,潮大气腐蚀;第三,湿大气腐蚀。由于大气相对湿度会直接影响金属腐蚀速率,而且湿度之间存在临界点,因此,大气湿度越大,金属表面越易出现结露现象,导致金属表面电解质膜存在周期延长,进而加大金属表面的腐蚀速率。除此之外,大气相对湿度如果超过临界湿度,也会加快金属表面的腐蚀速率。一般情况下,相关人员在研究大气腐蚀过程中,会通过综合考虑大气腐蚀的污染物状况以及环境因素,将其划分为以下三个类别:第一,乡村大气。即大气中不含有强烈化学污染物质,但含有无机物尘埃以及大量有机物,该类型大气的组分多为通常成分,例如:二氧化碳、氧气以及水分等,并不具有较强的腐蚀性。第二,工业大气。该类气体中普遍含有氨气、硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化碳以及二氧化硫等,虽然含油量较小,但也会给钢铁造成较为严重的腐蚀危害,其中腐蚀性最为显著的便是二氧化硫。在工业大气环境下,钢铁材料的腐蚀速率平均值相对而言较大,约为干燥大气环境中的50倍。第三,海洋大气。该种气体具有较大的相对湿度,而且环境中所含有的海洋粒子量较大。海洋粒子表面上所存在的金属腐蚀物以及盐分均具有非常大的吸湿性,如果其发生沉降,被金属表面吸附,与水膜相溶,便会产生较强的腐蚀介质,进而腐蚀金属表面。盐颗粒与金属表明接触后,由于其具有较强的吸潮性,会促使金属表面液膜更具导电性,加之氯离子具有非常大的侵蚀性,会加快金属表面的腐蚀速率。一般情况而言,海洋结构环境下,钢铁结构的腐蚀速率要比工业大气环境下的腐蚀率略高。如果工业大气环境位于海滨地区,即海洋性工业大气,此类气体内部不仅含有大量的化学污染物质,还含有海洋粒子,会给钢铁结构造成巨大的腐蚀危害。 

  2 热喷涂技术 

  热喷涂技术作为一种涂层技术,主要是借助热源,例如:燃烧火焰等离子弧或是电弧等,加热处理丝状,或是粉末状的非金属材料或是金属材料,使其呈现为半熔融,或是熔融状态,然后按照特定速率将其喷射于基体的预处理表面。热喷涂技术具有多方面优势,例如:工艺简便、工件不限、涂层广泛以及方法繁多等,现阶段,受到了我国过个国民经济行业领域的广泛应用及大力推广,例如:生物工程领域、轻工机械领域、交通运输领域、机械制造领域、石油化工领域、国防领域、能源领域、冶金领域以及航空航天领域等。 

  热喷涂技术不仅可以在新品制造过程中充当保护技术,还能在旧品修复中充当维修技术。通过不同工艺方法应用性能不同的涂层材料,可以促使设备实现多种涂层功能,例如:远红外辐射、导电绝缘、电磁屏蔽吸收、催化功能、热障功能、抗高温氧化、耐腐蚀以及耐摩擦等。而耐腐蚀涂层便受到了大气环境下钢铁工业的广泛应用。 

  3 大气腐蚀中热喷涂技术的应用 

  大气环境中的防腐涂层主要有两种类型:第一,金属涂层,主要包含铝镁合金涂层、锌铝合金涂层、喷铝涂层以及喷锌涂层等;第二,金属-非金属涂层,该类型防腐涂层属于组合型防护涂层体系,主要构成部分有非金属涂层、合金涂层、喷铝涂层以及喷锌涂层。其中喷铝涂层以及喷锌涂层均需要应用热喷涂工艺,例如:火焰喷涂、电弧喷涂等,具有非常高的喷涂效率。喷铝涂层以及喷锌涂层的防腐应用对象多为常温环境下的钢铁基体。就碱性介质而言,喷锌涂层的防腐蚀性相对比喷铝涂层要更好,而就酸性介质而言,却远不如喷铝涂层。对锌铝二者的特性进行有效整合而形成的锌铝合金涂层,在综合性能方面,要显著优于铝涂层与锌涂层。铝镁合金无论在多恶劣的环境下,均具有较高的适用性,耐腐蚀性能非常显著。 

  而金属-非金属涂层体系,以金属包裹钢铁基体,会形成一种阳极性涂层;然后以非金属包裹金属涂层,可以有效隔离大气环境与金属涂层。非金属涂层的构造组分主要有两个,分别为耐蚀涂料面层、封孔涂料底层,其主要构造物均为有机涂料,主要能效是对金属涂层孔隙区域进行有效封堵,以此提高金属涂层的抗腐蚀性能。金属-非金属涂层体系的应用,在很大程度上弥补了传统金属涂层的不足之处,促使防腐涂层更具耐蚀性,有利于延长钢铁基体的使用年限。由此可见,利用热喷涂技术对港口码头、工业设施、电厂以及桥梁等长期处于海洋大气以及工业大气环境中的钢铁结构进行防腐处理,具有非常显著的现实意义。 

  现阶段,我国桥梁钢结构防腐领域对热喷涂防腐涂层工艺的应用已经趋于成熟,例如:钢桥面防腐、钢箱梁防腐以及斜拉桥斜拉索防腐等。除此之外,还有很多工程也广泛应用热喷涂技术,且取得了非常良好的应用效果。例如:我国某跨海大桥,其所处环境为海洋大气环境,大气中含有大量的盐离子,钢结构极易受到严重腐蚀。施工人员为了保证钢结构稳定,择取金属表面热喷涂以及重防腐组合体系措施,对钢结构进行防腐处理,有效提高了钢结构的耐蚀性,在很大程度上提高了该工程的经济效益以及社会效益。除此之外,热喷涂防腐涂层工业也在输电领域、港口领域、交通设施领域有着诸多成功应用案例,例如:上海南桥500 000 kW变电站、宝钢马迹山港以及上海磁悬浮列车等,由此可见,热喷涂防腐涂层在大气环境防腐方面的应用能效非常显著,应用前景十分广阔。 

  4 结语 

  综上可知,热喷防腐涂层技术可以有效保护大气环境下钢结构稳定,应用价值非常可观。而随着我国科学技术的快速发展,热喷涂技术以及工艺必将不断得以创新与完善,受到更多领域的推崇。 

  参考文献 论文范文

  [1] 萧以德,付志勇,朱鹏,等.热喷涂锌-铝合金涂层对钢结构防护性能研究[J].热喷涂技术,2010(2):19-25. 

  [2] 王麒,陶诗君,萧以德,等.热喷涂锌-铝合金涂层对钢结构防护性能研究[J].公路交通科技,2010(S1):49-55. 

  [3] 黄钰,程西云.电弧喷涂锌铝合金涂层的防腐机理和应用现状[J].热加工工艺,2014,43(4):9-11. 

  [4] 张婧,姜源庆,孔祥峰,等.热喷涂技术在防腐工程中的应用和研究进展[J].全面腐蚀控制,2014,28(9):16-20. 

  [5] 康壮苏,沈亚郯,吴子健.广州新电视塔钢结构热喷涂防腐蚀方案探讨[J].有色金属(冶炼部分),2006(Z1):83-87. 


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