超音速電弧噴涂熱噴涂長效防腐涂裝工藝

因為鋼鐵結構長期處在各種氣氛（包括海洋、產業城市、田野、礦井）、不同水質介質的腐蝕環境中，均受到不同程度的侵蝕。據資料先容，全世界每年出產的鋼鐵約有十分之一變成鐵銹，大約有３０％的鋼鐵設備因侵蝕而失效。產業發達國家，每年因為金屬侵蝕造成的直接經濟損失占國民經濟總產值的２－４％，我國這方面的損失每年也達上千億元。

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超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層，外加封鎖處理，就可以制備長效防護復合涂層。有效防護期一般可達２０－３０年，最長有效期外國已有６０年之久的記實。跟著我國電弧噴涂熱噴涂技術的發展與進步，鋅、鋁及其它合金涂層將逐漸取代傳統的刷漆工藝，在某些領域里應用超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁涂層也代替了大部門熱浸鍍鋅工藝。這里以超音速熱噴涂鋅、鋁涂層為例，扼要先容長效防腐工藝的機能。

鋅、鋁長效防護復合涂層的機能

１、鋅、鋁涂層的防護機理

研究表明，鋼鐵在大氣和水介質中因為電化學侵蝕原因，在沒有保護的情況下，碳鋼的均勻侵蝕速度比鋅高５－２０倍，比鋁高４０－１００倍。采用普通的油漆防護時，因為油漆與鋼鐵基體的粘附強度低、耐沖洗和顆粒磨損能力低、使用過程中老化變質等原因，往往輕易造成局部涂層損失脫落、而使鋼鐵基體銹蝕，導致油漆層大面積起泡脫落，致使短期內防護失效。

超音速電弧噴涂熱噴涂鋅、鋁復合涂層對鋼鐵基體有雙重保護作用。

一方面，經由封鎖處理的涂層可以起到物理籠蓋作用。將鋼鐵與水和空氣等侵蝕介質隔離開來，從而起到防護作用；另一方面，當涂層有孔隙、裂紋或損壞時，因為鋅和鋁的電化學機能比較活潑，電極電位比鋼低，構成侵蝕電池時，鋅或鋁是負極，鐵是正極，鋅、鋁失去電子，變成離子進入電解質溶液中而被侵蝕，其自由電子流向鋼鐵，使鋼鐵極化而受到保護。

鋁是一種活性很強的金屬，很輕易與氧結合，天生一層致密、堅硬的氧化保護層，有效的防止鋁涂層進一步氧化。而且噴涂過程中，鋁變成負電性更強的活化狀態，能更好的對鋼鐵基體起陰極保護作用。

噴涂后采用低粘度涂料，對涂層進行封孔處理并加一、二道面漆，成為以金屬為基礎的復合涂層，將進一步明顯進步涂層防蝕能力，延長保護周期。

因為超音速電弧噴涂（熱噴涂）時鋅或鋁呈熔融液噴射到經由粗化處理的鋼鐵表面上，熔融有較大的熱能，獲得比有機涂層進一步氧化。而且噴涂過程中，鋁變成負電性更強的活化狀態，能更好地對鋼鐵基體起陰極保護作用。

噴涂后采用低粘度涂料，對涂層進行封孔處理并加一、二道面漆，成為以金屬為基礎的復合涂層，將進一步明顯進步涂層防護能力，延長保護周期。

２、超音速電弧噴涂鋅、鋁涂層的特點

鋼鐵結構件采用噴涂鋅、鋁涂層加封鎖涂裝保護，形成長效防護復合涂層，與一般有機涂層比擬有其凸起特點：

１）防護期長：噴鋅、噴鋁復合涂層、防護有效期一般可達２０－３０年，在大氣中最長有效期國外達６０年之久的記實，而有機涂裝的防護期一般為３－８年。

２）結合強度比有機涂層高，達到２－３kgf/mm2。

３）耐高溫：噴鋁涂層經擴散處理，可在９００℃高溫下抗氧化；鋅涂層亦可承受４５０℃。

４）不存在老化變質題目。

５）耐磨、耐沖洗、抗擦傷機能好。

３、噴鋅、噴鋁涂層的比較

噴鋅涂層是國外應用最早的一種陰極保護涂層，６０年代以前長效防護大部門采用噴鋅涂層。但是因為（１）鋅層是一種犧牲陽極材料，因此噴鋅涂層的防腐速率比噴鋁涂層高，其耐蝕期與厚度成正比，要達到長效防蝕、噴鋅涂層應有一定厚度；（２）鋅的密度（7.09/cm3）。比鋁（2.7cm3）高2.6倍，因此噴涂相同厚度的涂層，鋅的消耗量是鋁的2.6倍。國外資料報道，噴涂等效涂層厚度的情況下，鋅比鋁涂層本錢貴一倍；（３）噴鋅所形成的ZnO粉塵對人體呼吸道有危害；（４）噴鋅時因為空氣中CO含量不足，不能形成不亂的ZnCO3保護膜，而易松散的Zn(OH)2，在鋅涂層上產生很多“白銹”，侵蝕率升高；（５）因為產業區大氣、城市大氣中SO2含量較高，使雨水酸度增加，也能破壞ZnCO3膜的不亂性，使鋅涂層侵蝕速率加快。

跟著新型電弧絲材噴涂技術的發展，目前國際上大型鋼鐵構件廣泛采用噴鋁長效防護涂層。噴鋅涂層除繼承在鄉村大氣、談水和偏堿性氣氛中使用外、正逐漸被噴鋁涂層所代替。

噴鋅、噴鋁涂層侵蝕速率與其使用環境介質的PH值緊密親密相關。一般來說，噴鋅涂層用于弱堿性前提下為好，噴鋁涂層最好用于中性或酸性前提下。

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