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热喷涂耐蚀涂层的发展及趋势

随着西气东输、南水北调工程的实施,水工钢结构的使用迅速增加,开发一种新型的水工钢结构防腐技术对降低工程造价、延长工程寿命十分重要,为此将各种金属涂层优势互补的金属热喷涂金属阶梯涂层正在逐步运用到水工钢结构中,成为金属防腐新技术。
  金属热喷涂是在同一工件基体上叠加喷涂,先用锌涂层作为底层,再用不锈钢涂层作为面层,最终形成阶梯涂层,运用到水工钢结构中,经过大量研究与试验获得了既经济、又满意的防腐效果。其原理是利用某种形式的热源将金属喷涂材料加热,使之形成熔融状态的微粒,这些微粒在动力的作用下以一定的速度冲击并沉附在基体表面上,形成具有一定特性的金属涂层。水工钢结构件等基体材料的表面经过热喷涂技术处理,得到了耐腐蚀、耐磨蚀的金属保护涂层,从而增强水工钢结构件耐腐、耐磨的性能。
  可用于金属喷涂的材料较多,如锌、不锈钢等。其中不锈钢涂层具有耐磨损及保护周期长等特点;锌涂层不仅具有覆盖、耐腐蚀作用,更重要的是具有阴极保护功能(原电池原理)。它们是水工钢结构防腐喷涂的重要材料,因此得到广泛应用。
  热喷涂金属阶梯涂层的工艺流程分4个环节。一是钢结构表面处理,二是热喷涂锌,三是喷涂不锈钢,四是涂装环氧云铁。涂装环氧云铁采用手工刷涂结合空气喷涂方法,要求无刷痕、无起泡、无流挂、无漏喷,银灰色外观整洁、匀称。
  2002年江苏省三河闸钢结构防腐公司在国家重点工程淮河入海水道滨海枢纽立交地涵水工钢结构防腐中较早应用了该技术。阶梯涂层底层做到了锌层颗粒细、孔隙小、涂层均匀、密实性好,锌层厚度达到设计要求。由于锌层的厚度仅为原来的一半而使附着力变得很强,不锈钢涂层覆盖其上呈灰黑色并呈颗粒较粗、孔隙较大,但坚硬、耐磨。因叠加喷涂厚度仅是原来的一半故附着力也好,对锌层有很好的保护作用。施工最后采用环氧云铁涂料封闭,用氯化橡胶铝粉漆作面漆,防水、防渗性能好。经水利部上海勘测设计院和江苏省质量检测中心对各道工序分别检测,热喷涂金属阶梯涂层质量优良、满足设计要求。
  与常用喷涂技术的对比,该技术具有明显的综合优势。从质量方面看,喷锌表面硬度较差、耐磨性不足、抗破坏性弱,喷涂不锈钢防腐效果较差、易锈蚀、表面粗糙、渗水性强、覆盖密实性差、易剥落,热喷涂金属阶梯涂层无法满足水工钢结构水下防腐的需要。从经济效益分析,单独选用喷涂不锈钢工艺防腐,初始投资成本较之选用喷锌高,虽然不锈钢涂层坚硬耐摩、保护周期可达45年之久,但对水工钢结构水下工程防腐并不适用;单独选用喷锌工艺防腐,虽然初始投资较之比选用不锈钢和热喷涂金属阶梯涂层防腐工艺低,但锌层耐磨性能差(保护周期仅15年),特别是闸门水线附近等一些经常受摩擦、冲刷部位,工程寿命周期成本随之增高;热喷涂金属阶梯涂层防腐技术涂层耐磨损,外观整洁,覆盖均匀、密实,保护周期长,防腐性能好,抗破坏性强,不需组织二次施工,显著降低了工程寿命周期成本,是首选的水工钢结构防腐技术。
  我国江河湖泊众多,海岸线较长、水利工程较多,同时南水北调等工程将修建大量的水工建筑物,水工钢结构防腐工作面广量大。水工钢闸门各部分运行过程中,在水上、水下、水线受腐蚀与破坏程度均不一样、磨损程度不一,如闸门滚轮、轨道等埋件受滚轮摩擦,保护层极易损坏。这种复杂的腐蚀情况对防腐提出了极高要求。而热喷涂金属阶梯涂层防腐技术经济、实用,又能达到预期的效果,故应大力推广使用。

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