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| 熱噴鋁涂層在鋼結(jié)構(gòu)長效防腐蝕工程中的應(yīng)用 |
| 發(fā)布時間：2023/9/12 來源：中能興恒建設(shè)有限公司 閱讀：2550次 |
鋼結(jié)構(gòu)工程的腐蝕問題對建筑企業(yè)以及人類社會造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，隨著熱噴鋁涂層研究的不斷深入，許多建筑工程企業(yè)都開始利用該材料作為鋼結(jié)構(gòu)工程的長效防腐蝕材料，實(shí)踐證明，熱噴鋁涂層防腐技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程防腐蝕方面的作用是極大的，與其它材料相比，這種材料的防腐時間更長、效果更明顯。本文就針對熱噴鋁涂層在鋼結(jié)構(gòu)長效防腐蝕工程方面的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
1 熱噴鋁涂層防腐蝕技術(shù)的研究歷史及現(xiàn)狀
20世紀(jì)30年代，熱噴涂防腐蝕技術(shù)開始在實(shí)際生活中投入應(yīng)用，為了證實(shí)和提高該技術(shù)工藝的防腐蝕效果，在幾十年的時間內(nèi)，許多國家都投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行研究，其應(yīng)用領(lǐng)域也隨著理論的創(chuàng)新而不斷擴(kuò)大，1953年，美國焊接學(xué)會首先對熱噴鋁涂層的防腐蝕性能進(jìn)行了試驗。在該實(shí)驗結(jié)果提出之后，1977年，英國在《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：只有采用熱噴鋁涂層作為防腐材料的鋼結(jié)構(gòu)工程可以在二十年的時間之內(nèi)不用維護(hù)。目前，該技術(shù)已經(jīng)在歐美等發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，熱噴鋁涂層的相應(yīng)防腐設(shè)備和產(chǎn)品也逐漸增多，近年來，我國也致力于熱噴鋁涂層防腐技術(shù)的研究，并在許多方面取得了成效，但與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國熱噴鋁涂層防腐的技術(shù)工藝仍然相對落后，需要相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的人員在理論和實(shí)踐方面的研究進(jìn)一步創(chuàng)新和深入。
2 熱噴鋁涂層長效防腐蝕技術(shù)原理
2.1 熱噴涂技術(shù)原理
熱噴涂層是一種金屬涂層，該技術(shù)工藝的主要的熱源是電能，利用熱源將金屬材料熔化，然后再通過壓縮空氣將霧化后的金屬熔滴噴射到工體表面，這樣就能在表面形成一種具有一定數(shù)量孔隙的組織結(jié)構(gòu)，該組織結(jié)構(gòu)是由無數(shù)的微粒結(jié)合在一起并相互融合組成的，涂層表面的孔隙率與噴涂技術(shù)息息相關(guān)，在進(jìn)行噴涂之前，考慮到噴涂材料與被噴涂工件的結(jié)合強(qiáng)度，一般應(yīng)對被噴涂工件表面進(jìn)行處理，盡量保持工件表面干凈平整。按照性質(zhì)的不同，熱噴涂工藝可分為爆炸噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂等，在鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域應(yīng)用得比較多的是電弧噴涂工藝，該防腐工藝的結(jié)合強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率及能源利用率也比較高，對于鋼構(gòu)件的防腐來說性能較好，熱噴涂工藝按照使用材料的不同可分為兩種：粉末噴涂和線材噴涂，其中，線材噴涂應(yīng)用的領(lǐng)域更廣泛一些。
2.2 熱噴鋁涂層防腐蝕原理
目前，在防腐領(lǐng)域應(yīng)用得比較多的材料主要有鋁涂層、鋅涂層以及鋅鋁合金涂層，這三種涂層對金屬構(gòu)件的保護(hù)作用都比較好，運(yùn)用的主要原理是隔離原理和應(yīng)急保護(hù)原理，隔離原理主要是通過涂層阻擋具有腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)入金屬構(gòu)件，應(yīng)急保護(hù)原理指的是通過涂層材料與腐蝕性介質(zhì)相互作用而將腐蝕性介質(zhì)的腐蝕作用清除，該原理主要適用于對金屬構(gòu)件的應(yīng)急保護(hù)，一般來說，鋼結(jié)構(gòu)的長效防腐蝕工程適宜采用隔離原理。從化學(xué)性質(zhì)上來看，鋁涂層屬于陽極性材料，鋼構(gòu)件屬于陰級性材料，他們之間相互作用后會產(chǎn)生腐蝕原電，在腐蝕過程中，陽極材料對陰極材料的保護(hù)是通過自我犧牲實(shí)現(xiàn)的，陽極材料的腐蝕物徹底消耗需要花費(fèi)的時間是比較長的，這就實(shí)現(xiàn)了對鋼構(gòu)件的長效保護(hù)，與鋅涂層相比，鋁涂層表面多了一層堅硬的氧化膜，這就使其使用的壽命更加長，對鋼結(jié)構(gòu)的長效防腐蝕性能更好。
3 熱噴鋁涂層技術(shù)工藝的特點(diǎn)
3.1 噴涂工藝靈活
熱噴鋁涂層的應(yīng)用限制條件較少，對工體大小并無挑剔，工件可大可小，其施工環(huán)境要求也不高，室外現(xiàn)場施工或者室內(nèi)施工都可以，該技術(shù)工藝的效率也是比較高的，尤其是在一些大型的鋼結(jié)構(gòu)工程中。
3.2 被噴涂材料種類多
由于熱噴鋁涂層對被噴涂材料的高強(qiáng)度結(jié)合，該涂層對被噴涂材料的選擇比較靈活，接受涂層的材料既可以是金屬材料，也可以是非金屬材料、既可以是紙張、也可以是木材。
3.3 涂層結(jié)合力強(qiáng)
熱噴鋁涂層的熱源比較豐富，可以是電能、火焰能等，這些熱源所提供的熱能是極大的，可對鋁涂層進(jìn)行高速熔化，并使之與被噴涂材料實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合， 其超強(qiáng)的結(jié)合力對工件能起到長效的防腐蝕作用。
3.4 涂層較厚
施工人員在進(jìn)行熱噴涂時，可根據(jù)工程質(zhì)量的要求，采用最適當(dāng)?shù)膰娡亢穸�，鋁涂層本身比較容易熔化，因此，在施工中的厚度一般比其他材料的厚度更大，這樣才能對鋼構(gòu)件起到更好地保護(hù)作用。
3.5 成本低
熱噴鋁涂層的成本主要包括施工成本和后期維護(hù)成本，施工成本中最主要的是熱源和噴涂材料成本，熱源一般是比較大眾化的能源，而鋁材料的市場價格也不高，因此，該項環(huán)節(jié)的資金投入并不多，涂層的后期維護(hù)是比較重要的環(huán)節(jié)，資金投入的項目主要包括人員資金、維護(hù)材料資金等，維護(hù)人員一般是工程項目的施工人員，且人員的需求量也不大，維護(hù)所需材料并不多，因此，后期維護(hù)成本也是比較低的。
3.6 環(huán)境污染小
熱噴鋁涂層在施工過程中運(yùn)用的施工工藝比較簡單，施工所需的材料也不多，而且大多數(shù)都是對環(huán)境污染較小的材料，所以，該技術(shù)工藝的環(huán)境污染較小。
4 熱噴鋁涂層在鋼結(jié)構(gòu)長效防腐蝕工程中的應(yīng)用
4.1 機(jī)場鋼構(gòu)件防腐涂層
熱噴涂技術(shù)在我國各領(lǐng)域的應(yīng)用都比較廣泛，由于其具有效益高、壽命長的特點(diǎn)，我國的大多數(shù)機(jī)場建設(shè)中也廣泛采用這種材料作為鋼結(jié)構(gòu)長效防腐材料。例如，在廈門機(jī)場，1994年，熱噴鋁涂層技術(shù)在候機(jī)樓的護(hù)欄、鋼桅桿建設(shè)中得到應(yīng)用，設(shè)計方案中要求所有鋼構(gòu)件表面都必須采用熱噴涂工藝，基于候機(jī)樓鋼構(gòu)件形態(tài)各不相同，最終決定采用熱噴鋁涂層技術(shù)工藝，由于其厚度比其他材料的涂層高出一倍，且表面的復(fù)合防腐涂層也比較堅硬，防腐壽命得到大幅提高，事實(shí)證明，在很長的一段時間內(nèi)，該涂層都完好無損。在水和大氣的環(huán)境下，鋼構(gòu)件容易受到電化學(xué)腐蝕，碳鋼的平均腐蝕率比鋁高出4到100倍，因此，采用熱噴鋁涂層對鋼構(gòu)件的保護(hù)作用是極佳的，因為鋁的熔點(diǎn)較低，與鋼鐵等金屬表面的而結(jié)合強(qiáng)度較高，且鋁表面形成的氧化膜質(zhì)地堅硬、不與水相融。所以，在鋼構(gòu)件的外層采用鋁涂層的保護(hù)效果比較好，尤其是在南方的鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，由于南方雨水的酸性強(qiáng)，對鋼結(jié)構(gòu)表面的侵蝕作用更大，而鋁涂層在酸性環(huán)境中的耐腐性很好，因此，采用該材料作為防腐噴涂層效果更好。
4.2 在不銹鋼制藥設(shè)備中的應(yīng)用
目前，許多醫(yī)藥企業(yè)都采用不銹鋼的材料作為制藥設(shè)備的主要材料，一般來說，不銹鋼材料的使用周期比較長，在各種環(huán)境中的適應(yīng)能力也比較強(qiáng)，但為了使不銹鋼制藥設(shè)備的使用質(zhì)量得到最大限度的保障，一些中西藥制藥廠都開始采用熱噴涂工藝對鋼結(jié)構(gòu)制藥設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，例如，福州市的一家中外合資制藥企業(yè)為了防止新的抗菌素藥品對儲罐內(nèi)壁所造成腐蝕，就采用熱噴鋁涂層作為藥罐內(nèi)壁的防腐層，經(jīng)過多年的實(shí)踐應(yīng)用，該材料的防腐效果良好，對企業(yè)的健康發(fā)展起到了巨大的促進(jìn)作用。
5 結(jié)語
縱觀國內(nèi)外熱噴鋁涂層技術(shù)工藝的發(fā)展形勢，我國的熱噴鋁涂層技術(shù)工藝的應(yīng)用與西方發(fā)達(dá)國家相比仍比較落后，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)長效防腐蝕工程方面的應(yīng)用顯得尤為滯后，相關(guān)部門和人員應(yīng)重視對技術(shù)的研究與應(yīng)用。
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