在热喷涂技术领域内,电弧喷涂得到了普遍应用,且现阶段性能最好的防腐涂层即为电弧喷涂锌铝合金涂层。未来发展中,金属材料表面保护涂层很有可能广泛运用本种技术,逐步替代传统的重防腐涂料。
1 锌铝合金涂层的防腐机理
电化学腐蚀在金属材料中十分常见;不管是大气、土壤,还是海水淡水,碳钢都容易遭受到腐蚀。海洋环境下要想促使钢基体的耐腐蚀性得到提升,可以将两种措施运用过来;一种是结合极化机理,阴极保护Fe,也就是降低Fe的电极电位;第二种方法则依据的是钝化机理,借助于阳极保护法升高Fe的电极电位。
1.1 氯离子环境下锌铝合金涂层的防腐机理
我国有专家在研究3%Na CL溶液中锌铝合金的电化学行为时,发现室温状态下,锌在铝中仅仅具有2%的最大溶解度,逐渐增大锌含量后,沿着晶间偏析富锌成分,有伪共晶组织出现于晶界,铝、锌形成了固溶体区域。可以溶解、沉积、再溶解划分锌铝合金的溶解过程。固溶体内的锌和铝相比,属于阳极性组分,而相较于固溶体,富锌成分也为阳极性组分,因为电偶腐蚀原理,会优先溶解电解质接触界面处的锌原子与富锌成分,导致有点蚀孔形成于锌铝合金表面,促使表面氧化膜完整性、致密性等遭到破坏,均匀溶解掉锌铝合金表面,通过一系列化学反应,有高电阻的表面膜在锌铝合金表面所覆盖。同时,析出的物质又可以剥离破坏表面膜,将新鲜的锌铝合金表面暴露出来,进一步扩大点蚀孔,破坏表面膜后,又修补表面膜,形成不断的循环。
1.2 锌铝合金土层中铝含量对涂层耐蚀性的影响
通常情况下,大部分人认为为了提升锌铝合金涂层的防腐效果,需要依据30%的标准控制铝的质量分数,但是因为锌铝具有十分不同的密度,增加了生产难度,现阶段还没有生产出来相应配比的锌铝合金。现阶段,目前能够生产出来的锌铝合金丝主要包括两种,锌铝质量分数比分别为85/15和80/20.近些年来,电弧喷涂技术的不断革新,除了将实心丝材作为喷涂丝材外,也有一些新型耐腐蚀粉芯丝材被研发出来。外皮与粉芯组成了粉芯丝材,外皮主要为金属外皮,里面包括合金粉末、不同类型的金属等。其将丝材和粉末的优势充分发挥出来,对粉末成分改变后,就可以促使涂层性能得到优化,且柔性加工制造要求也可以满足。通过研发粉芯丝材,促使高速电弧喷涂材料范围得到了进一步的拓展。
2 电弧喷涂锌铝合金防腐涂层的应用现状分析
实践研究表明,在金属材料表面防护强化范畴中,非常重要的一种技术为热喷涂技术,结合金属材料类型,对喷涂材料合理选择,可以促使金属材料表面的耐腐蚀性能得到有效提升和改善。电弧喷涂锌铝合金涂层在热喷涂防腐涂层中占据着十分重要的地位,其具有最好的性能和最为广泛的应用范围,经济性较高,在室外大型工程结构防护中比较适合采用本种技术。研究发现,利用电弧喷涂技术制作的锌铝合金土层,将锌涂层牺牲阳极的阴极保护作用以及铝涂层的钝化保护作用充分发挥了出来,避免人体受到氧化烧损以及氧化锌烟雾的影响,涂层的沉积效率得到了显著提升,进一步延长了钢构件的腐蚀寿命;在未来的发展中,油漆等重防腐涂料可能会逐步被锌铝涂层所取代,将其广泛运用到金属材料表面防腐保护之中。
有专家对钢结构受到热喷涂锌铝合金涂层的防护作用进行了研究,在大气、海水以及淡水等环境下的钢结构防护涂层体系中,仅仅热喷涂锌、铝以及锌铝合金涂层能够将超过20年的防腐寿命提供给钢结构,对于基础设施、装备等大型钢结构构件防腐保护实施中,非常适宜采用锌铝合金涂层。
也有专家研究了桥梁工程中电弧喷涂长效防腐技术的应用情况,对现阶段桥梁工程中广泛采用的两种防护技术进行了对比,发现重防腐涂料涂层技术仅仅拥有15年以内的免维护寿命,而电弧喷涂复合涂层技术则拥有20年-50年之间的免维护寿命。我国已经在数百座大型桥梁工程中运用了电弧喷涂锌基及铝基防腐涂层防护技术,具有较好的实际防护效果。此外,部分专家研究了电厂中电弧喷涂技术的应用情况,在电厂各种钢结构、循环管路长效防腐体系中,可以有机运用电弧喷涂锌铝合金涂层技术,和传统的重防腐油漆涂层体系相比,其免维护寿命更长,可以达到30年之久,且经过30年后,维护难度较小,工期较短,具有较高的经济效益与社会效益。
3 结语
综上所述,现阶段我国电弧喷涂长效防腐涂层研究领域中,将锌铝合金涂层的防腐机理及应用作为研究的重点。实践研究表明,相较于传统的重防腐油漆涂层技术与纯锌涂层和纯铝涂层,锌铝合金涂层具有更强的防腐作用,因此,在未来的发展中,钢结构防腐工程中将会更加广泛的运用电弧喷涂锌铝合金涂层技术。
摘要：钢材在海洋资源开发利用中发挥着十分重要的作用,在这个方面需要充分重视海洋环境下钢结构的长效防腐问题。实践研究表明,热喷涂技术具有一系列优势,对喷涂材料合理选择,可以促使金属材料表面耐腐蚀性能得到有效改善和提升。本文简要分析了电弧喷涂锌铝合金涂层的防腐机理和应用现状,希望能够提供一些有价值的参考意见。
关键词：电弧喷涂,锌铝合金,防腐机理,应用现状
参考文献
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