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热喷铝涂层在钢结构长效防腐蚀工程中的应用

发布时间:2019-03-11 10:33:00 点击:
  钢结构工程的腐蚀问题对建筑企业以及人类社会造成?#21496;?#22823;的经济损失,随着热喷铝涂层研究的不断深入,许多建筑工程企业都开始利用该材料作为钢结构工程的长效防腐蚀材料,实践证明,热喷铝涂层防腐技术在钢结构工程防腐蚀方面的作用是极大的,与其它材料相比,这种材料的防腐时间更长、效果更明显。本文就针对热喷铝涂层在钢结构长效防腐蚀工程方面的应用进行了探讨。 
  1 热喷铝涂层防腐蚀技术的研究历史及现状 
  20世纪30年代,热喷涂防腐蚀技术开始在实际生活中投入应用,为了证实和提高该技术工艺的防腐蚀效果,在几十年的时间内,许多国家都投入大量经费进行研究,其应用领域也随着理论的创新而不断扩大,1953年,美国焊接学会首先对热喷铝涂层的防腐蚀性能进行了试验。在该实验结果提出之后,1977年,英国在《钢结构防腐蚀技术标准》中规定:只有采用热喷铝涂层作为防腐材料的钢结构工程可以在二十年的时间之内不用维护。目前,该技术已经在欧美等发达国?#19994;?#21040;广泛应用,热喷铝涂层的相应防腐设备和产品也逐渐增多,近年来,我国也?#38109;?#20110;热喷铝涂层防腐技术的研究,并在许多方面取得了成效,但与国外发达国家相比,我国热喷铝涂层防腐的技术工艺仍然相对落后,需要相关科研机构的人员在理论和实践方面的研究进一步创新和深入。 
  2 热喷铝涂层长效防腐蚀技术原理 
  2.1 热喷涂技术原理 
  热喷涂层是一种金属涂层,该技术工艺的主要的热?#35789;?#30005;能,利用热源将金属材料熔化,然后再通过压缩空气将雾化后的金属熔滴喷射到工体表面,这样就能在表面形成一种具有一定数量孔隙的组织结构,该组织结构是由无数的微粒结合在一起并相互融合组成的,涂层表面的孔隙率与喷涂技术息息相关,在进行喷涂之前,考虑到喷涂材料与被喷涂工件的结合强度,一般应对被喷涂工件表面进行处理,尽量保持工件表面干净平整。按照性质的不同,热喷涂工艺可分为爆炸喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂等,在钢结构工程领域应用得比较多的是电弧喷涂工艺,该防腐工艺的结合强度高,生产效率及能源利用率也比较高,对于钢构件的防腐来说性能较好,热喷涂工艺按照使用材料的不同可分为两种:粉末喷涂和线材喷涂,其中,线材喷涂应用的领域更广泛一些。 
  2.2 热喷铝涂层防腐蚀原理 
  目前,在防腐领域应用得比较多的材料主要有铝涂层、锌涂层以及锌铝合金涂层,这三种涂层对金属构件的保护作用都比较好,运用的主要原理是隔离原理和应急保护原理,隔离原理主要是通过涂层阻挡具有腐蚀性的介质进入金属构件,应急保护原理指的是通过涂层材料与腐蚀性介质相互作用而将腐蚀性介质的腐蚀作用清除,该原理主要适用于对金属构件的应急保护,一般来说,钢结构的长效防腐蚀工程适宜采用隔离原理。从化学性质上来看,铝涂层属于阳极性材料,钢构件属于阴级性材料,他们之间相互作用后会产生腐蚀原电,在腐蚀过程中,阳极材料对阴极材料的保护是通过自我牺牲实现的,阳极材料的腐蚀物彻底消耗需要花费的时间是比较长的,这就实现了对钢构件的长效保护,与锌涂层相比,铝涂层表面多了一层坚硬的氧化膜,这就使其使用的寿命更加长,对钢结构的长效防腐蚀性能更好。 
  3 热喷铝涂层技术工艺的特点 
  3.1 喷涂工艺灵活 
  热喷铝涂层的应用限制条件较少,对工体大小并无挑剔,工件可大可小,其施工环境要求也不高,室外现场施工或者室内施工都可以,该技术工艺的效率也是比较高的,尤其是在一些大型的钢结构工程中。 
  3.2 被喷涂材料种类多 
  由于热喷铝涂层对被喷涂材料的高强度结合,该涂层对被喷涂材料的选择比较灵活,接受涂层的材料既可以是金属材料,也可以是非金属材料、既可以是纸张、也可以是木材。 
  3.3 涂层结合力强 
  热喷铝涂层的热源比较丰富,可以是电能、火焰能等,这些热源所提供的热能是极大的,可对铝涂层进行高速熔化,并使之与被喷涂材料实现完美结合, 其超强的结合力对工件能起到长效的防腐蚀作用。 
  3.4 涂层较厚 
  施工人员在进行热喷涂?#20445;?#21487;根据工程质量的要求,采用最?#23454;?#30340;喷涂厚度,铝涂层本身比?#20808;?#26131;熔化,因此,在施工中的厚度一般比其他材料的厚度更大,这样才能对钢构件起到更好地保护作用。 
  3.5 成本低 
  热喷铝涂层的成本主要包括施工成本和后期维护成本,施工成本中最主要的是热源和喷涂材料成本,热源一般是比较大众化的能源,而铝材料的市场价格也不高,因此,该项环节的资金投入并不多,涂层的后期维护是比?#29616;?#35201;的环节,资金投入的项目主要包括人员资金、维护材料资金等,维护人员一般是工程项目的施工人?#20445;?#19988;人员的需求量也不大,维护所需材料并不多,因此,后期维护成本也是比?#31995;?#30340;。 
  3.6 环境污染小 
  热喷铝涂层在施工过程中运用的施工工艺比较简单,施工所需的材料也不多,而且大多数都是对环境污染较小的材料,所以,该技术工艺的环境污染较小。 
  4 热喷铝涂层在钢结构长效防腐蚀工程中的应用 
  4.1 机场钢构件防腐涂层 
  热喷涂技术在我国各领域的应用都比较广泛,由于其具有效益高、寿命长的特点,我国的大多数机场建设中也广泛采用这种材料作为钢结构长效防腐材料。例如,在厦门机场,1994年,热喷铝涂层技术在候机楼的护栏、钢桅杆建设中得到应用,设?#21697;槳钢?#35201;求所有钢构件表面都必须采用热喷涂工艺,基于候机楼钢构件形态各不相同,最终决定采用热喷铝涂层技术工艺,由于其厚度比其他材料的涂层高出一倍,且表面的复合防腐涂层也比较坚?#29627;?#38450;腐寿命得到大幅提高,事实证明,在很长的一?#38382;?#38388;内,该涂层都完好无损。在水和大气的环境下,钢构件容?#36164;?#21040;电化学腐蚀,碳钢的平均腐蚀?#26102;?#38109;高出4到100倍,因此,采用热喷铝涂层对钢构件的保护作用是极佳的,因为铝的熔点?#31995;停?#19982;钢铁等金属表面的而结合强度较高,且铝表面形成的氧化膜质地坚硬、不与水相融。所以,在钢构件的外层采用铝涂层的保护效果比较好,尤其是在南方的钢结构工程建设中,由于南方雨水的酸性强,对钢结构表面的侵蚀作用更大,而铝涂层在酸性环境中的耐腐性很好,因此,采用该材料作为防腐喷涂层效果更好。 
  4.2 在不锈钢制药设?#38050;?#30340;应用 
  目前,许多医药企业都采用不锈钢的材料作为制药设备的主要材料,一般来说,不锈钢材料的使用周期比较长,在各种环境中的适应能力也比较强,但为了使不锈钢制药设备的使用质量得到最大限度的保障,一些中西药制药厂都开始采用热喷涂工艺对钢结构制药设备进行保护,例如,福州市的一家中外合资制药企业为了防止新的抗菌素药品对储罐内壁所造成腐蚀,就采用热喷铝涂层作为药罐内壁的防腐层,经过多年的实践应用,该材料的防腐效果良好,对企业的健康发展起到?#21496;?#22823;的促进作用。 
  5 结语 
  纵观国内外热喷铝涂层技术工艺的发展?#38382;疲?#25105;国的热喷铝涂层技术工艺的应用与西方发达国家相?#28909;?#27604;较落后,尤其是在钢结构长效防腐蚀工程方面的应用显得尤为滞后,相关部门和人员应重视对技术的研究与应用。 
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