起重机防腐有效途径研究

1、起重机防腐有效途径研究伴随着我国工业技术的迅速发展，工业结构发生了深刻变化，工 业生产门类日益增加，工业生产环境R益复杂和多样化。特别是随着 石油化工、海洋化工、航海运输业的发展，有腐蚀性的作业环境和领 域愈来愈广，普通的起重机械很难适应这种腐蚀性环境1, 2。还有一些电镀.酸洗、蒸煮、热处理、铸造.船用的起重机械，常常由 于金属结构腐蚀造成整机可靠性下降、寿命缩短、电气漏电失效，以 至于岀现设备毁坏和人身事故灾害。统计显示，全世界每年因金属腐 蚀造成的损失达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的经济损失也占 了国民总值的4%3。而起重机械金属结构占整机重量的90%以上, 因此研究起重机械的腐蚀

2、机理及防护措施有重要的现实意义。1起重机械金属结构腐蚀机理起重机械金属结构的腐蚀，主耍是由于在常温大气环境中使用, 受空气中的水分和其他污染物的化学、电化学的作用而引起的，它是 在金属结构表而极薄的一层水膜下进行的，这些水膜是由于水分的直 接沉降或由于大气温度的突然变化而产生的凝露。这些水膜又能溶入 大气中的气体（如02. CO2、SO2、H2S等）、盐类、尘土及其他污染物，再加上起重机械在生产制造、运输及使用过程中人为污染因素, 所有这些都会提高水膜的导电性而使腐蚀过程加速。当金属表而形成 连续的电解液层时，便形成电化学腐蚀过程。一方而，含02水膜中 由于氧的去极化作用产生吸氧腐蚀，其总的反

3、 应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22Fe(OH)2+2H2O+O2=2Fe(OH)3 整个过程表现为阴极得电子O2+2H2O+4eT4OH-,在阳极铁被氧化成Fe2+, Fe-2eTFe2+,在形成的Fe(OH)3及脱水后的Fe2O3,便是铁锈的主要成分。另一方面，金属表而电解质溶液中会溶有一定的暈的C02、S02、H2S等，加上水的电离便产生析氢反应，即：H20二H+OH-CO2+H2O二H2CO3二H+HCO-3 铁及其杂质在 H+. OH-、HCO-3 等离子溶液中形成腐蚀电池，Fe-2eTFe2+, Fe2+2OH-=Fe(OH)2,水膜中的H+从阴极中获得电子生成H2放岀

4、，即2H+2eTH2。产物Fe(OH)2继续氧化形成的Fe(OH)3及脱水后形成Fe2O3。上述金属结构发生的腐蚀过程表明，起重机械金属结构都是作为 阳极发生氧化反应而遭受到腐蚀，整个过程具有以下三个环节组 成:在阳极金属失去电子变成金属离子进入溶液，Fe-2eTFe2+。电子由阳极流向阴极。在阴极，流来的电子被溶液中能吸收电子的物质接受生成还原物质(2H+2eTH2, O2+2H2O+4eT4OH-)。在这三个环节中进行最慢的一个环节将决定金属结构整个腐蚀过程的速度3, 4。起重机械金属结构的腐蚀按照发生的部位分均匀腐蚀和局部腐蚀。均匀腐蚀是指腐蚀介质对不能形成保护膜的材料表面的均匀腐蚀。它

5、能使材料厚度逐渐减薄，使材料产生韧性破坏。局部腐蚀是指腐蚀介质通过各种形式作用在金属结构的局部部位, 对金属产生的腐蚀作用。包括孔腐蚀、缝隙腐蚀.晶间腐蚀、应力腐 蚀.氢腐蚀等。孔腐蚀通常发生在表而上有钝化膜或有保护膜的金属结构上，当钝化膜被局部破坏，微小的破口处和破口周围的膜形成两 极，产生电化腐蚀;缝隙腐蚀发生在起重机械金属结构焊接的焊缝处, 焊缝易沉积腐蚀物质，腐蚀破坏将由缝隙开始延伸逐渐扩大;晶间腐 蚀是由金属表而沿晶界向内部深入，使晶界呈网状腐蚀，使金属的强 度、塑性下降;氢腐蚀是指在高温高压下，氢侵入金属表面，与某种 元素发生化学反应，使金属被破坏。但无论是均匀腐蚀还是局部腐蚀,

6、发生腐蚀的机理都是一样的。2起重机械金属结构防腐蚀的措施根据起重机械金属结构的电化学腐蚀原理，从三个环节和腐蚀的 部位来看，必须消除产生腐蚀电池的各种条件，只有防止或破坏腐蚀 电池的形成，防止电解溶液在金属表而沉降和凝结，才能够防止各种 腐蚀介质的侵入，完成金属结构的防腐过程。2. 1金属结构表面涂料涂装法涂料涂装法利用涂料的屏蔽作用（即达到一定厚度而致密无孔的涂膜能够把金属与环境隔离开，阻止腐蚀 进程）、缓蚀作用（一些氧化性的颜料与钢铁接触时能够发生一定的化 学反应，形成保护膜，使金属表面钝化，提高涂层的保护作用）和电 化学保护作用（在涂料中使用活性比铁高的填料，如锌，会起到牺牲 阳极的保护

7、作用）。在起重机械行业的实践中，常用的涂料涂装法有 表而镀层、表面喷涂.表而涂漆。在一般的大气环境下的金属结构釆 用镀锌保护法，如钢丝绳的镀锌抗腐蚀（应采用甲级镀锌，有酸性气 体的环境要镀铅）。在海洋性等潮湿环境中使用镀钻保护;对于起重机 金属结构中的铸锻件可采用热喷法保护表面，增加抗腐蚀能力，如减 速器外壳采用粉末喷涂加环氧漆的抗腐蚀办法。对于起重机金属结构 中的主梁.端梁、小车架、卷筒组等必须采用表面涂漆的办法来防腐 蚀。涂漆前应抛丸除锈，为了提高涂层的质量在施工过程中必须注意 要严格按相关标准除锈等级执行，确保表面清洁度与粗糙度满足要求。在轻度腐蚀环境使用的起重机，选用耐腐蚀性能一般的铁

8、红醇酸底漆 和醇酸而漆。对于在中度腐蚀环境或潮湿、多雨地区使用的起重机, 选用附着力好.耐酸碱性能好的环氧类底漆和耐水性好、保光保色性 好.耐腐蚀性能较好的丙烯酸ffi漆。2. 2金属结构表而热处理保护法对裸露在大气环境中的钢制零部件（开式齿轮、传动轴.卷筒.钢 制滑轮、法兰等）可以采用氧化、磷化、钝化表面处理，提高这些零 件的抗腐蚀能力。2. 3加强密封保护法有目的地封闭环境，尽量隔离腐蚀介质区域，部分或全部消除腐 蚀因素。如电器控制柜、电机、减速器、联轴器节等要加强密封，严 防灰尘、水和腐蚀介质进入壳体内。2. 4设计合理的结构防腐蚀设计金属结构时，避免采用易于积灰、积水及涂料达不到的截面

9、;合理选择连接方式和焊接方式，尽暈:减少缝隙的存在，比如钾接.螺 纹连接、搭接焊的金属接触面极易造成02的浓度差形成缝隙腐蚀, 要保证接头不渗透，金属与非金属（如橡胶、塑料等）的连接一定要紧 密，潮湿的部位要尽量能更换;尽可能采用表而积最小的圆管和方管的管形截而，闭口截面在节点处尽可能封闭，防止水汽侵入，杆件为 开口时，开口应朝下5, 6。3开发新型防腐蚀起重机的可能性及遇到的问题20世纪80年代，国内有学者以防爆电动葫芦做过模拟防腐试验,采用HF-45A型化工气体腐蚀试验箱体构成腐蚀环境，对防爆电动 葫芦在升温.高温高湿、降温、低温高湿等条件下进行了模拟试验与 测定，并积累了一定的试验数据和经验。20世纪90年代，国内的起 重机生产厂家主要对金属结构的部件密封技术做了大量研究工作，试 制出了粉尘防爆葫芦式起重机。近年来，有起重机械生产厂家已经研 制出专门的船用电动葫芦，这些都为我国尽快研