钢结构设备防腐蚀涂层的选择与应用

钢结构设备防腐蚀涂层的选择与应用

废水的成分非常复杂。污水处理厂的钢钢腐败现象普遍适用，尤其是在废水中处理的钢钢。如格栅、溢流板、刮泥车、潜水泵、二沉池上方栏杆等,经常处于干湿交替或水浸泡环境中,腐蚀更为严重。以往使用环氧沥青漆对其防腐蚀,1a后就发生严重腐蚀,有穿孔现象发生,必须更换。因此,寻找一种有效的防腐蚀方案具有现实意义。1侵蚀因素和腐蚀机制1.1水质腐蚀的废水中的点蚀等含量测定污水处理厂的设备大部分处于污水环境中,污水中的盐分、氯离子、微生物等含量较高,腐蚀速度较快。某污水处理厂污水的监测数据平均值见表1。沉淀的污泥覆盖于潜水泵等浸泡在污水中的设备上,形成垢下腐蚀,由于硫酸盐还原菌等微生物存在,更易形成点蚀,甚至穿孔。对格栅等处于干湿交替环境中的设备,其干湿交替的部位盐分富集,含氧量基本饱和,容易形成氧浓差电池,而污水的导电性好,又使电化学腐蚀加速。钢铁在电化学腐蚀和微生物腐蚀的共同作用下,腐蚀严重,腐蚀形式以点蚀为主。1.2腐蚀过程微生物腐蚀分好氧腐蚀和厌氧腐蚀。根据污水处理的环境可以判断钢制件在污水中主要是发生厌氧腐蚀。微生物厌氧腐蚀的理论依据为细菌参与阴极氢去极化:阴极过程4Fe→4Fe2++8e水电离8H2O→8H++8OH-阳极过程8H++8e→8H腐蚀产物Fe2++S2-→FeS腐蚀产物3Fe2++6OH-→3Fe(OH)2总反应4Fe+SO42-+4H2O→3Fe(OH)2+FeS+2OH-污水处理厂中设备的腐蚀为非均匀腐蚀,最大点蚀深度轻者0.4～2.8mm,重者穿孔。腐蚀产物中含大量硫酸盐还原菌,去除腐蚀产物后,具有同心环外表,呈现典型的硫酸盐还原菌腐蚀外貌。2涂层设计与实验室评估2.1防腐涂料性能根据设备所处的腐蚀环境不同,设计了不同的防护体系。对于污水中的设备,防护涂料要有优异的耐水性、耐盐水性,底漆要有良好的防锈性能,面漆要具有耐微生物特性。干湿交替区的设备防腐蚀涂料除以上要求外,还应具有足够的耐磨性和耐老化性能。环氧面漆的耐候性较差,因此不能在室外阳光直射的情况下使用。针对以上特点,参考标准,设计的配套防护方案见表2。2.2b体系的耐紫外线老化性能根据现场腐蚀环境,决定采用模拟浸泡法评定涂层体系的有效性。重点考察涂层体系在污水中的耐老化和防腐蚀蚀性。分别取表1中4种水样进行试验。试板采用普通20钢,按表2的涂层体系制备试板,每种水样中每个方案15块。A体系在4种水样中编号分别为A1至A4,B体系在4种水样中编号分别为B1至B4。B体系试板一半浸泡于水中,一半暴露于空气中,A体系全部浸泡在污水中。保持水温为50℃,1a后按GB1766—1995“色漆和清漆———涂层老化的评级方法”对所有试板进行失效评价。由于干湿交替体系中部分试件是在大气中工作,受紫外线老化作用,因此B体系的面漆必须具有很好的耐紫外线老化性能。为考察B体系的耐紫外线老化性能,按GB/T1865—1997对881-Y01环氧云铁中间漆进行人工气候老化试验,试验时间2000h,采用GB1766—1995对老化等级进行评估。用涂层的附着力来考察涂层的老化状态,采用GB5210—85“涂层附着力测定法———拉开法”进行附着力试验,取样周期为1个月。2.3a.林黑树人工林涂层的耐霉菌性两种防护体系在高温污水中的保护试验结果见表3。由表3可以看出,所有涂层都没有产生起泡开裂等失效性老化,钢材未锈蚀,说明在水浸泡环境中两种体系都能对钢材进行有效地防护。A体系和B体系仅在失光率上稍有区别,而且A体系变色更小,说明在浸泡环境中,A体系比B体系具有更好的耐霉菌性。881-Y01丙烯酸聚氨酯涂层经2000h人工气候老化,未出现粉化、脱落、开裂等现象,仅出现变色、失光现象,具体结果如下:1000h老化,漆膜变色0级(色差值0.38),漆膜失光1级(失光率5%);2000h老化,漆膜变色0级(色差值0.85),漆膜失光2级(失光率18%)。以上结果说明,B涂层体系具有非常好的耐大气老化性能。附着力,尤其是湿态附着力是影响涂层防腐蚀性能的主要指标,通过对附着力的测量,可从侧面了解涂层体系的防腐蚀性能。不同环境下不同的防腐蚀体系附着力随时间变化情况见图1。由图1可以看出,在试验初期各体系的附着力有一定降低,但到6个月以后附着力基本保持不变,而且在1a后仍能保持5MPa以上的附着力,涂层与基材之间、涂层与涂层之间均未出现附着力大幅下降的现象。从图1还可以看出,浸泡区涂层的附着力比空气中涂层的附着力降低幅度稍大。3原有涂层整理工艺根据实验室模拟试验的结果,对广州某污水处理厂内的钢结构污水处理设备进行了防护维修工作,具体方案为:对于潜水泵等一直工作在污水中的设备采用防护体系对于格栅溢流板刮泥车栏杆等钢施工工艺:设备表面清理,去除污泥等杂物→喷砂处理→检验→刷/喷两道底漆→涂层检验(表观和厚度)→刷/喷两道中间漆→涂层检验→刷/喷两道面漆→验收→养护→使用。经重新防腐蚀涂装处理的设备实际效果:2a后涂层表面清除污物后光亮如新;4a后回访发现,涂层仅出现轻微粉化、变色和失光现象,但没有