摘要：自来水工程中腐蚀问题的普遍存在影响工程设备的正常使用，通过一些防腐措施可以提升设备的使用寿命，保证工程质量。通过对介绍一些常用的和先进的防腐技术的工作原理，探讨它们各自的优缺点及在工程应用上的经济性，对比从而探索出一种比较可靠而且经济实用的防腐措施，并推广应用于自来水工程机械钢结构中。其中详细介绍了以锌做镀层材料的几种防腐技术和在我国应用并不广泛的电化学保护技术。
关键词：自来水工程；机械；钢结构腐蚀；措施
Abstract: water engineering of the corrosion problems are common affect the normal use of engineering equipment, through some anticorrosion measures can improve the service life of equipment, ensuring the quality of projects. Through the introduction of some commonly used and advanced anticorrosion technology works, discusses their respective advantages and disadvantages of the economy in the engineering application, the contrast to explore a more reliable and practical economy antisepsis measures, and applied on tap water engineering machinery steel structure. One detailed introduces the zinc coating materials do several anticorrosion technology and applied in our country is not widely electrochemical protection technology.
Keywords: tap water engineering; Machinery; Steel structure corrosion; measures
中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：
腐蚀问题遍及各个行业，腐蚀往往会造成一些直接或间接的损失，自来水工程机械钢结构的腐蚀问题便是一个普遍存在的问题。钢结构受外界腐蚀的原因有很多，比如盐碱性水的腐蚀、氧和水汽的电化学腐蚀等，就自身而言，是因为金属的热力学不稳定性。采取适当的防腐措施，不仅可以延长设备的使用寿命免去频繁更换，还可以保证设备的可靠性，具有很高的经济效益。
自来水工程机械钢结构的防腐措施有很多，传统的方法有喷（镀）锌防腐法和涂层防腐法，其他的还有如：真空渗锌法、阴极保护法等。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，较为活泼属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁构件，并有一定的装饰作用。采用锌做防腐材料常见的有三种方法：热浸锌法、电浸锌法和热喷锌法。下面就将这些防腐措施做一详细的介绍和比较。
一、热、电处理方法
1. 热浸锌防腐处理
热浸锌也即热镀锌，在钢铁防腐中应用比较广泛。它通过高温浸润，使得锌液渗入除锈后的钢构件，在钢构件表层形成一层锌隔膜，利用锌材料良好的耐腐蚀性达到防腐蚀的目的。一般在技术要求上，对壁厚5mm以下的构件锌层厚度在65μm以上，壁厚较大的构件锌层厚度在86μm以上。这种方法的优点是保护周期长，工业化程度高，质量性能相对稳定。这种防腐措施一般适用于自来水工程中管状构件和板状构件，对于较大的钢结构部件存在施工工艺上的问题。热浸锌的生产工艺主要包括三个环节，即镀前处理，热浸镀，镀后处理。镀前处理即酸洗除锈和清洗，除锈不彻底可能导致锌液渗入不均匀，这样会给防腐蚀留下隐患。热浸温度也要达到600℃左右，否则也会影响锌液的浸入。
电镀锌防腐处理
电镀锌也叫冷镀锌，是利用电解原理，在构件表面形成均匀致密、结合良好的锌镀层的过程。在国内，常用的电镀溶液有：氰/氯化物、锌酸盐及硝酸盐。由于这些化学物都具有一定的污染性，氰化物（CN）有剧毒，所以此防腐处理方法一般很少用于自来水工程。电镀锌处理过程有三大环节：镀前处理（除油、清洗），电镀锌铁合金，镀后处理（钝化、干燥）。电镀得到的锌层较厚，结晶均匀细密且无孔隙，抗腐蚀性良好，在酸、碱等雾气中腐蚀较慢，有效保护紧固件基体，镀锌层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等，美观大方，具有一定的装饰性，由于镀锌层具有良好的延展性。
2. 热喷锌防腐处理
热喷锌应用也较为常见，而且一般是采用锌―铝复合涂层。热喷锌的工序过程主要有喷砂和热喷涂两道。喷砂是利用高压空气和管道将砂粒吹到工件表面出去金属表面的锈和氧化皮，同时对构件表面增麻，增加其对锌―铝的吸附力。热喷涂锌―铝是以氧气、乙炔作为热源，通过专用工具将锌―铝雾化并超高速喷到金属表面，形成一层蜂窝状的锌―铝保护层，最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，形成具有良好抗腐蚀性的复合涂层，加之喷砂的增麻使得涂层有效附着，因而大大增加了防腐能力，防腐周期可以达到20年左右。从初期投入来看，这种防腐措施的投入成本要比喷漆大，但是喷漆防腐每二到三年就需要维护一次，长期下来人力、物力花费大大高于热喷，而且对大、超大工件、薄件、箱体、罐体热镀无法完成的构件，采用热喷锌的方法则免去热镀变形、割断以及重焊的麻烦，也即对构件尺寸适应性强。
3. 真空渗锌防腐处理
真空渗锌技术也即多元渗锌复合防腐技术，是指在真空加热条件下钢构件与锌、铝、稀土充分接触，经过一系列的物理、化学的反应过程，使用作防腐材料的原子均匀地渗入钢铁件表层。较之传统的防腐工艺，真空渗锌技术在钢铁制件防腐蚀处理方面是一项新的工艺，它代表了钢铁防腐处理技术发展的新趋势。真空渗锌工艺在处理形状比较复杂的部件上具有很大的优势：采用真空渗锌技术得到的渗锌层结构致密、厚度均匀，比如对紧固件螺纹的防腐处理，就能够确保其紧固作用。因为采用真空渗锌技术的钢构件渗层厚度可控制在20~120μm范围以内，故而经过处理的螺纹件，牙根和牙尖部位的渗锌层厚度几乎相同，避免了“咬牙”现象的出现，解决了用热镀锌作处理时紧固件公差配合不好而影响紧固的问题。处理大型构件时不需要对构件进行切割等变形，能有力保证构件材料的机械性能。另外，在真空条件下使得锌、铝等原子渗入钢铁制件表层，这就削弱或避免了锌被氧化；渗锌层与铁的电位差小可作为阳极性保护层，同样厚度的保护层经真空渗锌得到复合层的要比其他处理方法得到的保护层防腐性能优异。电镀锌、热镀锌与钢构件基体附着力差，镀锌件被撞击时，极易发生镀层剥落，而真在空渗锌工艺下形成的渗锌层表面厚度均匀且光滑、附着力强、不易发生渗层剥落及锈斑等异常现象。真空渗锌技术处理过的构件表面硬度高于热镀锌处理的近六倍。
二、其他处理方法
1．油、液涂层法
涂层法是指在处理构件上涂抹一些防腐性原料，如防锈漆、水性防腐涂料及防腐油等。涂层首先也需要除锈，常用喷砂、喷丸的方法除去构件表面的锈迹和油污，至金属发出原有光泽。涂层原料的选用要考虑环境因素，为保证涂层能很好地粘付与构件表面，要在适当的温度和湿度下进行处理。涂层法的防腐蚀性一般并不突出，又由于施工简单，投入成本低廉，因而常用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构的防腐保护。
阴极保护防腐处理
在我国，电化学保护使用率相对较低，但是随着阴极保护技术的日趋成熟，它的应用也越来越广泛。阴极保护是一种电化学保护，常用于水下或地下结构。它利用阴极保护效应，通过在金属表面施加一定的直流电流保，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，就会有效抑制阳极溶解腐蚀过程，从而达到保护金属构件的目的。阴极保护又分为：牺牲阳极阴极保护和强制电流阴极保护。牺牲阳极法是用一种电位比被保护金属还要负的金属与被保护的金属结构物电性连接在一起，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。其优点是：一次投入费用较低，施工及维护简单，具有接地和保护的双重作用，而且对邻近金属设施无干扰影响。但因其驱动电位低，保护范围小，当土壤电阻率大于50Ω•m，不考虑选用牺牲阳极保护法。
一般情况下，我们会将阴极保护和涂层法的结合起来使用，从而既经济又有效地保护地下或水下的金属构件。性能良好的涂层能够覆盖构件99%以上的外表面，达到很好的防腐效果。然而，理想的涂层是不存在的，由于涂层本身存在的缺陷，如涂层的老化及涂层微小针孔的存在，外加施工和运行过程中不可避免涂层被破坏，这些缺陷将最终导致金属局部腐蚀的产生。阴极保护和涂层法的结合使用正是互补了两者的缺陷，对于裸露或防腐涂层很差的地下或水下金属构件，不失为最理想的防腐措施。
参考文献：
[1]、盛辉等.钢结构电弧喷涂锌复合涂层长效防腐工艺.石家庄铁路工程职业技术学院学报.2002年第3期.
[2]、孙维华.自来水工程机械钢结构防腐的措施比较与施工工艺.机电信息.2003年15期.
[3]、陈金.热镀锌锌灰、锌渣的再生利用研究.河北理工大学.2007.
[4]、王莉.钢结构防腐系统知识.山西建筑.2006年12期.
作者简介：付秉坤男 1985年7月毕业于通化市业余职工大学 机械与工艺专业现在通化市自来水公司工作
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