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關(guān)鍵詞:金屬防腐蝕,金屬電鍍,金屬鍍鋅防腐
摘要:本文介紹了常見的金屬腐蝕的種類以及金屬鍍鋅防腐,金屬襯聚乙烯防腐、金屬襯聚四氟乙烯防腐、金屬襯玻璃鋼防腐等幾種常見幾種防腐蝕方法的形成,特點(diǎn)(優(yōu)缺點(diǎn)),及應(yīng)用范圍進(jìn)行闡述。
一、金屬腐蝕的種類
1.化學(xué)腐蝕(金屬與外部介質(zhì)單純因化學(xué)作用而引起的表面破壞。如金屬表面與空氣接觸,生產(chǎn)氧化物就是化學(xué)腐蝕的一種);
2.電化學(xué)腐蝕(指當(dāng)金屬表面有電解質(zhì)溶液存在時(shí),由于電化學(xué)作用而引起的破壞)。
二、金屬防腐蝕的種類及比較
目前在工程中采用金屬鋅作為腐蝕涂層是應(yīng)用最廣泛的防腐技術(shù),普遍應(yīng)用的方法有電鍍鋅、熱浸鍍鋅、粉末滲鋅和達(dá)克羅涂層(就是鋅鉻涂層)等。
(一)從技術(shù)原理比較
電鍍鋅涂層為電化學(xué)沉積;熱浸鍍鋅為鋅加熱到液體下熱擴(kuò)散涂層;電鍍鋅、熱浸鍍鋅和粉末滲鋅工藝原理發(fā)現(xiàn)的比較早。目前電鍍鋅、熱鍍鋅在工程中應(yīng)用最廣泛。
(二)從防腐涂層綜合性能比較:
氰化物鍍鋅和氯化銨
電鍍以氰化物鍍鋅和氯化銨為例,其優(yōu)點(diǎn):鍍層結(jié)晶細(xì)致,光澤性好,鍍層經(jīng)除氫后不變黑,鍍液具有較好均鍍能力和深鍍能力,允許使用陰極電流密度和溶液的溫度范圍較寬,對(duì)設(shè)備腐蝕性小,適合電鍍形狀復(fù)雜和鍍層厚度20μm以上的零件。
缺點(diǎn):電流效率較低(70%~75%左右)且隨電流密度的升高其電流效率迅速降低,鍍鋅毒性大,易分解,對(duì)操作者健康不利,鍍液不能鍍鑄鐵件。
電鍍反應(yīng)原理:在氰化物的鍍液中,鋅離子與氯化鈉及氫氧化物均形成絡(luò)合物鋅氰化鈉(Na2[Zn(CN)4])和鋅酸鈉(Na2[Zn(OH)4])形成這兩種絡(luò)合物如下:
3ZnO+4NaCI+2NaOH+3H2O=Na2[Zn(CN)4]+2Na2[Zn(OH)4]
鍍液在電解時(shí)反應(yīng)如下:
陽極過程:鋅氰化鈉和鋅酸鈉均離解出鋅離子,通電時(shí),鋅離子在陽極上吸收電子而沉積出鋅,氫離子也吸收電子而析出氫。
Na2[Zn(CN)4]→2Na++4CN-+Zn2+
Na2[Zn(OH)4]→2Na++4OH-+Zn2+
Zn2++2e→Zn
2H++2e→H2
陰極過程:電解時(shí)陰極發(fā)生鋅的溶解,陰極上也有少量氫析出。
Zn2++4CN- -2e=Zn(CN)4-
4OH—-4e=2H2O+O2
此外,氯化銨鍍鋅是目前應(yīng)用較廣的鍍種,氯化物鍍鋅的鍍液電流效率高達(dá)95%以上,鍍液對(duì)操作者人員影響較小,不需要排風(fēng)裝置。氯化物鍍鋅的缺點(diǎn):是對(duì)鋼鐵設(shè)備有較大的腐蝕性,鈍化膜有時(shí)發(fā)生“變色”現(xiàn)象。氯化銨鍍液廢水較難處理,采用無銨氯化物鍍鋅可以改善。
金屬熱鍍鋅防腐
熱鍍鋅的優(yōu)點(diǎn):
在不規(guī)則構(gòu)件表面、凹槽、盲孔內(nèi)都能獲得均勻滲層,與基體結(jié)合強(qiáng)度高,具有一定韌性,硬度,可耐較大摩擦及沖擊能力,耐腐蝕性好。操作簡單,生產(chǎn)方便。
熱鍍鋅的缺點(diǎn):
熱浸鍍鋅污染嚴(yán)重,有鋅廢料和鋅蒸汽等,嚴(yán)重?fù)p害操作者健康,在一定的程度上嚴(yán)重威脅者城市或者鄉(xiāng)村的空氣質(zhì)量,屬于高污染,高能耗的工業(yè)生產(chǎn)。
金屬襯聚乙烯防腐
聚乙烯的優(yōu)點(diǎn):
?。?)良好的阻燃性、防霉性能:聚合體中氯含量高,因此具有抑制)菌生長的性能。
(2)優(yōu)異的防腐性能:高氯化聚乙烯樹脂形成的漆膜,對(duì)水氣、氧氣、離子(Cl-,SO42-)的滲透率極低,約為醇酸樹脂的1/200~1/300,過氯乙烯、氯磺化聚乙烯的1/2。
?。?)耐候性較好:由于不含雙鍵,對(duì)光化學(xué)反應(yīng)及氧化降解不敏感,漆膜能經(jīng)受戶外大紫外光線、氧及冷熱變化作用,漆膜穩(wěn)定性好。
?。?)與其他樹脂的相容性較好:可以添加各種改性樹脂如丙烯酸樹脂、醛酮樹脂、醇酸樹脂等,改善涂膜的綜合性能。
?。?)施工性能好:為單組分涂料,可以微銹施工,干燥迅速;可以在低溫下成膜,施工不受季節(jié)、溫度限制;重涂性好;適用于任何鋼鐵和水泥表面。
?。?)環(huán)保:生產(chǎn)樹脂過程不產(chǎn)生CCl4,減少污染,保護(hù)臭氧層。
?。?)耐熱性不好:漆膜不耐高溫,受熱時(shí)易析出氯化氫氣體,性能變壞,故使用溫度受到限制(耐熱溫度一般不超過60?)。
聚乙烯的缺點(diǎn):
純高聚乙烯強(qiáng)度低、耐磨性差以及耐蠕變性不好,通常要在聚乙烯聚合物中添加一些無機(jī)顆粒,如石墨、二硫化鉬、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維等來提高其力學(xué)性能;也可利用與其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟(乙烯/丙烯)共聚物(PFEP)等共混的方法來擴(kuò)展其阻尼溫度范圍,提高其耐蠕變性。
應(yīng)用:高壓聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
中低、壓聚乙烯:以注射成型制品及中空制品為主。
超高壓聚乙烯:由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能,可作為工程塑料使用。
金屬襯聚四氟乙烯防腐
襯聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn):
1.長期使用溫度-200℃-260℃,有卓越的耐化學(xué)腐蝕性,摩擦系數(shù)在塑料中最低,有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響,有“塑料王”之稱。
2.呈透明或半透明狀態(tài),結(jié)晶度越高,透明性越差。原料多為粉狀樹脂或濃縮分散液,具有極高的分子量,為高結(jié)晶度的熱塑性聚合物。
3.適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件1 K)。
4.除熔融的堿金屬外,幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均無變化,也幾乎不溶于所有的溶劑,只在300℃以上稍溶于全烷烴(約0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,對(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定,具有優(yōu)異耐候性。
5.在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低,而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。
襯聚四氟乙烯的缺點(diǎn):
1.結(jié)晶料,吸濕小。
2.流動(dòng)性差,極易分解,分解時(shí)產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度,模具應(yīng)加熱,澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力應(yīng)小。
3.粉狀樹脂常采用粉末粉末冶金法成型,使用燒結(jié)方法。燒結(jié)溫度360℃-375℃,不可超過410℃。乳液樹脂通常用冷擠出再燒結(jié)的工藝加工,可在物品表面形成防腐層。
4.PTFE熔體粘度很高,容體粘度隨剪切應(yīng)力的增大而減小。
應(yīng)用:
1.聚四氟乙烯空氣過濾膜:厚度在0.01mm左右,透氣量60L/m2-80L/m2.s,具有表面光滑、耐化學(xué)物質(zhì)、透氣不透水、透氣量大、阻燃、耐高溫、抗強(qiáng)酸堿、無毒等特性,廣泛用于化工、鋼鐵、冶金、炭黑、發(fā)電、水泥、垃圾焚燒等各種工業(yè)熔爐的煙氣除塵過濾;
2.聚四氟乙烯凈化過濾膜:厚度在0.02-0.03mm,泡點(diǎn)≥1kg/cm2 ( 5.3m/s 127Pa),廣泛應(yīng)用于制藥、生化、微電子和實(shí)驗(yàn)室耗材等領(lǐng)域;無塵車間、實(shí)驗(yàn)室、通風(fēng)設(shè)備、凈化設(shè)備、醫(yī)療電子等行業(yè)的空氣凈化;
3.聚四氟乙烯服裝膜:厚度0.03-0.05mm左右,透濕量≥10000g/m2.24h,靜水壓≧150kPa,廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)服裝,防寒服裝,消防、公安、醫(yī)護(hù)、防生化等特種服裝;鞋帽、手套以及睡袋、帳篷等。
4.聚四氟乙烯復(fù)合膜:將溶劑型PU以我司獨(dú)有工藝淋膜到PTFE微孔膜表面,形成一種具有親水拒油功能的微孔薄膜。具有耐腐蝕、耐高溫、耐老化、高精度、超微濾等特性。廣泛應(yīng)用于服裝面料、消煙除塵、凈化除菌等領(lǐng)域。
金屬襯玻璃鋼防腐
金屬襯玻璃鋼的優(yōu)點(diǎn):
(1)絕緣、防酸、堿、鹽等腐蝕,抗靜電,不生銹,不易老化,使用壽命中長達(dá)50年以上。
(2)非磁性、無電腐蝕,防水性能好,可在潮濕環(huán)境或水中長期使用而不變質(zhì)。
(3)強(qiáng)度高、是同等原度PE管6倍以上,重量輕,內(nèi)壁光滑,電纜穿孔時(shí)摩擦系數(shù)小,不操作電纜。
(4)耐熱、防凍、防火、屬阻燃型。能在-35℃~139℃的溫度下長期使用,遇火不燃燒。
(5)彎曲彈性模量好,抗沖擊力強(qiáng),解決了金屬管易腐爛、無扭曲彈性的缺點(diǎn)。
(6)電纜過橋、過河時(shí),使用玻璃鋼導(dǎo)管更為經(jīng)濟(jì)、適宜。
(7)施工、安裝極為簡便,不必扎鋼筋、澆注混凝土。
金屬襯玻璃鋼缺點(diǎn):
1.長期耐溫性差:一般FRP不能在高溫下長期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂,使長期工作溫度在200℃-300℃。
2.老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)R也不例外,在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。