金属材料的海洋腐蚀与防护（第10章）保护层材料防护原理及其海水 腐蚀.pdf

金属材料的海洋腐蚀与防护 —保护层材料防护原理及其海水 腐蚀 第一节 概述 • 海洋防蚀涂料的发展趋势是水下防蚀层体 系因船舶制造向大型化方向发展和自抛光 防污涂料的出现，迫切需要有10a以上超长 效船底防锈涂料。因而，进一步提高涂层 的抗冲击性和耐磨性是十分必要的，主要 产品有玻璃鳞片、不锈钢粉等增强的环氧 树脂和聚酯型涂料以及改性环氧和聚氨酯 涂料，良好的穿透性和极强的黏附性，固 化完全，且能在零度以下固化，将成为水 下高性能防蚀涂层的主流基料。 第一节 概述 • 海洋永久性结构物的建设，对水上防蚀涂 料提出了更高的要求，甚至要求40～50a的 防护寿命。目前这种涂料正向防护性能好， 施工方便，可进行日常维修等多功能方向 发展。主要涂料类型有：有机硅改性醇酸、 有机硅改性丙烯酸和常温固化丙烯酸聚氨 酯漆以及高固量，底面合一的环氧树脂涂 料和聚氨酯涂料，丙烯酸环氧涂料等。 第一节 概述 • 早期的金属喷涂层加涂料保护体系中封闭 用的涂料多采用沥青涂料，以后对喷涂层 的封闭底漆进行了开发应用研究。在海洋 环境中应用的封闭漆有含高铝酸钙的封闭 漆，含鉻酸锌的封闭漆。随着合成树脂工 业的发展，大量性能优良的合成树脂涂料 用于金属喷涂层的封闭。 第一节 概述 • 金属在海水中的腐蚀主要是电化学腐蚀。 有机涂层对金属的防蚀作用，通常分为两 方面：一是屏蔽作用，阻挡腐蚀介质渗透 到金属表面，使电阻增大，腐蚀电流减小； 二是防蚀作用，包括阴极保护作用，钝化 作用和碱性防蚀作用等方面。 第一节 概述 - • 有机涂层靠其厚度阻隔水、氧气、Cl 和其 它腐蚀介质的渗透，使金属腐蚀得以缓解。 在防腐涂装体系中加入合适的颜料和填料 能有效地阻止钢铁的电化学腐蚀过程。 第一节 概述 - • 在海水飞溅区除了水、氧气、Cl 离子对涂 层及涂层下金属产生腐蚀破环外，紫外光 还对涂层产生腐蚀破环作用，因此采用高 耐候的面漆涂层可提高整个涂层体系的耐 蚀性。 第一节 概述 • 有机涂层在海水中的腐蚀破环有两种原因。 一是涂层/金属界面的腐蚀造成涂层的破损 及其相应的外观变化；二是涂层自身受到 化学或物理作用而引起的结构变化。 第一节 概述 • 海水钢铁结构件的防喷镀层一般采用牺牲 阳极涂层。锌、铝及锌铝合金的阴极保护 寿命的长短，往往取决于涂层的厚度。在 海水环境中多孔性的金属喷镀层加涂料封 闭可大大减轻其腐蚀。 第一节 概述 • 金属喷镀层在海水中的腐蚀特征虽与一般 金属的腐蚀类似，但也有其特点，如在腐 蚀过程中可能产生金属涂层起泡，脱落等 现象。 第一节 概述 • 海水是自然环境最严酷最充足的腐蚀性介 质。对于保护层的腐蚀破环，其影响因素 应从两个方面考虑，一是对基底金属腐蚀 的影响；二是对涂层的老化破坏的影响。 第一节 概述 • 海水高腐蚀性一个重要原因是海水中含有 - - 大量的Cl 离子。Cl 离子半径小，活性大，使 许多金属的钝化膜遭受破坏。海水中溶解 氧量、温度、流速等都会对金属喷涂层、 有机涂层防护体系产生影响。 第二节防护层材料海水腐蚀研究方法 • 最直