金屬的腐蝕與防護(hù)方法大匯總

在金屬材料領(lǐng)域，金屬的腐蝕與防護(hù)越來越受到重視，金屬腐蝕造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，本篇對(duì)金屬的腐蝕與防護(hù)方法進(jìn)行匯總。

金屬的防護(hù)

針對(duì)金屬腐蝕的原因采取適當(dāng)?shù)姆椒ǚ乐菇饘俑g，常用的方法有： 

[改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)]

例如制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻、鎳等制成不銹鋼。

[保護(hù)層法]

在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止腐蝕。如： 

1.在鋼鐵制件表面涂上機(jī)油、凡士林、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等耐腐蝕的非金屬材料。 

2.用電鍍、熱鍍、噴鍍等方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬常因氧化而形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止水和空氣等對(duì)鋼鐵的腐蝕。 

3.用化學(xué)方法使鋼鐵表面生成一層細(xì)密穩(wěn)定的氧化膜。如在機(jī)器零件、槍炮等鋼鐵制件表面形成一層細(xì)密的黑色四氧化三鐵薄膜等。

4.用類似TIS-NM金屬防腐涂層在金屬表面形成一層高硬度抗氧化耐磨抗指紋的納米膜層，不同于以往的電鍍等工藝，該方法的施工工藝非常簡(jiǎn)單。 

[電化學(xué)保護(hù)法]

利用原電池原理進(jìn)行金屬的保護(hù)，設(shè)法消除引起電化腐蝕的原電池反應(yīng)。電化學(xué)保護(hù)法分為陽極保護(hù)和陰極保護(hù)兩大類。應(yīng)用較多的是陰極保護(hù)法。 

[對(duì)腐蝕介質(zhì)進(jìn)行處理]

消除腐蝕介質(zhì)，如經(jīng)?？珒艚饘倨鞑?、在精密儀器中放置干燥劑和在腐蝕介質(zhì)中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。

電化學(xué)保護(hù)

將被保護(hù)的金屬作為腐蝕電池的陰極，使其不受到腐蝕，所以也叫陰極保護(hù)法。這種方法主要有以下兩種：

[犧牲陽極保護(hù)法]

此法是將活潑金屬（如鋅或鋅的合金）連接在被保護(hù)的金屬上，當(dāng)發(fā)生電化腐蝕時(shí)，這種活潑金屬作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因而減小或防止被保護(hù)金屬的腐蝕。這種方法常用于保護(hù)水中的鋼樁和海輪外殼等例如水中鋼鐵閘門的保護(hù)，通常在輪船的外殼水線以下處或在靠近螺旋漿的舵上焊上若干塊鋅塊，來防止船殼等的腐蝕。

[外加電流的保護(hù)法]

將被保護(hù)的金屬和電源的負(fù)極連接，另選一塊能導(dǎo)電的惰性材料接電源正極。通電后，使金屬表面產(chǎn)生負(fù)電荷（電子）的聚積，因而抑制了金屬失電子而達(dá)到保護(hù)目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備受到腐蝕。電化學(xué)保護(hù)的的另一種方法叫陽極保護(hù)法，即通過外加電壓，使陽極在一定的電位范圍內(nèi)發(fā)生鈍化的過程?？捎行У刈铚蚍乐菇饘僭O(shè)備在酸、堿、鹽類中腐蝕。

防腐前金屬處理

（1）金屬防腐涂裝表面處理： 通常金屬表面會(huì)附有塵埃、油污、氧化皮、銹蝕層、污染物、鹽份或松脫的舊漆膜。其中氧化皮是比較常見但最容易被忽略的部分。氧化皮是在鋼鐵高溫鍛壓成型時(shí)所產(chǎn)生的一層致密氧化層，通常附著比較牢固，但相比鋼鐵本身則較脆，并且其本身為陰極，會(huì)加速金屬腐蝕。如果不清除這些物質(zhì)直接涂裝，勢(shì)必會(huì)影響整個(gè)涂層的附著力及防腐能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有70％以上的油漆問題是由于不適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硭鸬?。因此，?duì)于一個(gè)金屬防腐涂裝油漆系統(tǒng)的性能體現(xiàn)，合適的表面處理是至關(guān)重要的… 

（2）金屬防腐表面清理等級(jí)： 也即清潔度，代表性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有兩種：一種是美國(guó)85年制訂“SSPC-”；第二種是瑞典76年制訂的“Sa-”，它分為四個(gè)等級(jí)分別為Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3，為國(guó)際慣常通用標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)介紹如下：　

Sa1級(jí)——相當(dāng)于美國(guó)SSPC—SP7級(jí)。采用一般簡(jiǎn)單的手工刷除、砂布打磨方法，這是四種清潔度中度最低的一級(jí)，對(duì)涂層的保護(hù)僅僅略好于未采用處理的工件。Sa1級(jí)處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：工件表面應(yīng)不可見油污、油脂、殘留氧化皮、銹斑、和殘留油漆等污物。Sa1級(jí)也叫做手工刷除清理級(jí)。（或清掃級(jí)） 

Sa2級(jí)——相當(dāng)于美國(guó)SSPC—SP6級(jí)。采用噴砂清理方法，這是噴砂處理中最低的一級(jí)，即一般的要求，但對(duì)于涂層的保護(hù)要比手工刷除清理要提高許多。Sa2級(jí)處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：工件表面應(yīng)不可見油膩、污垢、氧化皮、銹皮、油漆、氧化物、腐蝕物、和其它外來物質(zhì)（疵點(diǎn)除外），但疵點(diǎn)限定為不超過每平方米表面的33%，可包括輕微陰影；少量因疵點(diǎn)、銹蝕引起的輕微脫色；氧化皮及油漆疵點(diǎn)。如果工件原表面有凹痕，則輕微的銹蝕和油漆還會(huì)殘留在凹痕底部。Sa2級(jí)也叫商品清理級(jí)（或工業(yè)級(jí)）。 

Sa2.5級(jí)——是工業(yè)上普遍使用的并可以作為驗(yàn)收技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別。Sa2.5級(jí)也叫近白清理級(jí)（近白級(jí)或出白級(jí)）。Sa2.5級(jí)處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：同Sa2要求前半部一樣，但疵點(diǎn)限定為不超過每平方米表面的5%，可包括輕微暗影；少量因疵點(diǎn)、銹蝕引起的輕微脫色；氧化皮及油漆疵點(diǎn)。 

Sa3級(jí)——級(jí)相當(dāng)于美國(guó)SSPC—SP5級(jí)，是工業(yè)上的最高處理級(jí)別，也叫做白色清理級(jí)（或白色級(jí)）。Sa3級(jí)處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：與Sa2.5級(jí)一樣但5%的陰影、疵點(diǎn)、銹蝕等都不得不存在了。 

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，一批新興工業(yè)領(lǐng)域的出現(xiàn)和許多現(xiàn)代工程的興建，對(duì)防腐涂料承受環(huán)境的能力和使用壽命提出了更高的要求。常用的防腐涂料已不能滿足這些需要。人們提出的“重防腐涂料（Heavy-duty Coating）”的概念，一般指在苛刻的腐蝕環(huán)境使用，包括底漆和面漆的配套涂料。簡(jiǎn)單地說：重防腐涂料就是使用壽命更長(zhǎng)，可適應(yīng)更苛刻的使用環(huán)境的涂料稱為重防腐涂料。在化工大氣和海洋環(huán)境里重防腐涂料一般可使用10年或15年以上，在酸、堿、鹽和溶劑介質(zhì)里，并在一定溫度的腐蝕條件下，一般應(yīng)能使用5年以上。

防腐的常用材料

對(duì)重防腐涂料的應(yīng)用涉及現(xiàn)代化各個(gè)領(lǐng)域，大型的工礦企業(yè)：化工、石油化工、鋼鐵及大型礦山冶煉的管道、貯槽、設(shè)備等；重要的能源工業(yè)：天然氣、油管、油罐、輸變電、核電設(shè)備及煤礦礦井等；現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸：橋梁、船舶、集裝箱、火車和汽車等；新興的海洋工程。海上設(shè)施、海岸及海灣構(gòu)造物及海上石油鉆井平臺(tái)等。以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料稱為環(huán)氧涂料。每年世界上約有40%以上的環(huán)氧樹脂用于制造環(huán)氧涂料，其中大部分用于防腐領(lǐng)域。

環(huán)氧防腐涂料是目前世界上用得最為廣泛、最為重要的重防腐涂料之一。防腐工程所常用材料：

(1)、 高氯化聚乙烯防腐涂料，如MX53-4各色高氯化聚乙烯防腐面漆（戶內(nèi)外型）、MX53-1高氯化聚乙烯鐵紅防銹漆、MX53-2高氯化聚乙烯云鐵防銹漆、MX53-3高氯化聚乙烯云鐵中間漆 

(2)、氯磺化聚乙烯防腐涂料，如J52-4氯磺化聚乙烯冷卻塔防潮漆（底/面，雙組份）、J52-5氯磺化聚乙烯煤氣柜專用防腐漆（底/中/面，雙組份）、J52-6氯磺化聚乙烯地下管道涂料（底/面，雙組份) 

(3)、 有機(jī)硅耐高溫防腐涂料 ，如MW-600有機(jī)硅耐高溫防腐涂料（底/面，雙組份）、 MW-700有機(jī)硅耐高溫防腐涂料（底/面，雙組份） 

(4)、環(huán)氧防腐涂料，如H06-4環(huán)氧富鋅底漆（叁組份）、H06-12環(huán)氧云鐵中間漆（雙組份）、 HL52-3環(huán)氧瀝青防腐漆（底/面，雙組份） 

(5)、氯化橡膠涂料，如J53-33氯化橡膠鐵紅防銹漆、J53-4氯化橡膠防腐面漆、J53-5氯 化橡膠厚漿涂料 

(6)、聚氨酯防腐涂料，如S52-3聚氨酯防腐面漆（雙組份） 、S52-30聚氨酯銀粉防腐磁漆（叁組份）、S52-10聚氨酯改性互穿網(wǎng)絡(luò)防腐涂料（雙組份） 

(7)、氟樹脂涂料，如JF氟樹脂防腐涂料（底/面，雙組份） 

(8)、油罐內(nèi)壁涂料，如H66-1耐油抗靜電涂料（雙組份）、H52-3成品油罐內(nèi)壁涂料（底/面， 雙組份）、HL52-10環(huán)氧瀝青耐油涂料（底/面，雙組份） 

(9)、 空標(biāo)志、馬路標(biāo)志漆，如J67-1氯磺化聚乙烯高空標(biāo)志漆（雙組份）、B56-1丙烯 酸改性馬路標(biāo)志劃線漆、T56-2熱熔馬路劃線漆 

(10)、無機(jī)硅酸鋅、富鋅底漆 ，如E06-1無機(jī)硅酸鋅底漆（雙組份）、E06-2無機(jī)富鋅底漆（雙組份）、E06-10無機(jī)磷酸鹽富鋅涂料（雙組份) 

(11)、食品飲水艙內(nèi)壁涂料，如 H86-1環(huán)氧烘干罐頭底漆、H86-2環(huán)氧烘干罐頭磁漆、H86-3環(huán)氧高固體飲水艙涂料（底/面，雙組份） 

(12)、地坪涂料，如H77-1厚膜工業(yè)地坪涂料（雙組份）、H77-2防靜電工業(yè)地坪涂料（雙組份）、H77-3耐磨工業(yè)地坪涂料（雙組份） 

(13)、帶銹底漆，如70型帶銹底漆 

(14)、防火涂料，如PH-1鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料、PH-2通用型防火涂料、PH-3非金屬結(jié)構(gòu)防火涂料 

(15)、氨基樹脂漆，如A01-1氨基烘干清漆、A04-9氨基烘干磁漆、A16－50氨基錘紋烘干漆 

(16)、醇酸樹脂涂料，如C06-1醇酸鐵紅底漆 、C53-31紅丹醇酸防銹漆、C43-1醇酸船殼漆 

(17)、酚醛樹脂漆，如F03-1酚醛調(diào)和漆、F53-33鐵紅酚醛防銹漆、F04-1快干銀粉磁漆 

(18)、其它，C-1快干防銹油 、JN533鐵紅氰凝防銹漆（雙組份）、JN533云鐵氰凝中間漆（雙組份）、L01-13瀝青清漆

工業(yè)防腐前的除銹

防銹材料介紹

1、防銹顏料的作用

用于防腐涂料的防銹顏料的種類較多，其常見有以下幾種：

①與成膜劑起反應(yīng)形成致密的防腐涂層； 

②顏料是堿性物質(zhì)，溶于水則形成堿性環(huán)境； 

③水溶性的成分到達(dá)金屬表面使表面鈍化； 

④與酸性物質(zhì)反應(yīng)使其失去腐蝕能力； 

⑤水溶性成分或與成膜劑的反應(yīng)生成物在水中溶解變?yōu)榉栏煞值取?nbsp;

防銹顏料的上述防腐作用通常是同時(shí)存在的，其防腐機(jī)理包括下列物理的、化學(xué)的、電化學(xué)的三個(gè)方面。 

①物理防腐作用。

適當(dāng)配以與油性成膜劑起反應(yīng)的顏料可以得到致密的防腐涂層使物理的防腐作用加強(qiáng)。例如含鉛類顏料與油料反應(yīng)形成鉛皂使防腐涂層致密，從而減少了水、氧有害物質(zhì)的滲透。磷酸鹽類顏料水解后形成難溶的堿式酸鹽，具有堵塞防腐涂層中針孔的效果。而鐵的氧化物或具有鱗片狀的云母粉、鋁粉、玻璃薄片等顏料填料均可以使防腐涂層的滲透性降低，起到物理的防腐作用。 

②化學(xué)防腐作用。

當(dāng)有害的酸性堿性物質(zhì)滲入防腐涂層時(shí)，能起中和作用變其為無害物質(zhì)，這也是有效的防腐方法。尤其是巧妙地采用氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鋇等兩性化合物，可以很容易地實(shí)現(xiàn)中和酸性或堿性的有害物質(zhì)而起防腐作用，或者能與水、酸反應(yīng)生成堿性物質(zhì)。這些堿性物質(zhì)吸附在鋼鐵表面使其表面保持堿性，在堿性環(huán)境下鋼鐵不易生銹。 

③電化學(xué)防腐作用。

從涂層的針孔滲入的水分和氧通過防腐涂層時(shí)，與分散在防腐涂層中的防銹顏料反應(yīng)形成防腐離子。這種含有防腐離子的濕氣到達(dá)金屬表面，使鋼鐵表面鈍化（使電位上升），防止鐵離子的溶出，鉻酸鹽類顏料就具有這種特性。或者利用電極電位比鋼鐵低的金屬來保護(hù)鋼鐵，例如富鋅涂料就是由于鋅的電極電位比鋼鐵低，起到犧牲陽極的作用而使鋼鐵不易被腐蝕。 

2、防銹功能的油 

（1）概述 螺紋緊固件多種多樣，從普通螺栓、螺母、螺釘，到高強(qiáng)度、高性能、高精度、高附加值和非標(biāo)異形件，他們的防銹包裝方法卻基本相同。對(duì)于表面氧化、磷化、發(fā)黑的螺紋緊固件多數(shù)都是采用表面涂、浸防銹油外，外加用塑料包裝的方式。 防銹油脂是在石油類基本組分中加入一種或多種防銹添加劑（又稱油溶性緩蝕劑）及其輔助添加劑組成，它使用方便，成本低廉，效果好，操作簡(jiǎn)單，目前緊固件行業(yè)都在大量使用。 

（2）研究開發(fā) 國(guó)內(nèi)防銹油脂從上世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)商品，由武漢材料保護(hù)研究所制定了GB4879-1985《防銹包裝》標(biāo)準(zhǔn)，列出了國(guó)產(chǎn)防銹油的種類和指標(biāo)。 近二十年來，防銹油的發(fā)展較快，每年都有各種新產(chǎn)品問世，下面作一簡(jiǎn)介。 

2.1薄層防銹油

RPA型，GF型溶劑型薄層防銹油，經(jīng)多數(shù)緊固件企業(yè)的各種不同工藝進(jìn)行生產(chǎn)性應(yīng)用，證明對(duì)緊固件產(chǎn)品具有良好的防銹性能，同時(shí)，易涂覆，色澤淺亮，溶劑揮發(fā)少，用量省，為厚層防銹油的三分之一以下，故節(jié)約生產(chǎn)成本三分之二以上。HH932脫水防銹油，可保證在十個(gè)月內(nèi)不生銹；JN-2防銹油，主要用途為緊固件常溫發(fā)黑后的處理。薄層防銹油可用于室內(nèi)工序間防銹，也可以用于包裝封存防銹。 

2.2 蠟?zāi)し冷P油 

在溶劑稀釋型防銹油或超薄層防銹油中加入某些油溶性蠟，可以獲得含蠟的防銹保護(hù)膜，能明顯的提高油膜的抗鹽霧和耐大氣性能。然而，常溫下蠟是固態(tài)或半固態(tài)，在油品中極易析出，影響油品的外觀和質(zhì)量，甚至難以獲得理想的防銹效果，因此，尋找油溶性較好，能明顯改善防銹性的蠟是獲得穩(wěn)定性好、成膜均勻含蠟防銹油的關(guān)鍵。 蠟?zāi)し冷P油是由成膜劑、高效緩蝕劑和基礎(chǔ)油組成的一種溶劑稀釋型防銹油。與其他類型的防銹油相比，蠟?zāi)び途哂杏湍け?、防銹性好、涂層美觀等特點(diǎn)。 

2.3 水溶性防銹油 

我國(guó)目前的防銹油基本上都是以汽油、煤油或機(jī)械油作為溶劑的，都是由石油分餾出來的產(chǎn)物，目前因無法使含在石油里面的芳香烴脫出來，所以汽油、煤油和機(jī)械油都含有芳香烴，使用汽車、煤油做溶劑油，一是它的閃點(diǎn)低，易著火，二是污染環(huán)境，有害于人的身體健康，以水作為溶劑的D.K8號(hào)水溶劑性防銹油不含芳香烴、鉛等對(duì)人體有害的物質(zhì)，生產(chǎn)中無三廢排放，防銹效果也是較理想的，這種防銹油易涂、易除，用在封存緊固件的防銹上，可用自來水清洗，此產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門鑒定達(dá)到了環(huán)保要求。

除銹等級(jí)

1、鋼絲刷除銹 - St 

（1）、St2 徹底的手工和動(dòng)力工具除銹表面應(yīng)無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)。 

（2）、St3 非常徹底的手工和動(dòng)力工具除銹同St2，但應(yīng)比St2處理得更徹底，金屬底材呈金屬光澤。 

2、噴砂除銹 - Sa

（1）、Sa1級(jí) 輕度噴砂除銹 表面應(yīng)無可見的油脂、污物、附著不牢的氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)。 

（2）、Sa2級(jí) 徹底的噴砂除銹 表面應(yīng)無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)基本清除，殘留物應(yīng)附著牢固。 

（3）、Sa2.5級(jí) 非常徹底的噴砂除銹 表面應(yīng)無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)，殘留物痕跡僅顯示點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。 

（4）、Sa3級(jí) 噴砂除銹至鋼材表面潔凈 表面應(yīng)無可見的油脂、污物、氧化皮、鐵銹、油漆涂層和雜質(zhì)，表面具有均勻的金屬色澤。 

高空防腐

腐蝕是FGD系統(tǒng)中一個(gè)嚴(yán)重的問題，更是煙道和煙囪面臨的必須解決的難題，就目前世界和中國(guó)對(duì)煙囪和和煙道的防腐，主要采用以下類型的四種防腐材料。 

（1）煙囪防腐材料—玻璃鋼；（FRP） 

①由于玻璃鋼化學(xué)腐蝕而且造價(jià)比高鎳合金低，所以許多濕法脫離系統(tǒng)裝置使用玻璃鋼已取得了很好的效果，根據(jù)國(guó)外資料介紹，玻璃鋼已在濕法脫硫系統(tǒng)以下方面獲得了成功的應(yīng)用：吸收塔塔體，石灰溶解槽，集液器，除霧器，漿液輸送管道，煙道，煙囪。 

②由于玻璃鋼內(nèi)表光滑，不易積垢，耐磨耐酸。所以在流速很高及顆粒物濃度較高的區(qū)域通常都有比較好的效果。 玻璃鋼系列的防腐材料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上比較常見的有： 環(huán)氧樹脂， 改性的有OM特種防腐涂料。 

（2）煙囪防腐材料—橡膠 在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上比較常見的有硅橡膠，聚脲。但該產(chǎn)品不耐高溫，防水防酸性能極好，不利于燃煤機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間直排 

（3）煙囪防腐材料—玻璃磷片 由于玻璃鱗片的主要填充材料是SiO2,其耐溫性，耐酸性極好，在市場(chǎng)上比較常見的有：泡沫玻璃磚和玻璃鱗片 

（4）煙囪防腐材料—耐酸膠泥 

①用途 用于濕法脫硫耐酸磚內(nèi)筒煙囪內(nèi)襯防腐。涂層耐溫性及耐酸性能好、附著力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)（20年以上），可以承受高低溫?zé)煔獾拈L(zhǎng)期沖刷和急熱急冷工況下的長(zhǎng)期作用，是濕法FGD后排放凈煙氣的煙囪內(nèi)襯防腐的專用涂料材料。 

②特性 KY2耐酸膠泥涂料是以優(yōu)質(zhì)高硅粉、分散劑、固定劑以及細(xì)粒料等為原料，按一定比例科學(xué)配制而成，它具有以下優(yōu)良特性：優(yōu)良的耐化學(xué)介質(zhì)，耐高溫濕態(tài)腐蝕性氣體性能；極低的水蒸氣滲透率、硬化收縮率低、線膨脹系數(shù)低；能承受高低溫?zé)煔獾拈L(zhǎng)期沖刷和急熱急冷之工況；極佳的耐磨性；良好的粘接性；常溫硬化，成型施工簡(jiǎn)單、修補(bǔ)容易。