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摘要：对影响钢铁腐蚀的主要条件及其影响因素进行了分析，简述了防腐涂料的作用原理，重点对几种富锌底漆的性能进行了试验比较及综合分析。     关键词：腐蚀；防腐蚀；富锌底漆     0 引言     金属的腐蚀问题普遍存在于地球的各个角落，它一直是困扰人类社会发展的一大公害。一座桥 梁、一幢大厦、一艘万吨轮，建造费用都超过亿元。 我们希望它的使用寿命能过百年，越长越好。但是，由于腐蚀环境的苛刻、防腐措施的不得力，往往未达到预期的使用寿命，就需要进行维修，甚至失去 了使用功能。全球每年因腐蚀问题造成的损失高达数百亿美元。 2005 年我国的钢产量突破 3 ． 4 亿万 t ， 跃居世界首位。中国 GDP 连续十年增长率在 8 ％以上，国民经济持续发展，海、陆、空交通运输、桥梁、车辆、机械设备、石油化工、奥运工程、城市建设 等诸多领域，都离不开金属材料。开展对金属材料 的腐蚀与防护的试验研究十分重要。     1 钢铁腐蚀的条件及影响因素分析     1 ． 1 腐蚀条件     金属的腐蚀与防护研究，主要是针对钢铁材料，因为钢产量和消耗量均占全部金属的 90 ％以上。在自然环境下，钢铁的腐蚀主要来自于水、空气 ( 氧 ) 、电解质 ( 盐、碱 ) 、海水、酸雨等自然界的侵害。特殊环境下的腐蚀问题，大部分因人类的生 产活劫所造成，例如：化工、制药生产过程中产生 的酸、碱、盐等强腐蚀性介质的腐蚀问题。后者不在本文赘述。     1 ． 2 腐蚀原理     由于电极电位的不同，金属发生电化学反应时，电极电位较低的部位容易失去电子，形成阳极 ( 即：金属被腐蚀 ) ；电极电位较高的部位得到电子， 成为阴极。     电化学反应式：     在氧和水的存在下， Fe(OH)2 生成水合氧化 铁，即铁锈：     铁锈是一种疏松的物质，浮在钢铁表面，它没有保护作用，金属的阳极化反应可继续进行。     1 ． 3 影响钢铁腐蚀的因素分析     1 ． 3 ． 1 在大气环境下钢铁腐蚀因素分析     大气环境下的腐蚀主要表现为锈蚀。影响锈蚀速度的因素有：环境的温度、湿度、大气中的酸性污染物浓度、电解质微粒漂浮物等。     湿度的影响：金属发生电化学反应与氧和水的作用关系甚大。在大气环境中，受空气相对湿度的影响，当空气中相对湿度超过 60 ％以上时，钢铁的腐蚀速率呈指数曲线上升 ( 见图 1) 。空气相对湿度低于 50 ％，腐蚀速率极低。    图 1 空气相对湿度与钢铁腐蚀速率的相关曲线     在防腐涂料的施工中，一定要注意被涂钢结构的表面温度必须高出环境的露点温度 3 ℃ 以上。否则，会在钢材表面产生冷凝水。因为涂料在成膜过程中，溶剂挥发吸收热量，使钢铁表面温度下降，接近露点温度，水汽开始冷凝。此时涂漆肯定要影 响油漆与基材之间的结合，涂层结合不牢，甚至部 分脱落，使水、气容易穿过涂层，腐蚀到底层金属。因此，在南方梅雨季节施工时，可采取局部环境除 湿措施，降低露点温度，使涂装质量得到保障。     温度的影响：温度与湿度相互间的协同效应， 影响钢铁的腐蚀速率，在高温高湿环境下，金属的 电化学反应加速，使钢铁的腐蚀加快。另外，环境温度升高，使空气中饱和蒸气的含水率大大增加， 一 旦温度降低，马上形成冷凝水。例如：夏季白天高温，水汽蒸发量很大，当相对湿度超过 60 ％，夜幕降临后，气温下降，清晨会发现金属表面有结露现象。对此如不采取处理措施，就进行涂漆，肯定影响附着力和防腐性。     电解质的影响：如所处环境空气中含有较多 的盐、碱类电解质污染物，就会提高冷凝露水的导电率，增大钢铁的腐蚀速度。在对钢材表面进行除油、除锈处理过程中，有时洁净水冲洗不彻底，微量电解质残留在钢材表面，也是影响防腐性的一种 隐患。总之，电解质加上水和氧，就会促进电化学 腐蚀反应的发生。     酸性气体的影响：在某些地理环境，受地质条件、工业污染等影响导致大气中酸性气体浓度较高，例如：二氧化硫、二氧化碳、一氧化氮、氯化 氢等，容易形成酸雨腐蚀，或使冷凝水的 pH 值偏 酸性，容易将氢氧化铁溶解，使腐蚀加剧。     1 ． 3 ． 2 在海洋环境下钢铁的腐蚀因素分析     在海洋环境中，空气中的盐雾、水分、海水中 电解质浓度、含氧量、微生物，以及海浪、砂石的冲刷作用，对防腐涂层和钢结构都有不同程度的破坏和腐蚀。我国东海海域浅海区海水水质基本情况 如表 1 所示。    表 1 东海浅海区海水水质分析     从以上水质情况分析，此海域海水的含盐量、 容氧量、有机质浓度都比较高，电阻率较低。这些 数据说明海水为钢铁的腐蚀提供了良好的条件。以下就几个主要因素进行分析。     含盐量、 Na 浓度、电阻率：这些都会导致海 水的导电性增大，腐蚀加速。     溶氧量：溶氧量越大，铁锈生成越快、越多，加速了阳极的腐蚀。特别是桥梁和海上钻井平台的飞溅区，海水的含氧量更高，腐蚀更严重。     pH 值：不同海域水质的 pH 值也有差异， pH 值越低的海域，越有利于铁锈的溶解，这将加速电化学反应，腐蚀严重。     潮差区和飞溅区：由于海浪和砂石对这些部位的反复冲击、冲刷、磨损，干湿交替，海水侵蚀，高浓度盐雾等恶劣条件，对钢结构的腐蚀更为严酷。海平面以上，暴露在大气中的部位：通常在海平面以上， 8m以下的空间，大气中的盐雾浓度最高，氯离子浓度也高。氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质，接触到钢铁表面，便迅速破坏钢铁表面的钝化层，先形成一个小阳极，金属铁溶解，形成 一 个腐蚀坑，亦称为点腐蚀。盐雾浓度越高，冷凝 后的电阻率越低，导电性增大，加速电化学腐蚀。     近年，我国正在建造和准备建造的跨海大桥 有：杭州湾跨海大桥、上海长兴岛至崇明岛的长江 跨海大桥、舟山群岛跨海大桥、青岛海上大桥、大 连旅顺口至烟台的烟大铁路轮渡等。这些都是大型的海上钢结构工程。海洋环境十分严酷，对大型桥 梁主体结构的设计使用年限大都要求在 100 年以上，配套防腐涂料的使用寿命也不低于 25 年。因 此，如何科学地、合理地、正确地设计、选择长效型钢结构配套防腐涂料，需要经过慎重考虑和反复论证，才能作出决定。