储罐防腐蚀技术.ppt

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1、储罐防腐蚀技术,内 容,案例,一、腐蚀和腐蚀控制,一、腐蚀和腐蚀控制 许多项目或结构进行涂装的主要目的是为了装饰以改变它们的外观，而使用防腐涂料的目的是保护表面免受腐蚀的侵蚀。当然，很多涂料同时具备保护和装饰涂装表面的功能。涂料也可有其它特殊的功能，如减少磨擦（也就是干膜润滑剂）、走道防滑保护，耐磨等其它特殊的功能。,通过基本了解腐蚀过程，可理解使用防腐涂料的原因，并能帮助我们规避炼厂原料储罐（特别是轻质油储罐）和原油码头及原油储罐的腐蚀风险。,大家都曾看到过各种腐蚀。无论是在工作场所，还是在日常生活中，腐蚀的例子随处可见。“腐蚀”是一种材料，通常是指某一种金属，由于与周围环境发生反应而产生的

2、一种降解。该定义涵盖面很广，并说明除钢铁以外，其它材料如混凝土、木制品和塑料也会发生降解或腐蚀。在本节中，我们主要讨论建造用钢铁和其它金属的电化学腐蚀。,腐蚀是符合自然科学规律的一种自然现象或过程，因而我们对腐蚀现象的发生并不感到惊奇。几乎所有的材料一旦暴露于自然环境中，随着时间的推移，它们都会发生降解。例如，当铁或钢暴露在空气和水中，我们在几小时内就会看到锈蚀慢慢生成，铁或钢的表面会出现近似于氧化铁的红棕色。甚至，有时腐蚀在几分钟内就可发生。,如果以其它材料，如铜、黄铜、锌、铝或不锈钢来代替铁，也会出现某些程度的腐蚀，但是需要很长的时间，腐蚀才会产生。这些金属腐蚀速率之所以变慢，是因为铜、锌

3、、铝或铬会潜在形成一层保护性金属氧化物。虽然该氧化层非常薄，但它可形成一层保护屏障，使金属免受持续的侵蚀，从而减慢腐蚀速率，使腐蚀几乎停止发生。这种自然过程被称为“钝化”。,不管表面层是氧化物、碳酸盐、氯化物、硫酸盐还是其它化合物，它的形成可帮助表面的防腐，特别是，如果该表面层能够有效地将金属与环境隔开。为起到有效作用，这种自然形成的保护层必须耐扩散而且耐潮气。遗憾的是，普通的铁或钢板形成不了这样的有效屏障。氧气和湿气可穿透已形成的锈蚀，因此钢板会继续发生锈蚀。如果没有得到额外的保护，最终金属会烂掉。,在很多情况下，防腐涂料会被用在铁或钢板表面，作为牺牲保护层，从而延长铁或钢板的使用寿命。大家

4、普遍能接受的一个观点是：“电化学反应”会引起金属腐蚀的发生。金属表面某些区域的电流会通过电解液，即能导电的溶液，如海水，硬水，甚至是钢板底材上的湿气，流向另外一些区域。(注意蒸馏水或去离子水不能有效传输电流，因而不能作为电解液使用。)我们将这种腐蚀过程称作为“电化学反应”（有时称它为“化学电流”反应），它是一种含有电流的化学反应。,腐蚀电池的要素如果发生电流腐蚀，下列四个要素必不可少：阳极 阴极 金属通道(或外部导体)电解液,我们以普通的干电池作为例子，来阐述该腐蚀过程，干电池依靠电流腐蚀来产生电源。注意所出现的四个要素。电解液(潮湿的氯化铵和氯化锌)负极(锌壳),它在腐蚀电池中相当于阳极正极

5、(碳石墨),它在腐蚀电池中相当于阴极传导金属丝，它在腐蚀电池中相当于金属通道 让我们对每一项作详细研究。,干电池示意图,腐蚀电池,电解液电解液 是一种液体或腐蚀剂，它是导电的媒介。电解液的大部分成分是水，而实际上，电解液含有带正负电荷的颗粒体离子。阳极阳极 是金属在电解液中腐蚀，或者说是溶解的部分。溶解的金属以正电荷离子的形式存在。留下的电子通过电解液，通常会与电解液中的离子结合在一起。它们在阳极处的出现会使该区域立即变成负极。,金属通道在电池的例子中，阳极处多余的电子会流向金属丝，形成回路，在整个过程中点亮灯泡。当腐蚀在金属表面发生时，总是会有金属通道将阳极（或阳极区域）与阴极（或阴极区域）

6、连接起来。如果没有金属通道，腐蚀反应就无法发生。在所举的电池例子中，如果没有连续的金属通道（金属丝）将阳极连向阴极在本例中是再流向灯泡，电流就不能流动因而，电池就不能释放电流。,阴极阴极 是消耗电子的电极（金属表面，或在本例中是碳棒）上相对较不活跃的区域。电反应在阳极的对立面阴极处持续进行。反应通常会使电极离子化，形成诸如氢（以气体形式释放）和氢氧离子。它们通常与已溶解的金属结合形成化合物，如氢氧化亚铁（如是铁或钢），随后进一步反应成为氧化铁或锈蚀。这样，就形成了完整的腐蚀循环过程。如缺少腐蚀电池四个要素中的任何一个，腐蚀就不能发生。,钢结构上的腐蚀当钢结构发生腐蚀时，腐蚀电池的四个要素都将出

7、现。钢板本身就导电，因而可作为其表面上阳极和阴极区域的金属通道。由于钢是非完全均匀金属，单单一张钢板就会在其表面存在许多微小的阳极和阴极区域。钢板表面上的阳极和阴极区域是由于其不同区域的不同电位能（可能只是一点点）而形成的。因而，钢板已拥有形成腐蚀电池四个必要要素中的三个。同样的情况也存在于很多其它的金属。,当裸露钢板由于露水或雨水变得潮湿时，水就变成了电解液。如果钢板曝露于大气环境，大气中或钢板表面的化学物质会与水结合，在钢板表面形成更有效的电解液。纯水是非常差的电解液，但如果有化学盐（例如，海洋环境中的氯化钠）出现，它们会在水中溶解，当溶解的化学盐浓度越来越高时，所形成的电解液会越来越有效

8、。,沿海企业，面对海洋环境，冬天高速公路上所使用的公路除冰装置上都会出现盐（氯化钠）。其它一些常见的化学盐包括硫磺工业燃烧产品衍生出来的硫酸盐。,腐蚀回路通常情况下，钢板阳极表面处的铁原子会释放电子，作为腐蚀回路的一部分。电子通过金属通道流向阴极。电离过程将电子通过电解液重新回到阳极，从而形成整个电路。,金属（铁）原子成为正的亚铁离子，它会与阴极表面处产生的负的氢氧离子发生反应。亚铁离子和氢氧离子之间的反应（在电解液中）会形成氢氧化亚铁。然后，氢氧化亚铁会与氧气发生反应，在 钢板表面形成一层氧化铁（锈蚀）表面层。也有可能发生其它反应，这取决于金属，电解液和其它出现在电解液中的可溶化学物质。,腐

9、蚀电池腐蚀反应可发生在比一个大头针都小的区域。钢板表面可能会有许多腐蚀电池，从而使整个表面出现很多不均匀的锈斑。如果同一地方阳极和阴极保持很长时间，腐蚀就会局部化，会出现点蚀。一旦形成点蚀，腐蚀电池就会在凹坑内局部化和固定化，从而加快该点的腐蚀速率。通常，点蚀的最终结果都是穿透金属。,钢板表面的氧化皮也会加速腐蚀。在新的铁和钢板上可看到氧化皮，它们的形态一般是呈蓝-黑色的氧化铁层，其中一些氧化皮甚至比母材还要硬。氧化皮相对铁或钢要活跃，因而相对母材，它是阴极。一旦有潮气，就会形成腐蚀电池，阴极氧化皮会在阳极裸露钢板区域促使腐蚀的发生。在涂料施工开始之前，将钢板表面的氧化皮除去，是非常重要的，我

10、们不希望看到表面发生腐蚀，或在漆膜下藏有活跃的腐蚀电池。,环境因素对腐蚀的影响高湿度，潮气或死水会促使电解液的形成，引起腐蚀的发生。一旦钢板浸入水中，通常会发生腐蚀。潮湿环境发生腐蚀的速率会比干燥环境更快。腐蚀速率可通过在密闭空间，如船舶的压载舱或储油罐中，进行空气减湿予以减慢。氧气,如水一样，也会增加腐蚀速率。腐蚀可在缺乏氧气的环境中发生，但腐蚀的速率（和金属的破坏）通常比较慢。,在埋地或浸水状态下，与某一区域接触的电解液比另一区域含有更多的氧气。氧气浓度较高的区域相对其它表面会成为阴极，形成氧气浓度电池，从而加快腐蚀。,化学盐 通过电解液效率的提高来增大腐蚀速率。在部分国家，盐（氯化钠）被

11、撒在公路上用于融化冰，盐是吸湿的（也就是吸收空气中的水），它会粘在汽车或桥梁结构上，促使腐蚀过程整年持续进行。温度 温度低，腐蚀速率下降；温度越高，腐蚀速率越快。,化学品和气体 如氢化硫一样，它会与空气中或表面上的潮气发生反应，形成酸性或碱性溶液。酸性和碱性电解液都会促使腐蚀速率的增加。,环境和腐蚀腐蚀速率会受到环境的影响。腐蚀控制专业人员发现的几个常见环境因素为：化学/海洋环境(海洋石油平台和船舶)这是一个非常恶劣的环境，锈蚀会很快发生。空气中所含的盐和化学污染物会刺激腐蚀的发生。湿气和海水提供了电解液，它也会促进该反应过程。,化学/高湿度环境(近海炼油厂)这种环境具有高度腐蚀性，因为所存在

12、的气体、化学品和高湿度均会刺激腐蚀的发生。,图 化学+高湿度环境 炼油厂,海洋/高湿度环境(浪溅带平台管道系统)这种环境由于有潮气和盐颗粒的存在，因而提供了非常活跃的电解液。众所周知，浪溅带区域（通常指中等潮汐水位至高等潮汐水位以上12英尺区域）会遭受特别厉害的腐蚀。,图 海洋+高湿度环境,化学/低湿度环境(内地炼油厂)低湿度通常比高湿度的腐蚀性要低，但气体和化学品都会刺激腐蚀的发生。,图 化学+低湿度环境 发电厂,农村/低湿度环境(内地农村铁路桥)在五种环境中，这种环境的腐蚀性最低，因为清洁的空气中不会含有污染物，而且潮气也不会形成电解液。例如：北方的乡村就属于农村低湿度环境；位于甘肃、内蒙

13、以及西部新疆大多数干燥地区或非工业化地区的沙漠石油装备也属于此类例子。,图 农村环境 铁路桥,腐蚀的影响腐蚀的影响涉及安全、费用和外观。安全已腐蚀的结构在很多方面是不安全的。必须支撑极端负荷重量的桥梁和建筑就是明显的例子。腐蚀不允许出现在食品和饮料行业，因为金属腐蚀产品会污染食品。通常使用涂料和衬里来保护加工容器和食品容器。,图 8 腐蚀的影响 安全,费用通常，重新涂装和修补已锈蚀钢板的费用会远远超过保护表面免受腐蚀侵蚀的最初费用。1994年，美国整年因腐蚀而产生的损失约为3,000亿美元，近似于其国民生产总值（GNP）的4.5%。其它发达国家也有类似的情况。,外观任何环境中的涂料剥落和钢板生

14、锈，都会让人看了不舒服。对于很多工程师或设备业主来说，追求良好的构件外观，是他们进行涂装的主要原因。因此，从上述几个因素考虑，防止腐蚀是极为重要的。,图 腐蚀的影响 外观,腐蚀控制 可采用不同的方法控制腐蚀，包括：设计 缓蚀剂 材料选择 阴极保护 防腐涂料 改变环境,设计结构设计的方式会影响其对腐蚀的抵抗力。总的来讲，结构的设计如果：避免潮气、化学盐和灰尘的滞留，并便于涂装施工操作就不易受到腐蚀的侵蚀。,缓蚀剂缓蚀剂是添加到某一环境，用于降低该环境腐蚀速率的物质。缓蚀剂通常以小剂量添加到酸性环境、冷却水、蒸汽和其它环境中。缓蚀剂也经常用于石油和天然气制品。它们会被添加入“钻井”管路系统中，使管

15、道壁与盐水以及常与石油制品有关的气体、原油和钻井流体分隔开来。缓蚀剂还可用于制造管路、流体管道和发射管。,图 缓蚀剂,材料选择有些金属，如金或铂，它们的腐蚀非常慢，或甚至不腐蚀。选择耐腐蚀材料可帮助降低腐蚀速率。电位序是按照它们的腐蚀电位顺序排列的一个材料清单。最容易发生腐蚀，或者说是最活跃的，排在最前面；最不容易腐蚀，或者说是最不活跃的，排在最后面。周围环境状况或温度的改变会影响电位序的排列。按照惯例，越活跃的金属具有负的腐蚀电位，它们有时会被叫做阳极，越不活跃的金属则被称为阴极或惰性的。电位（不同金属）腐蚀的通用规则如下：,当不同的金属相连时，最活跃（或阳极的）金属发生腐蚀更快，而相对更惰

16、性的（或阴极的）金属可被保护，腐蚀较少。两种不同金属的电位差越大，电位腐蚀速率越快。例如，相对活跃的锌如果与相对不活跃的铂相连，只要有合适的电解液，锌会被严重腐蚀。,阴极保护由易于腐蚀的金属，如铝、锌或镁制成的牺牲 阳极被连接至被保护的钢结构。随后，这些阳极会替代钢结构发生腐蚀。当牺牲阳极完全腐蚀后，需对其进行更换。阴极保护的另一种形式（叫做外加电流)是提供电流，以阻止腐蚀电池产生电流。,二、涂料技术,二、涂料技术防腐涂料涂料可通过下面三种涂料类型中的一种或几种，对钢板提供保护：牺牲型涂料,通常是富锌涂料。一旦发生刮擦或其它破损，曝露在外的锌会作为牺牲阳极发生腐蚀，保护钢板表面。屏蔽型涂料,它

17、使湿气远离钢板表面。这就除去了腐蚀回路要素中的一项电解液，从而可以防止腐蚀。,缓蚀（防锈）型涂料,(通常仅为底漆)它除了可作为屏蔽以外，可以通过使用具有抑制作用的颜料（与缓蚀剂类似），有效地帮助控制腐蚀。例如，红丹 1和磷酸锌这些颜料与涂料中吸收到的湿气发生反应，然后与钢板发生反应，使其钝化，从而降低其腐蚀特性。防腐涂料对钢板的保护作用会因漆膜的不连续（气孔、刮擦、针孔）而受到严重影响。,液体施工涂料涂料使用在钢板表面，以防止腐蚀或至少减慢腐蚀过程。为达到这种目的，所使用的涂料绝大多数是传统型涂料，它们以液体的形式提供，并施工在表面上，然后再固化变成硬质保护漆膜。现在，让我们将注意力转向这些涂

18、料，从而熟悉一些更常见的术语和概念。,涂料术语通常使用的涂料术语包括：颜料 基料 溶剂 固化机理 涂料系统,涂料定义首先，让我们对涂料作一下定义。涂料是透明的或有颜色的成膜材料，它可用来保护所施工的表面免受环境的影响。涂料的分类通常，涂料可分成有机涂料或无机涂料。大多数涂料是有机涂料。有机涂料是从活的生命体中提炼制成的涂料，如油桐树（桐油），蓖麻（蓖麻油），亚麻籽（亚麻仁油），鱼（如鲱鱼），或曾经活着的其它物体,例如煤和石油。这些涂料均含有碳。,无机涂料使用无机粘合剂材料作为基料，例如，硅酸钠，硅酸钙，硅酸锂和硅酸乙酯。(硅酸乙酯是有机的，不是无机的，但它通常被包括在这个基料清单中。在硅酸锌乙

19、酯固化过程中，乙醇会蒸发，留下的硅酸亚铁锌矩阵是无机的。,涂料成分 常规涂料由两种主要成分组成；颜料 漆料,颜料颜料是离散的固体颗粒，可为涂料提供特定的保护或装饰。颜料在涂料中并不溶解；不管是在液体涂料中还是在固体漆膜中，它们一直保持单独的固体颗粒。术语颜料也可用来描述惰性填料，如白垩，滑石，或云母，它们通常用来改变漆膜的特性。除了为漆膜增加体积，填料也可用来调节特性，如光泽、稠度或颜料体积浓度（PVC）。,漆料漆料是涂料的液体基材，由溶剂、基料和其它所需的液体添加物组成。词语基料一般是指提供成膜的树脂或树脂混合物部分。基料和颜料组成干漆膜。大多数涂料以成膜树脂（基料）命名。颜料的作用在涂料中

20、添加颜料，颜料可：提供锈蚀抑制降低漆膜的渗透性遮盖表面（不透明性）提供颜色保护漆膜免受紫外线和天气的影响为涂料漆膜提供机械加强,其它功能包括：自清洁和控制粉化 光泽控制减少光泽并增加后道涂层的附着力（结合力）或啮合力。帮助涂料基料的干燥 提供某些期望的面漆性能，例如金属光泽或各种其它光泽 在油漆的贮存特性上提供帮助 增加漆料的结合力，从而可施工较厚的涂层 提供电腐蚀性能并允许牺牲保护 改善涂层之间的附着力（增大颜料尺寸也可改善与现有涂料之间的结合力）,漆料的组成漆料由基 料（树脂）和溶 剂以及添加剂组成，它们都是涂料在液态情况下的组成部分，可将它们分成两大类。非挥发性，成膜（基料）成分挥发性溶

21、剂添加剂可以是挥发性的，也可以是非挥发性的，取决于它们在配方中的用途。,树脂基料 涂料通常以它的主要树脂命名，例如，环氧，乙烯等（唯一的特例是，有时底漆也使用颜料的名称来命名，例如，富锌环氧，红丹等。)树脂可能是天然材料，也可能是合成材料，而且常常是有机的（也就是说，它是碳基的）。大多数树脂需要添加溶剂，以便于施工。为了在底材上形成一层保护漆膜，树脂基料必须从易受影响的液态（便于施工）转化成具有较好结合力的固态，从而附着在表面以提供保护。正是树脂具有可从一种形态变成另一种形态的能力，而确定了其非常适合用作基料。,溶剂大多数涂料含有溶剂。溶剂可分成：主要（活性）溶剂潜溶剂稀释溶剂在涂料中添加溶剂

22、有很多原因，主要有以下：主要（活性）溶剂溶解树脂，形成树脂溶液，使它成为涂料漆料。很多合成树脂是固体，包括大多数醇酸树脂，一些环氧树脂，氯化橡胶和乙烯树脂。潜溶剂通常与主要溶剂一起使用，使涂料更易于施工，控制蒸发率并改善漆膜的质量。,稀释溶剂（例如，水），是与活性溶剂一起使用，用以稀释容器中涂料的溶液。稀释剂不溶解树脂。与仅使用活性溶剂相比，混合使用活性溶剂和稀释剂可提供更光滑、更坚硬的漆膜。将稀释剂（例如，水）用作二级溶剂的技术，可用于形成如水还原醇酸树脂之类的涂料。在许多情况下，可使用稀释剂来降低成本。在施工期间，稀释剂应先于大多数活性溶剂脱离漆膜，否则漆膜会变得很差。,涂料中使用溶剂的数

23、量随树脂的类型和施工工艺的不同而变化。溶剂占漆料重量的比例在75%之内变化，如高固环氧涂料的比例仅为几个百分点，而乙烯涂料某些国家仍在使用 或酸蚀底漆的比例约达75%。,挥发物含量既可用漆料的重量百分比来表示，也可用体积百分比表示。当以体积百分比来计算时，挥发性有机化合物含量（VOC）会在涂料总体积的50%至90%之间变化（乙烯类涂料），而一些高固环氧涂料的挥发物含量可能仅为5-10%。注：正因为乙烯涂料含有很高的溶剂（也就是挥发性有机化合物含量高），因而美国和其它地方已减少使用该产品。,在施工阶段，在涂料中加入溶剂会降低常规施工方法所能获得的粘性和湿膜厚。相应地，因为这种稀释，干膜厚也会降低

24、（由于体积固体份含量减少）。不管是在寒冷的季节为能进行施工而添加稀释剂，还是因为持错误的经济观念而进行稀释剂的添加，添加稀释剂会降低干膜厚是反对涂料过度稀释的主要理由。添加稀释剂也会增加溶剂滞留的风险，而且随着多余溶剂从涂料中蒸发出来，它也会影响漆膜的形成。,溶剂的特点溶剂有两个主要特点，它们会影响其在涂料中的使用。这两个特点分别是：溶解能力溶解其它化学成分（例如，树脂）的能力挥发性很大程度上决定蒸发率，蒸发率是溶剂退离涂料的速度应仅使用涂装规格书或制造商产品技术说明书中指定的溶剂。如使用不同的溶剂，则必须从制造商的技术代表处获得书面同意书。使用其它溶剂（如“普通型”丁酮）会导致成膜差。,蒸发

25、率除了溶解能力，溶剂最重要的性能是它的挥发性，溶剂的挥发性很大程度上会决定它的蒸发率。这种关系并不直接，因为对成膜物更强的溶解能力会降低溶剂释放率。蒸发率会影响流平，流动，流挂，边缘润湿时间和光泽度。蒸发率随着施工方法的不同而发生很大的变化。,表1-7按照溶剂的化学分类列出了一些常用溶剂，并说明了它们的闪点和蒸发率。这些溶剂包括：脂肪族烃（如，矿物油精）芳族烃（如，二甲苯）酮(如，丁酮)酯(如，乙酸乙酯)醇(如，甲醇)乙醇醚/酮醚(如，乙酸溶纤剂),表1列出了一些常用的脂肪族烃以及它们的一些特性。表 1 脂肪族烃溶剂芳族烃溶剂该类烃将闭链式六碳（通常叫做苯环结构）作为其分子的主要部分。该类溶剂

26、最简单的化学品是苯；该族同时也包括甲苯、二甲苯和一些更高沸点的同族体。它们是用于氯化橡胶、煤焦油和某些醇酸类涂料的活性溶剂，同时，它们也可与其它溶剂一起使用，作为环氧、乙烯和聚氨酯材料的稀释剂。表2列出了一些芳族烃溶剂以及它们的一些特性。,表 2 芳族烃溶剂注：苯和甲苯以前曾被广泛应用，但现在出于对健康和安全的考虑，已限制使用。酮类溶剂酮是丙酮族和丁酮的氧化烃。它们是乙烯涂料最有效的溶剂，并经常被用在环氧和其它树脂配方中。,表3列出了酮类溶剂和它们的一些特性。表 3 酮类溶剂,酯类溶剂酯也是氧化烃，但酯类溶剂的气味与众不同，有一种令人愉快的，像香蕉一样的气味。醋酸酯（包括纤维素脂，丙烯酸，多乙

27、酸乙烯酯和丁酸乙烯酯）是用于几种不同种类合成树脂涂料的极好溶剂。乙二醇-乙醚乙酸酯（乙酸溶纤剂）大量用于热塑性丙烯酸面漆，并被认为是这些基于异丁烯酸树脂丙烯酸涂料的最好的低蒸发率溶剂。和其它一些溶剂一样，出于对健康和安全的考虑，乙酸溶纤剂已不如以前那样经常被使用。注：Cellosolve（乙酸溶纤剂）是联邦碳化物公司的一个商标名称。,酯类溶剂也用作乙烯涂料的潜溶剂，并常用于环氧和聚氨酯配方中。表4列出了酯类族的一些溶剂以及它们的一些特性。醇类溶剂醇是氧化烃，它是高度磁性基料（例如：酚醛涂料）的良好溶剂。一些醇类溶剂也可与环氧涂料一起使用。表5列出了不同的醇类溶剂和它们的一些特性。,乙醇醚/酮醚

28、类溶剂醚类溶剂（例如，乙醇醚）不常用作合成树脂的溶剂，因为它们具有易燃性，但它们是一些天然树脂、油和脂的极好溶剂。在防腐涂料中通常使用的醚类溶剂是乙醇醚（例如，乙二醇-乙醚乙酸酯），通常被叫做乙酸溶纤剂（Cellosolve）（联邦碳化物的商标名称）。很多乙二醇醚以这种名称出售。,乙酸溶纤剂是很多油、橡胶、天然树脂和合成树脂，如醇酸、乙基纤维素、硝酸纤维素、多乙酸乙烯酯（PVA）、聚乙烯醇缩丁醛和酚醛塑料的良好溶剂。它是一种蒸发率比较慢的溶剂，用在许多漆类中，以改善顺滑性和光泽度。这些材料与其它溶剂混合在一起，可获得具有更高闪点的溶剂配方。表6列出了一些乙二醇醚溶剂和它们的一些特性。,其它溶剂

29、Tetra hydrafuran 是一种强溶解性环醚，用于树脂质材料，如丙烯酸脂、苯乙烯、聚氯乙烯、橡胶和环氧。硝基烷也是很多合成树脂的良好溶剂。该类溶剂的主要成员是二硝基丙烷，二硝基丙烷的毒性较低，有着和乙酸正丁酯一样的蒸发率，可作为硝化纤维、丙烯酸树脂和环氧的溶剂；在与甲苯混合使用时，二硝基丙烷是乙酸氯乙烯树脂很好的溶剂。表 7 列出了这些溶剂的特性。,有关挥发性有机化合物含量(VOCs)的美国规范 大多数美国团体和一些国际团体已制订出规范，限制挥发性有机化合物（溶剂）在大气中的排放数量。许多涂料制造商已开始为他们的产品进行重新配方以符合这些规范。施工之前添加溶剂以稀释涂料，可能会使符合挥

30、发性有机化合物含量标准的涂料超过该限定值，因而应尽量避免这种情况的发生。,所允许的挥发性有机化合物含量所加稀释剂的数量活性/混合涂料的挥发性有机化合物含量溶剂安全溶剂安全关系到两点：火灾和健康危害。火灾 闪点溶剂的闪点是指，出现在液体上足量的溶剂蒸汽被点火源（如火焰）点燃的最低温度。除了明火，火源可包括静电火花、鞋钉产生的火花、打磨操作引起的火花、点燃的香烟等等。闪点越低，液体释放的蒸汽数量就会越多，蒸汽点燃的风险就会越大。,重要的安全术语：火灾LEL=最低爆炸极限UEL=最高爆炸极限可以说，溶剂的闪点越低，该溶剂就越容易被点燃。最低爆炸极限(LEL)是空气中能被点燃的溶剂蒸汽的最低浓度。最高

31、爆炸极限(UEL)是空气中能被点燃的溶剂蒸汽的最高浓度。,健康危害虽然仅有一些溶剂会立即对人的健康产生直接的危害，但所有的溶剂都会危害人的健康，因而必须进行相应的处理。应一直穿戴被认可的呼吸器和防护服，特别是在处理溶剂或在密闭区域工作时。注：美国国家职业安全和健康协会(NIOSH)认可了呼吸器的使用。职业安全和健康管理部门(OSHA)规定了保护工作场所工人的法规。NIOSH还规定了安全工作所需的推荐设备和实践惯例。,在讨论溶剂安全时，你可能会听到的一些术语有：TLV-有害物容许最高浓度：根据施工安全规范（如，美国的OSHA规范），工人在一段时间内可吸入的空气中所含的有害气体或烟雾的最高浓度。T

32、WA/TLV 加权平均时间/有害物容许最高浓度：在规定工作时间，如一天8小时或一周40小时内所允许的空气中所含的有害气体或烟雾的平均浓度。STEL/TLV 短期曝露限制/有害物容许最高浓度：不管时间长短，工人所曝露空间中所含有害气体或烟雾的最高浓度。,重要事项:所有溶剂都应小心处理。溶剂应按照当地和联邦的法规进行贮存。添加剂加入涂料中的其它材料，叫做添加剂，加入添加剂有几个原因：调整结合力改善漆膜形成使它导电（用在混凝土上）减少沉淀改善柔韧性防止发霉,为涂料提供防静电性能提供耐磨和防滑性能可添加一些如沙、金刚砂和氧化铝材料以提供防滑性能。添加剂，如聚四氟乙烯(PTFE)或TFE-碳氟化合物可提

33、供耐磨性或被使用在低摩擦力连接器中。,固化机理介绍对于涂装检查员来说，了解涂料形成保护漆膜时，涂料干燥和硬化的不同方式，是非常有用的。实际涂料施工中的很多方面，会受到漆膜形成方式的影响。固化可用来描述涂料从液态变成固态的方式。需要注意的是：词语“固化”可能会引起某些人对本上下文内容的误解。该词语更能精确地用来描述一个化学反应的结果，而许多漆膜的形成却不存在这样的反应。然而，普通的使用规则可使我们使用这一词语固化，来描述所有的成膜反应。,表面处理综述 事实上，在每一种涂装过程中，如磷化、镀锌、电镀或油漆涂装，待涂装表面的初期清理和表面处理是涂料系统获得成功的重要步骤。如想获得良好的结果，在防腐涂

34、料施工之前，表面必须进行处理。除非涂料特别设计用于表面状况差的底材，否则现代涂料都要求表面清洁且粗糙以获得长期的稳定性。据估计，高达75%的早期涂料缺陷是完全或部分由表面处理不充分或不正确而引起的。,影响涂装过程的一些常见的设计缺陷包括：难以够到或无法进入的区域铆钉、螺钉、螺栓、或其它联接件焊接缺口（特别是跳焊或搭在一起的表面）搭接表面（如，水箱内的顶板）定位很差或复杂构件内的角或角落螺纹区域异金属锐利的边缘，特别是在角落上或粗糙的切割板上建造辅助物难以够到的区域,图 设计问题 难以够到的区域,图 设计问题 螺栓,焊接焊接通常会在平面上呈现粗糙、间断的区域，并可能会有很多锐利的边缘。很多情况下

35、，焊接没有得到正确的清理，留下焊接飞溅物、溶渣和焊剂残留物；如果这些缺陷没有得到消除，就有可能助长腐蚀的发生。,图 3 设计问题 焊接,缺口跳焊、锐利的边缘、裂缝和背对背的角能导致早期的涂料缺陷。这些问题可能是因为在设计阶段缺少远见或由于制作商拙劣的工作方法而引起。,图 设计问题 缺口,通常，搭接板和顶板是跳焊的，会产生一个无法进入的涂装区域。湿气会在板与板之间移动，随即发生腐蚀。,图 设计问题 搭接表面,图 设计问题 角,图 设计问题 锐利的边缘,在涂装过程中，边缘应予预涂装，最好是每道涂层预涂一次，以在边缘处提供附加的涂层厚度。角落（外部的和内部的）外部角落就像锐利的边缘一样，会发生同样的

36、腐蚀倾向。根据良好的习惯做法，它们应该像边缘一样进行预涂装。,搭接板搭接板之间的裂缝会提供湿气聚集的可能性，而且，因为该区域无法进行清理和涂装，腐蚀很可能就会发生。,螺纹区域铆钉、螺钉头部和螺帽都很难进行涂装，需要特别小心，以确保所有表面得到充分的清理和涂装。有很多与螺纹有关的裂缝和锐利边缘，它们很可能导致腐蚀的发生。,接合表面（也就是，连在一起产生磨擦粘着力的表面）是一种特殊的情况，它应进行清理并不做任何涂装，或用一经过测试并得到认可的涂料进行涂装。测试由英国标准和ASTM详细说明，以确定所测试涂料是否迎合该用途。无机锌涂料可能是这种情况下最常用的涂料。,图 设计问题 建造辅助物,应除去建造

37、辅助物，正确处理该表面，再施工正确的涂料，以避免出现周围涂料早期缺陷的情况。会导致早期涂料缺陷的其它设计问题包括：互相接触的异金属产生一个电流电池，从而启动腐蚀过程，引起涂料缺陷。在异金属必须连接的地方，所有相连的异金属应该予以涂装。外部表面的下陷处，它会通过限制水的流动或排干或通过聚集灰尘或其它垃圾而加速腐蚀的发生。能滞留水或腐蚀性液体的裂缝。通风条件差，减慢了冷凝湿气的蒸发。,钢板表面缺陷没有引起广泛重视的是：“表面处理”不只是除去氧化皮、锈蚀和污染物，同时也应包括钢结构的合适“整治”，以消除所有可能引起表面缺陷的情况。典型的例子包括：锐利的边缘表面轧制夹层开裂和裂缝内含物应记住：对于喷砂

38、暴露并随后用打磨去除的缺陷，有必要对其紧邻区域进行重新处理以保留表面粗糙度。,表面轧制夹层和剥落钢结构上最常见的表面缺陷类型就是表面轧制夹层，通常，轧制夹层由钢板的翻转过程而引起。由于没有一种油漆系统能为它提供有效的保护，通过打磨除去所有这些缺陷是很重要的。如果是小的剥落和表面轧制夹层，即使它们不会伸出表面，但它们可能会在以后往上卷，穿透或破坏油漆系统。,开裂和裂缝由于涂料系统无法对其进行有效填堵或密封，任何形式的开裂或深裂缝都会对保护处理形成威胁。它会包含污染物，聚集滞留的湿气和空气，然后在油漆系统下为腐蚀的发生提供有效场所。除非太深，否则所有这些开裂和裂缝应进行打磨。在开裂和裂缝太深的情况

39、下，应通过焊接进行填堵或密封，然后再进行打磨直至光滑。,内含物任何形式的表面内含物，例如：裹起来的氧化皮，应予以去除。所用的方法包括凿和/或打磨，如必要的话，在某些情况下，也可使用焊接填充以恢复表面。理想状态下，项目规格书会要求对制作缺陷进行纠正。应避免任何会引起缺陷情况的缺口和小的难以够到或无法进入的区域。只有在留有足够空间可进行焊缝光滑处理的区域，才可进行焊接。,既然螺纹很难进行正确的清理和涂装，在可能的情况下，螺纹出口应用带凸缘的或加上衬垫的出口来代替，因为这种类型的出口对油漆工来说相对容易进入。,最后一个设计缺点可能就是异金属的使用。在异金属相连的地方（也就是，存在金属通道），就存在金

40、属腐蚀的可能性。在这种情况下，会存在人们所不希望看到的阳极-阴极关系。如果阳极区域相对阴极较小，集中在阳极的腐蚀效应会很严重，从而在阳极区域导致快速腐蚀也可能会出现点蚀。防腐涂料最好仅施工在阴极区域。如果同时也对阳极金属进行涂装，应确保漆膜不存在针孔，以防止在漆膜的针孔处出现集中腐蚀。,有缺点的焊接，包括：焊接泼溅（众所周知也叫“焊接飞溅物”）跳焊 粗糙的焊缝迭片结构槽沟锐利的角落和边缘锐利的弯曲和角,有缺点的焊接焊接泼溅(也叫做飞溅物)焊接泼溅形容的是，在焊接过程中所产生的融化金属颗粒落在邻近焊接区域的表面上。有时，用某一冲击工具，如錾平锤，即可轻松地将其除去；但在大多数情况下，如想成功将其

41、去除，则必须用一个圆盘打磨机或角磨机进行打磨。,图 制作缺陷 焊接飞溅,焊接飞溅在底材上的高度可能高达 500微米（20密耳)，甚至更高，因而很难用足够的涂层厚度来覆盖。焊接飞溅上的薄漆膜会在营运中很早就出现击穿，导致腐蚀发生，随后，腐蚀还会在漆膜下蔓延。因此，焊接飞溅的处理非常重要，在进行任何规格书所要求的喷砂之前，必须采用机械方法先将焊接飞溅予以去除。在涂料用来提供沉浸服务的舱室和船舶内，要想经常进行检查是不合实际的，因而除去所有焊接飞溅以减少或消除腐蚀发生的机会是最至关重要的。跳焊正确的焊接技术也很重要。连续焊胜于点焊或间歇焊。连续焊比点焊的费用更高，但是，其延长涂料寿命的优点可远远抵消

42、焊接的附加费用。,封闭区域的“最好”方法就是连续焊，焊接过后可对其进行清理和打磨光滑，并随同常规涂装一起进行预涂装。如果无法采用连续焊，在预涂装之前，可采用一种与涂料系统相容的填堵化合物，对已处理过的搭接接合处进行填堵。环氧和硅树脂基填塞物都是成功的好例子。,图 制作缺陷 跳焊,粗糙的焊缝应打磨或修理粗糙的焊缝，以除去锐利的边缘和其它的不平整。焊缝空处可用涂料进行连接。锐利的隆起和尖头很难进行涂装，涂料会从隆起的边缘处向后拉，因而漆膜在该处会薄很多。对所有焊缝进行打磨或修理，以获得一个相对光滑的表面是非常重要的。咬口和针孔应用焊接进行填堵。,图 制作缺陷 粗糙的焊缝,图 制作缺陷 迭片结构,图

43、 制作缺陷 锐利的角落/边缘,所有状况可分成锈蚀等级A、B、C和D,具体描述如下：锈蚀等级A 钢板表面完全被附着牢固的氧化皮所覆盖，没有或很少有可见锈蚀锈蚀等级B 钢板表面同时被氧化皮和锈蚀所覆盖锈蚀等级 C 钢板表面完全被锈蚀所覆盖，没有或很少有可见点蚀锈蚀等级 D 钢板表面完全被锈蚀所覆盖；有明显的点蚀,表面处理方法可用的表面处理技术包括：溶剂清洗手动工具清理动力工具清理火焰除锈法酸洗喷砂清理，使用钢丸或钢砂水喷射，仅使用水湿磨料喷砂，使用注有磨料的水,表面处理标准通常将各种表面处理技术结合在一起使用。举例来说，溶剂清洗是在喷砂清理之前采用的一种预清理方法。制作缺陷可在喷砂清理或水喷射之前

44、用动力工具进行“整治”。涂装钢板表面处理最常用的方法可能就是干磨料喷砂清理。前面提到的目测标准（SSPC Vis-1,ISO 501-1）提供了喷砂清理的图示标准，可用来判断和比较现场的工作。最常用来查证的标准包括：“出白金属,”NACE#1/SSPC SP5/ISO Sa3“近出白金属,”NACE#2/SSPC SP10/ISO Sa2“商业级,”NACE#3/SSPC SP6/ISO Sa2“扫砂级,”NACE#4/SSPC SP7/ISO Sa1,虽然同一个标准按照不同的表面初始状况A、B、C和D选用了四张图片来表示，但其实所获得的最终结果并不取决于起始状态，除了外观会受到表面原始状态的

45、影响以外（例如，如果表面有点蚀）。这些标准和许多其它标准适用于表面处理的各种类型和程度。可从很多机构处获取这些标准，这些机构包括：NACE 国际SSPC 涂料协会ISO 国际标准组织许多其他的国家标准团体,腐蚀的钢表面曝露于环境，并随后出现腐蚀的表面可能更难清理。这种表面通常是粗糙的，可能有很深的凹坑和其它的高低不平。当化学污染物通过化学（腐蚀）反应与表面相结合时，要想将它除去，可能需要特殊的处理方法。用来清理腐蚀钢板的过程通常与那些用来清理新钢板的过程一样，并包括手动工具、动力工具、喷砂清理和可能的水喷射。,大多数涂料需要更高的表面处理标准。现代高性能涂料可能要求表面被喷砂清理至高水平的清洁

46、度；在有些情况下，也可要求表面不含任何化学污染。虽然更高的清理标准可为任何涂料系统提供更好的长期保护，但是，通常所需清理的程度与所使用的涂料类型密切相关。一些涂料比其它涂料对差的表面状况更有容忍性。一般而言，更好的表面处理可获得更好的涂料使用寿命。,溶剂清洗溶剂清洗是除去钢板表面上所有可见油、脂、污垢、拉拔润滑剂和切削润滑液以及其它可溶污染物的一种方法。溶剂清洗应在油漆施工之前有意识地进行使用，同时也应使用指定的表面处理方法以除去锈蚀、氧化皮或油漆。,SSPC SP-1是正式规定溶剂清洗，以除去油、脂、灰尘、污垢、拉拔润滑剂和其它类似有机化合物的唯一的一个常用标准。该标准详细说明了一系列预清理

47、方法，其中包括：用布或抹布进行溶剂擦洗 将底材浸入溶剂 溶剂喷雾 蒸汽脱脂 蒸汽清洗 乳化清洗 化学脱漆 使用碱性脱脂剂,可能会碰到各种各样的溶剂清洗材料。有机溶剂，如煤油、松脂、石脑油、矿物油精、甲苯、二甲苯等，通过溶解和稀释表面上的油和脂污染物，来清洁金属表面。用来进行溶剂清洗的一些有机溶剂被认为对健康有害，而且有可能会引起火灾。特别是甲苯，由于其对健康和安全方面的影响，而在很多国家受到了限制。无机材料，如氯化物、硫酸盐、焊剂和氧化皮无法用有机溶剂去除。最后的冲洗或漂洗应使用清洁的熔剂，以除去可能留在表面上的轻度油脂层。这层油脂，如果留在表面上的话，会阻碍涂料与表面的附着力。,有些溶剂（如

48、，二甲苯和甲苯）也会溶解一些漆膜，因而可用来除去表面上的旧涂层。非转化型涂料（如，氯化橡胶、乙烯）最有可能被溶剂冲洗所软化或除去。最小闪点为38C(100F)的石油基矿物油精在正常情况 下 可 用 作 通 用 溶 剂。在 很 热 的 气 候 条 件 下(26-32C80-90F)，应使用最小闪点为 50C(120F)的高闪点矿物油精。,大多数溶剂都有潜在的危害性，当进行溶剂清洗时，溶剂可能会被施工人员、助手或其他人员吸入。应在工作区域检测溶剂浓度，工人呼吸的空气中的溶剂浓度应低于联邦、国家或地方法规所规定的有害物容许最高浓度（TLV）的限度。在密闭空间，以及可能超过安全浓度的环境中，应使用合适

49、的新鲜空气面罩。所供新鲜空气应不含一氧化碳（CO）或来自其它地方的其它污染物，如发动机废气等。空气中溶剂的浓度应不超过可燃性的最低限度，也就是人们所熟知的最低爆炸极限（LEL），否则可能会引起火灾或爆炸。这种高浓度情况经常发生在密闭空间，如舱室、管路或容器。,总体来说，鉴于对使用有机溶剂成本的考虑，以及法规对使用有机溶剂的严格限制，我们一般不提倡使用这些材料，除非是在高度控制的特殊场合。碱性脱脂剂，如磷酸三钠(TSP)和氢氧化钠，会皂化大多数的油和脂，而且它们的表面活性成分会洗掉其它的污染物。这些脱脂剂也可能会皂化某些涂料漆料。,涂料不能永久保持，它们会老化、会降低强度并退化，最终会失去使用功

50、效。我们可以这样说，所有涂料，无论是有机涂料，还是无机涂料，它们最终都会出现缺陷。,早期涂料缺陷涂料可能会因许多原因而出现早期缺陷，这些原因包括：选择错误的涂料 拙劣的结构设计或制造 涂料配制 不恰当的表面处理 劣质的施工程序和拙劣的工艺 在不利条件下进行施工 底材相关问题 附着力相关问题 缺少检查和质量控制,涂料配制如果涂料配制差，尽管施工人员努力确保高质量的施工，涂料还是会在服务中出现早期缺陷。缺陷可能是由于以下原因而发生：使用的基本成分（树脂、颜料和溶剂）涂料配方成分的化合错误成分的使用下面描述的这些缺陷方式都直接与涂料的类型和/或配制直接有关。,粉化侵蚀细裂鳄纹龟裂起皱细菌性缺陷拙劣的