儲罐防腐蝕技術

1、儲罐防腐蝕技術,內(nèi) 容,案例,一、腐蝕和腐蝕控制,一、腐蝕和腐蝕控制 許多項目或結構進行涂裝的主要目的是為了裝飾以改變它們的外觀，而使用防腐涂料的目的是保護表面免受腐蝕的侵蝕。當然，很多涂料同時具備保護和裝飾涂裝表面的功能。 涂料也可有其它特殊的功能，如減少磨擦（也就是干膜潤滑劑）、走道防滑保護，耐磨等其它特殊的功能。,通過基本了解腐蝕過程，可理解使用防腐涂料的原因，并能幫助我們規(guī)避煉廠原料儲罐（特別是

2、輕質(zhì)油儲罐）和原油碼頭及原油儲罐的腐蝕風險。,大家都曾看到過各種腐蝕。無論是在工作場所，還是在日常生活中，腐蝕的例子隨處可見。 “ 腐蝕”是一種材料，通常是指某一種金屬，由于與周圍環(huán)境發(fā)生反應而產(chǎn)生的一種降解。 該定義涵蓋面很廣，并說明除鋼鐵以外，其它材料如混凝土、木制品和塑料也會發(fā)生降解或腐蝕。 在本節(jié)中，我們主要討論建造用鋼鐵和其它金屬的電化學腐蝕。,,腐蝕是符合自然科學規(guī)律的一種自然現(xiàn)象或過程

3、，因而我們對腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生并不感到驚奇。幾乎所有的材料一旦暴露于自然環(huán)境中，隨著時間的推移，它們都會發(fā)生降解。例如，當鐵或鋼暴露在空氣和水中，我們在幾小時內(nèi)就會看到銹蝕慢慢生成，鐵或鋼的表面會出現(xiàn)近似于氧化鐵的紅棕色。甚至，有時腐蝕在幾分鐘內(nèi)就可發(fā)生。,如果以其它材料，如銅、黃銅、鋅、鋁或不銹鋼來代替鐵，也會出現(xiàn)某些程度的腐蝕，但是需要很長的時間，腐蝕才會產(chǎn)生。這些金屬腐蝕速率之所以變慢，是因為銅、鋅、鋁或鉻會潛在形成一層保護性金屬氧化

4、物。 雖然該氧化層非常薄，但它可形成一層保護屏障，使金屬免受持續(xù)的侵蝕，從而減慢腐蝕速率，使腐蝕幾乎停止發(fā)生。這種自然過程被稱為“鈍化”。,不管表面層是氧化物、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽還是其它化合物，它的形成可幫助表面的防腐，特別是，如果該表面層能夠有效地將金屬與環(huán)境隔開。 為起到有效作用，這種自然形成的保護層必須耐擴散而且耐潮氣。遺憾的是，普通的鐵或鋼板形成不了這樣的有效屏障。氧氣和濕氣可穿透已形成的銹蝕，因此鋼板會繼續(xù)

5、發(fā)生銹蝕。如果沒有得到額外的保護，最終金屬會爛掉。,在很多情況下，防腐涂料會被用在鐵或鋼板表面，作為犧牲保護層，從而延長鐵或鋼板的使用壽命。大家普遍能接受的一個觀點是：“電化學反應”會引起金屬腐蝕的發(fā)生。金屬表面某些區(qū)域的電流會通過電解液，即能導電的溶液，如海水，硬水，甚至是鋼板底材上的濕氣，流向另外一些區(qū)域。(注意蒸餾水或去離子水不能有效傳輸電流，因而不能作為電解液使用。) 我們將這種腐蝕過程稱作為“電化學反應”（有時稱它為

6、“化學電流 ”反應），它是一種含有電流的化學反應。,腐蝕電池的要素如果發(fā)生電流腐蝕，下列四個要素必不可少： 陽極 陰極 金屬通道 (或外部導體) 電解液,我們以普通的干電池作為例子，來闡述該腐蝕過程，干電池依靠電流腐蝕來產(chǎn)生電源。注意所出現(xiàn)的四個要素。電解液(潮濕的氯化銨和氯化鋅)負極 (鋅殼), 它在腐蝕電池中相當于陽極正極 (碳[石墨]), 它在腐蝕電池中相當于陰極

7、傳導金屬絲，它在腐蝕電池中相當于金屬通道 讓我們對每一項作詳細研究。,干電池示意圖,腐蝕電池,電解液電解液 是一種液體或腐蝕劑，它是導電的媒介。電解液的大部分成分是水，而實際上，電解液含有帶正負電荷的顆粒體——離子。陽極陽極 是金屬在電解液中腐蝕，或者說是溶解的部分。溶解的金屬以正電荷離子的形式存在。留下的電子通過電解液，通常會與電解液中的離子結合在一起。它們在陽極處的出現(xiàn)會使該區(qū)域立即變成負極。,金屬通道在電池的例

8、子中，陽極處多余的電子會流向金屬絲，形成回路，在整個過程中點亮燈泡。當腐蝕在金屬表面發(fā)生時，總是會有金屬通道將陽極（或陽極區(qū)域）與陰極（或陰極區(qū)域）連接起來。如果沒有金屬通道，腐蝕反應就無法發(fā)生。在所舉的電池例子中，如果沒有連續(xù)的金屬通道（金屬絲）將陽極連向陰極——在本例中是再流向燈泡，電流就不能流動——因而，電池就不能釋放電流。,陰極陰極 是消耗電子的電極（金屬表面，或在本例中是碳棒）上相對較不活躍的區(qū)域。電反應在陽極的對立面——

9、陰極處持續(xù)進行。反應通常會使電極離子化，形成諸如氫（以氣體形式釋放）和氫氧離子。它們通常與已溶解的金屬結合形成化合物，如氫氧化亞鐵（如是鐵或鋼），隨后進一步反應成為氧化鐵或銹蝕。這樣，就形成了完整的腐蝕循環(huán)過程。如缺少腐蝕電池四個要素中的任何一個，腐蝕就不能發(fā)生。,鋼結構上的腐蝕當鋼結構發(fā)生腐蝕時，腐蝕電池的四個要素都將出現(xiàn)。鋼板本身就導電，因而可作為其表面上陽極和陰極區(qū)域的金屬通道。由于鋼是非完全均勻金屬，單單一張鋼板就會在其表

10、面存在許多微小的陽極和陰極區(qū)域。鋼板表面上的陽極和陰極區(qū)域是由于其不同區(qū)域的不同電位能（可能只是一點點）而形成的。因而，鋼板已擁有形成腐蝕電池四個必要要素中的三個。同樣的情況也存在于很多其它的金屬。,當裸露鋼板由于露水或雨水變得潮濕時，水就變成了電解液。如果鋼板曝露于大氣環(huán)境，大氣中或鋼板表面的化學物質(zhì)會與水結合，在鋼板表面形成更有效的電解液。 純水是非常差的電解液，但如果有化學鹽（例如，海洋環(huán)境中的氯化鈉）出現(xiàn)，它們會在水中

11、溶解，當溶解的化學鹽濃度越來越高時，所形成的電解液會越來越有效。,沿海企業(yè)，面對海洋環(huán)境，冬天高速公路上所使用的公路除冰裝置上都會出現(xiàn)鹽（氯化鈉）。其它一些常見的化學鹽包括硫磺工業(yè)燃燒產(chǎn)品衍生出來的硫酸鹽。,腐蝕回路通常情況下，鋼板陽極表面處的鐵原子會釋放電子，作為腐蝕回路的一部分。電子通過金屬通道流向陰極。電離過程將電子通過電解液重新回到陽極，從而形成整個電路。,金屬（鐵）原子成為正的亞鐵離子，它會與陰極表面處產(chǎn)生的負的氫氧離子發(fā)生

12、反應。亞鐵離子和氫氧離子之間的反應（在電解液中）會形成氫氧化亞鐵。然后，氫氧化亞鐵會與氧氣發(fā)生反應，在 鋼板表面形成一層氧化鐵（銹蝕）表面層。 也有可能發(fā)生其它反應，這取決于金屬，電解液和其它出現(xiàn)在電解液中的可溶化學物質(zhì)。,腐蝕電池腐蝕反應可發(fā)生在比一個大頭針都小的區(qū)域。鋼板表面可能會有許多腐蝕電池，從而使整個表面出現(xiàn)很多不均勻的銹斑。如果同一地方陽極和陰極保持很長時間，腐蝕就會局部化，會出現(xiàn)點蝕。一旦形成點蝕，腐蝕電池就

13、會在凹坑內(nèi)局部化和固定化，從而加快該點的腐蝕速率。通常，點蝕的最終結果都是穿透金屬。,鋼板表面的氧化皮也會加速腐蝕。在新的鐵和鋼板上可看到氧化皮，它們的形態(tài)一般是呈藍-黑色的氧化鐵層，其中一些氧化皮甚至比母材還要硬。氧化皮相對鐵或鋼要活躍，因而相對母材，它是陰極。一旦有潮氣，就會形成腐蝕電池，陰極氧化皮會在陽極裸露鋼板區(qū)域促使腐蝕的發(fā)生。在涂料施工開始之前，將鋼板表面的氧化皮除去，是非常重要的，我們不希望看到表面發(fā)生腐蝕，或在漆膜下

14、藏有活躍的腐蝕電池。,環(huán)境因素對腐蝕的影響高濕度，潮氣或死水會促使電解液的形成，引起腐蝕的發(fā)生。一旦鋼板浸入水中，通常會發(fā)生腐蝕。潮濕環(huán)境發(fā)生腐蝕的速率會比干燥環(huán)境更快。腐蝕速率可通過在密閉空間，如船舶的壓載艙或儲油罐中，進行空氣減濕予以減慢。氧氣, 如水一樣，也會增加腐蝕速率。腐蝕可在缺乏氧氣的環(huán)境中發(fā)生，但腐蝕的速率（和金屬的破壞）通常比較慢。,在埋地或浸水狀態(tài)下，與某一區(qū)域接觸的電解液比另一區(qū)域含有更多的氧氣。氧氣濃度較高的

15、區(qū)域相對其它表面會成為陰極，形成氧氣濃度電池，從而加快腐蝕。,化學鹽 通過電解液效率的提高來增大腐蝕速率。在部分國家，鹽（氯化鈉）被撒在公路上用于融化冰，鹽是吸濕的（也就是吸收空氣中的水），它會粘在汽車或橋梁結構上，促使腐蝕過程整年持續(xù)進行。溫度 – 溫度低，腐蝕速率下降；溫度越高，腐蝕速率越快。,化學品和氣體 如氫化硫一樣，它會與空氣中或表面上的潮氣發(fā)生反應，形成酸性或堿性溶液。酸性和堿性電解液都會促使腐蝕速率的增加。,環(huán)境和腐蝕腐

16、蝕速率會受到環(huán)境的影響。腐蝕控制專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)的幾個常見環(huán)境因素為：化學/海洋環(huán)境 (海洋石油平臺和船舶)這是一個非常惡劣的環(huán)境，銹蝕會很快發(fā)生。空氣中所含的鹽和化學污染物會刺激腐蝕的發(fā)生。濕氣和海水提供了電解液，它也會促進該反應過程。,化學/高濕度環(huán)境 (近海煉油廠)這種環(huán)境具有高度腐蝕性，因為所存在的氣體、化學品和高濕度均會刺激腐蝕的發(fā)生。,圖 化學 +高濕度環(huán)境 – 煉油廠,海洋/高濕度環(huán)境 (浪濺帶平臺管道系統(tǒng))這種環(huán)境

17、由于有潮氣和鹽顆粒的存在，因而提供了非?；钴S的電解液。眾所周知，浪濺帶區(qū)域（通常指中等潮汐水位至高等潮汐水位以上12英尺區(qū)域）會遭受特別厲害的腐蝕。,圖 海洋 + 高濕度環(huán)境,化學/低濕度環(huán)境 (內(nèi)地煉油廠)低濕度通常比高濕度的腐蝕性要低，但氣體和化學品都會刺激腐蝕的發(fā)生。,圖 化學 +低濕度環(huán)境 – 發(fā)電廠,農(nóng)村/低濕度環(huán)境 (內(nèi)地農(nóng)村鐵路橋)在五種環(huán)境中，這種環(huán)境的腐蝕性最低，因為清潔的空氣中不會含有污染物，而且潮氣也不會形成

18、電解液。例如：北方的鄉(xiāng)村就屬于農(nóng)村低濕度環(huán)境；位于甘肅、內(nèi)蒙以及西部新疆大多數(shù)干燥地區(qū)或非工業(yè)化地區(qū)的沙漠石油裝備也屬于此類例子。,圖 農(nóng)村環(huán)境 – 鐵路橋,腐蝕的影響腐蝕的影響涉及安全、費用和外觀。安全已腐蝕的結構在很多方面是不安全的。必須支撐極端負荷重量的橋梁和建筑就是明顯的例子。腐蝕不允許出現(xiàn)在食品和飲料行業(yè)，因為金屬腐蝕產(chǎn)品會污染食品。通常使用涂料和襯里來保護加工容器和食品容器。,圖 8 腐蝕的影響 – 安全,費用通

19、常，重新涂裝和修補已銹蝕鋼板的費用會遠遠超過保護表面免受腐蝕侵蝕的最初費用。1994年，美國整年因腐蝕而產(chǎn)生的損失約為3,000億美元，近似于其國民生產(chǎn)總值（GNP）的4.5%。其它發(fā)達國家也有類似的情況。,外觀任何環(huán)境中的涂料剝落和鋼板生銹，都會讓人看了不舒服。對于很多工程師或設備業(yè)主來說，追求良好的構件外觀，是他們進行涂裝的主要原因。因此，從上述幾個因素考慮，防止腐蝕是極為重要的。,圖 腐蝕的影響 – 外觀,腐蝕控制 可

20、采用不同的方法控制腐蝕，包括： 設計 緩蝕劑 材料選擇 陰極保護 防腐涂料 改變環(huán)境,設計結構設計的方式會影響其對腐蝕的抵抗力?？偟膩碇v，結構的設計如果：避免潮氣、化學鹽和灰塵的滯留，并便于涂裝施工操作就不易受到腐蝕的侵蝕。,緩蝕劑緩蝕劑是添加到某一環(huán)境，用于降低該環(huán)境腐蝕速率的物質(zhì)。緩蝕劑通常以小劑量添加到酸性環(huán)境、冷卻水、蒸汽和其它

21、環(huán)境中。緩蝕劑也經(jīng)常用于石油和天然氣制品。它們會被添加入“鉆井”管路系統(tǒng)中，使管道壁與鹽水以及常與石油制品有關的氣體、原油和鉆井流體分隔開來。緩蝕劑還可用于制造管路、流體管道和發(fā)射管。,圖 緩蝕劑,材料選擇有些金屬，如金或鉑，它們的腐蝕非常慢，或甚至不腐蝕。選擇耐腐蝕材料可幫助降低腐蝕速率。電位序是按照它們的腐蝕電位順序排列的一個材料清單。最容易發(fā)生腐蝕，或者說是最活躍的，排在最前面；最不容易腐蝕，或者說是最不活躍的，排在最后面。

22、周圍環(huán)境狀況或溫度的改變會影響電位序的排列。按照慣例，越活躍的金屬具有負的腐蝕電位，它們有時會被叫做陽極，越不活躍的金屬則被稱為陰極或惰性的。電位（不同金屬）腐蝕的通用規(guī)則如下：,,當不同的金屬相連時，最活躍（或陽極的）金屬發(fā)生腐蝕更快，而相對更惰性的（或陰極的）金屬可被保護，腐蝕較少。 兩種不同金屬的電位差越大，電位腐蝕速率越快。 例如，相對活躍的鋅如果與相對不活躍的鉑相連，只要有合適的電解液，鋅會被嚴重腐蝕。

23、,陰極保護由易于腐蝕的金屬，如鋁、鋅或鎂制成的犧牲 陽極被連接至被保護的鋼結構。隨后，這些陽極會替代鋼結構發(fā)生腐蝕。當犧牲陽極完全腐蝕后，需對其進行更換。陰極保護的另一種形式（叫做外加電流 ) 是提供電流，以阻止腐蝕電池產(chǎn)生電流。,二、涂料技術,二、涂料技術防腐涂料涂料可通過下面三種涂料類型中的一種或幾種，對鋼板提供保護：犧牲型涂料, 通常是富鋅涂料。一旦發(fā)生刮擦或其它破損，曝露在外的鋅會作為犧牲陽極發(fā)生腐蝕，保護鋼板表面。

24、屏蔽型涂料, 它使?jié)駳膺h離鋼板表面。這就除去了腐蝕回路要素中的一項——電解液，從而可以防止腐蝕。,緩蝕（防銹）型涂料, (通常僅為底漆) 它除了可作為屏蔽以外，可以通過使用具有抑制作用的顏料（與緩蝕劑類似），有效地幫助控制腐蝕。例如，紅丹 1和磷酸鋅這些顏料與涂料中吸收到的濕氣發(fā)生反應，然后與鋼板發(fā)生反應，使其鈍化，從而降低其腐蝕特性。防腐涂料對鋼板的保護作用會因漆膜的不連續(xù)（氣孔、刮擦、針孔）而受到嚴重影響。,液體施工涂料涂

25、料使用在鋼板表面，以防止腐蝕或至少減慢腐蝕過程。為達到這種目的，所使用的涂料絕大多數(shù)是傳統(tǒng)型涂料，它們以液體的形式提供，并施工在表面上，然后再固化變成硬質(zhì)保護漆膜?，F(xiàn)在，讓我們將注意力轉(zhuǎn)向這些涂料，從而熟悉一些更常見的術語和概念。,涂料術語通常使用的涂料術語包括： 顏料 基料 溶劑

26、 固化機理 涂料系統(tǒng),涂料定義首先，讓我們對涂料作一下定義。涂料是透明的或有顏色的成膜材料，它可用來保護所施工的表面免受環(huán)境的影響。涂料的分類通常，涂料可分成有機涂料或無機涂料。大多數(shù)涂料是有機涂料。有機涂料是從活的生命體中提煉制成的涂料，如油桐樹（桐油），蓖麻（蓖麻油），亞麻籽（亞麻仁油），魚（如鯡魚），或曾經(jīng)活著的其它物體, 例如煤和石油。這些涂料均含有碳。

27、,無機涂料使用無機粘合劑材料作為基料，例如，硅酸鈉，硅酸鈣，硅酸鋰和硅酸乙酯。(硅酸乙酯是有機的，不是無機的，但它通常被包括在這個基料清單中。在硅酸鋅乙酯固化過程中，乙醇會蒸發(fā)，留下的硅酸亞鐵鋅矩陣是無機的。,涂料成分 常規(guī)涂料由兩種主要成分組成； 顏料 漆料,顏料顏料是離散的固體顆粒，可為涂料提供特定的保護

28、或裝飾。顏料在涂料中并不溶解；不管是在液體涂料中還是在固體漆膜中，它們一直保持單獨的固體顆粒。術語顏料也可用來描述惰性填料，如白堊，滑石，或云母，它們通常用來改變漆膜的特性。除了為漆膜增加體積，填料也可用來調(diào)節(jié)特性，如光澤、稠度或顏料體積濃度（PVC）。,漆料漆料是涂料的液體基材，由溶劑、基料和其它所需的液體添加物組成。詞語基料一般是指提供成膜的樹脂或樹脂混合物部分?；虾皖伭辖M成干漆膜。大多數(shù)涂料以成膜樹脂（基料）命名。顏料的作

29、用在涂料中添加顏料，顏料可：提供銹蝕抑制降低漆膜的滲透性遮蓋表面（不透明性）提供顏色保護漆膜免受紫外線和天氣的影響為涂料漆膜提供機械加強,其它功能包括：? 自清潔和控制粉化? 光澤控制——減少光澤并增加后道涂層的附著力（結合力）或嚙合力。? 幫助涂料基料的干燥? 提供某些期望的面漆性能，例如金屬光澤或各種其它光澤? 在油漆的貯存特性上提供幫助? 增加漆料的結合力，從而可施工較厚的涂層? 提供電腐蝕性能并允許

30、犧牲保護? 改善涂層之間的附著力（增大顏料尺寸也可改善與現(xiàn)有涂料之間的結合力）,漆料的組成漆料由基 料（樹脂）和溶 劑以及添加劑組成，它們都是涂料在液態(tài)情況下的組成部分，可將它們分成兩大類。非揮發(fā)性，成膜（基料）成分揮發(fā)性溶劑添加劑可以是揮發(fā)性的，也可以是非揮發(fā)性的，取決于它們在配方中的用途。,樹脂基料 涂料通常以它的主要樹脂命名，例如，環(huán)氧，乙烯等（唯一的特例是，有時底漆也使用顏料的名稱來命名，例如，富鋅環(huán)氧，紅丹

31、等。) 樹脂可能是天然材料，也可能是合成材料，而且常常是有機的（也就是說，它是碳基的）。大多數(shù)樹脂需要添加溶劑，以便于施工。 為了在底材上形成一層保護漆膜，樹脂基料必須從易受影響的液態(tài)（便于施工）轉(zhuǎn)化成具有較好結合力的固態(tài)，從而附著在表面以提供保護。正是樹脂具有可從一種形態(tài)變成另一種形態(tài)的能力，而確定了其非常適合用作基料。,溶劑大多數(shù)涂料含有溶劑。溶劑可分成：主要（活性）溶劑潛溶劑稀釋溶劑在涂料中添加溶劑有很

32、多原因，主要有以下：主要（活性）溶劑溶解樹脂，形成樹脂溶液，使它成為涂料漆料。很多合成樹脂是固體，包括大多數(shù)醇酸樹脂，一些環(huán)氧樹脂，氯化橡膠和乙烯樹脂。潛溶劑通常與主要溶劑一起使用，使涂料更易于施工，控制蒸發(fā)率并改善漆膜的質(zhì)量。,稀釋溶劑（例如，水），是與活性溶劑一起使用，用以稀釋容器中涂料的溶液。稀釋劑不溶解樹脂。與僅使用活性溶劑相比，混合使用活性溶劑和稀釋劑可提供更光滑、更堅硬的漆膜。 將稀釋劑（例如，水）用作二級溶劑的

33、技術，可用于形成如水還原醇酸樹脂之類的涂料。 在許多情況下，可使用稀釋劑來降低成本。在施工期間，稀釋劑應先于大多數(shù)活性溶劑脫離漆膜，否則漆膜會變得很差。,涂料中使用溶劑的數(shù)量隨樹脂的類型和施工工藝的不同而變化。溶劑占漆料重量的比例在75%之內(nèi)變化，如高固環(huán)氧涂料的比例僅為幾個百分點，而乙烯涂料[某些國家仍在使用] 或酸蝕底漆的比例約達75%。,揮發(fā)物含量既可用漆料的重量百分比來表示，也可用體積百分比表示。當以體積百分比來計算時，

34、揮發(fā)性有機化合物含量（ VOC）會在涂料總體積的50%至90%之間變化（乙烯類涂料），而一些高固環(huán)氧涂料的揮發(fā)物含量可能僅為5-10%。[注：正因為乙烯涂料含有很高的溶劑（也就是揮發(fā)性有機化合物含量高），因而美國和其它地方已減少使用該產(chǎn)品。],在施工階段，在涂料中加入溶劑會降低常規(guī)施工方法所能獲得的粘性和濕膜厚。相應地，因為這種稀釋，干膜厚也會降低（由于體積固體份含量減少）。不管是在寒冷的季節(jié)為能進行施工而添加稀釋劑，還是因為持錯誤

35、的經(jīng)濟觀念而進行稀釋劑的添加，添加稀釋劑會降低干膜厚是反對涂料過度稀釋的主要理由。 添加稀釋劑也會增加溶劑滯留的風險，而且隨著多余溶劑從涂料中蒸發(fā)出來，它也會影響漆膜的形成。,溶劑的特點溶劑有兩個主要特點，它們會影響其在涂料中的使用。這兩個特點分別是：溶解能力——溶解其它化學成分（例如，樹脂）的能力揮發(fā)性很大程度上決定蒸發(fā)率，蒸發(fā)率是溶劑退離涂料的速度應僅使用涂裝規(guī)格書或制造商產(chǎn)品技術說明書中指定的溶劑。如使用不同的溶劑

36、，則必須從制造商的技術代表處獲得書面同意書。使用其它溶劑（如“普通型”丁酮）會導致成膜差。,蒸發(fā)率除了溶解能力，溶劑最重要的性能是它的揮發(fā)性，溶劑的揮發(fā)性很大程度上會決定它的蒸發(fā)率。這種關系并不直接，因為對成膜物更強的溶解能力會降低溶劑釋放率。蒸發(fā)率會影響流平，流動，流掛，邊緣潤濕時間和光澤度。蒸發(fā)率隨著施工方法的不同而發(fā)生很大的變化。,表1-7按照溶劑的化學分類列出了一些常用溶劑，并說明了它們的閃點和蒸發(fā)率。這些溶劑包括：脂肪

37、族烴（如，礦物油精）芳族烴（如，二甲苯）酮 (如，丁酮)酯 (如，乙酸乙酯)醇 (如，甲醇)乙醇醚 /酮醚 (如，乙酸溶纖劑),表1列出了一些常用的脂肪族烴以及它們的一些特性。表 1 – 脂肪族烴溶劑芳族烴溶劑該類烴將閉鏈式六碳（通常叫做苯環(huán)結構）作為其分子的主要部分。該類溶劑最簡單的化學品是苯；該族同時也包括甲苯、二甲苯和一些更高沸點的同族體。它們是用于氯化橡膠、煤焦油和某些醇酸類涂料的活性溶劑，同時，它們也可與其它溶

38、劑一起使用，作為環(huán)氧、乙烯和聚氨酯材料的稀釋劑。表2列出了一些芳族烴溶劑以及它們的一些特性。,表 2 – 芳族烴溶劑[注：苯和甲苯以前曾被廣泛應用，但現(xiàn)在出于對健康和安全的考慮，已限制使用。]酮類溶劑酮是丙酮族和丁酮的氧化烴。它們是乙烯涂料最有效的溶劑，并經(jīng)常被用在環(huán)氧和其它樹脂配方中。,表3列出了酮類溶劑和它們的一些特性。表 3 – 酮類溶劑,酯類溶劑酯也是氧化烴，但酯類溶劑的氣味與眾不同，有一種令人愉快的，像香蕉一樣的

39、氣味。醋酸酯（包括纖維素脂，丙烯酸，多乙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯）是用于幾種不同種類合成樹脂涂料的極好溶劑。乙二醇-乙醚乙酸酯（乙酸溶纖劑）大量用于熱塑性丙烯酸面漆，并被認為是這些基于異丁烯酸樹脂丙烯酸涂料的最好的低蒸發(fā)率溶劑。和其它一些溶劑一樣，出于對健康和安全的考慮，乙酸溶纖劑已不如以前那樣經(jīng)常被使用。 [ 注 ：Cellosolve （乙酸溶纖劑）是聯(lián)邦碳化物公司的一個商標名稱。],酯類溶劑也用作乙烯涂料的潛溶劑，并常用于環(huán)氧和聚氨

40、酯配方中。表4列出了酯類族的一些溶劑以及它們的一些特性。醇類溶劑醇是氧化烴，它是高度磁性基料（例如：酚醛涂料）的良好溶劑。一些醇類溶劑也可與環(huán)氧涂料一起使用。表5列出了不同的醇類溶劑和它們的一些特性。,乙醇醚 /酮醚類溶劑醚類溶劑（例如，乙醇醚）不常用作合成樹脂的溶劑，因為它們具有易燃性，但它們是一些天然樹脂、油和脂的極好溶劑。在防腐涂料中通常使用的醚類溶劑是乙醇醚（例如，乙二醇 - 乙醚乙酸酯），通常被叫做乙酸溶纖劑（Cell

41、osolve）（聯(lián)邦碳化物的商標名稱）。很多乙二醇醚以這種名稱出售。,乙酸溶纖劑是很多油、橡膠、天然樹脂和合成樹脂，如醇酸、乙基纖維素、硝酸纖維素、多乙酸乙烯酯（PVA）、聚乙烯醇縮丁醛和酚醛塑料的良好溶劑。它是一種蒸發(fā)率比較慢的溶劑，用在許多漆類中，以改善順滑性和光澤度。這些材料與其它溶劑混合在一起，可獲得具有更高閃點的溶劑配方。表6列出了一些乙二醇醚溶劑和它們的一些特性。,其它溶劑Tetra hydrafuran 是一種強溶解性

42、環(huán)醚，用于樹脂質(zhì)材料，如丙烯酸脂、苯乙烯、聚氯乙烯、橡膠和環(huán)氧。硝基烷也是很多合成樹脂的良好溶劑。該類溶劑的主要成員是二硝基丙烷，二硝基丙烷的毒性較低，有著和乙酸正丁酯一樣的蒸發(fā)率，可作為硝化纖維、丙烯酸樹脂和環(huán)氧的溶劑；在與甲苯混合使用時，二硝基丙烷是乙酸氯乙烯樹脂很好的溶劑。表 7 列出了這些溶劑的特性。,有關揮發(fā)性有機化合物含量(VOCs)的美國規(guī)范 大多數(shù)美國團體和一些國際團體已制訂出規(guī)范，限制揮發(fā)性有機化合物（溶劑）

43、在大氣中的排放數(shù)量。許多涂料制造商已開始為他們的產(chǎn)品進行重新配方以符合這些規(guī)范。施工之前添加溶劑以稀釋涂料，可能會使符合揮發(fā)性有機化合物含量標準的涂料超過該限定值，因而應盡量避免這種情況的發(fā)生。,所允許的揮發(fā)性有機化合物含量所加稀釋劑的數(shù)量活性/混合涂料的揮發(fā)性有機化合物含量溶劑安全溶劑安全關系到兩點：火災和健康危害?；馂?– 閃點溶劑的閃點是指，出現(xiàn)在液體上足量的溶劑蒸汽被點火源（如火焰）點燃的最低溫度。除了明火，火源可包

44、括靜電火花、鞋釘產(chǎn)生的火花、打磨操作引起的火花、點燃的香煙等等。閃點越低，液體釋放的蒸汽數(shù)量就會越多，蒸汽點燃的風險就會越大。,重要的安全術語：火災LEL = 最低爆炸極限UEL = 最高爆炸極限可以說，溶劑的閃點越低，該溶劑就越容易被點燃。最低爆炸極限(LEL)是空氣中能被點燃的溶劑蒸汽的最低濃度。最高爆炸極限(UEL)是空氣中能被點燃的溶劑蒸汽的最高濃度。,健康危害雖然僅有一些溶劑會立即對人的健康產(chǎn)生直接的危害，但所有

45、的溶劑都會危害人的健康，因而必須進行相應的處理。應一直穿戴被認可的呼吸器和防護服，特別是在處理溶劑或在密閉區(qū)域工作時。[注：美國國家職業(yè)安全和健康協(xié)會(NIOSH)認可了呼吸器的使用。職業(yè)安全和健康管理部門(OSHA)規(guī)定了保護工作場所工人的法規(guī)。NIOSH還規(guī)定了安全工作所需的推薦設備和實踐慣例。],在討論溶劑安全時，你可能會聽到的一些術語有：TLV - 有害物容許最高濃度：根據(jù)施工安全規(guī)范（如，美國的OSHA規(guī)范），工人在一

46、段時間內(nèi)可吸入的空氣中所含的有害氣體或煙霧的最高濃度。TWA/TLV – 加權平均時間 /有害物容許最高濃度：在規(guī)定工作時間，如一天8小時或一周40小時內(nèi)所允許的空氣中所含的有害氣體或煙霧的平均濃度。STEL/TLV – 短期曝露限制 /有害物容許最高濃度：不管時間長短，工人所曝露空間中所含有害氣體或煙霧的最高濃度。,重要事項: 所有溶劑都應小心處理。溶劑應按照當?shù)睾吐?lián)邦的法規(guī)進行貯存。添加劑加入涂料中的其它材料，叫做

47、添加劑，加入添加劑有幾個原因：調(diào)整結合力改善漆膜形成使它導電（用在混凝土上）減少沉淀改善柔韌性防止發(fā)霉,為涂料提供防靜電性能提供耐磨和防滑性能可添加一些如沙、金剛砂和氧化鋁材料以提供防滑性能。添加劑，如聚四氟乙烯(PTFE)或TFE-碳氟化合物可提供耐磨性或被使用在低摩擦力連接器中。,固化機理介紹對于涂裝檢查員來說，了解涂料形成保護漆膜時，涂料干燥和硬化的不同方式，是非常有用的。實際涂料施工中的很多方面， 會受到漆膜形

48、成方式的影響。固化可用來描述涂料從液態(tài)變成固態(tài)的方式。需要注意的是：詞語“固化”可能會引起某些人對本上下文內(nèi)容的誤解。該詞語更能精確地用來描述一個化學反應的結果，而許多漆膜的形成卻不存在這樣的反應。然而，普通的使用規(guī)則可使我們使用這一詞語——固化，來描述所有的成膜反應。,表面處理綜述 事實上，在每一種涂裝過程中，如磷化、鍍鋅、電鍍或油漆涂裝，待涂裝表面的初期清理和表面處理是涂料系統(tǒng)獲得成功的重要步驟。 如想獲得良好的

49、結果，在防腐涂料施工之前，表面必須進行處理。除非涂料特別設計用于表面狀況差的底材，否則現(xiàn)代涂料都要求表面清潔且粗糙以獲得長期的穩(wěn)定性。據(jù)估計，高達75%的早期涂料缺陷是完全或部分由表面處理不充分或不正確而引起的。,影響涂裝過程的一些常見的設計缺陷包括：難以夠到或無法進入的區(qū)域鉚釘、螺釘、螺栓、或其它聯(lián)接件焊接缺口（特別是跳焊或搭在一起的表面）搭接表面（如，水箱內(nèi)的頂板）定位很差或復雜構件內(nèi)的角或角落螺紋區(qū)域異金屬銳利的邊

50、緣，特別是在角落上或粗糙的切割板上建造輔助物難以夠到的區(qū)域,圖 設計問題 – 難以夠到的區(qū)域,圖 設計問題 – 螺栓,焊接焊接通常會在平面上呈現(xiàn)粗糙、間斷的區(qū)域，并可能會有很多銳利的邊緣。很多情況下，焊接沒有得到正確的清理，留下焊接飛濺物、溶渣和焊劑殘留物；如果這些缺陷沒有得到消除，就有可能助長腐蝕的發(fā)生。,圖 3 設計問題 – 焊接,缺口跳焊、銳利的邊緣、裂縫和背對背的角能導致早期的涂料缺陷。這些問題可能是因為在設計階段缺少

51、遠見或由于制作商拙劣的工作方法而引起。,圖 設計問題 – 缺口,通常，搭接板和頂板是跳焊的，會產(chǎn)生一個無法進入的涂裝區(qū)域。濕氣會在板與板之間移動，隨即發(fā)生腐蝕。,圖 設計問題 – 搭接表面,圖 設計問題 – 角,圖 設計問題 – 銳利的邊緣,在涂裝過程中，邊緣應予預涂裝，最好是每道涂層預涂一次，以在邊緣處提供附加的涂層厚度。角落（外部的和內(nèi)部的）外部角落就像銳利的邊緣一樣，會發(fā)生同樣的腐蝕傾向。根據(jù)良好的習慣做法，它們應該像邊緣一樣進行

52、預涂裝。,搭接板搭接板之間的裂縫會提供濕氣聚集的可能性，而且，因為該區(qū)域無法進行清理和涂裝，腐蝕很可能就會發(fā)生。,螺紋區(qū)域鉚釘、螺釘頭部和螺帽都很難進行涂裝，需要特別小心，以確保所有表面得到充分的清理和涂裝。有很多與螺紋有關的裂縫和銳利邊緣，它們很可能導致腐蝕的發(fā)生。,接合表面（也就是，連在一起產(chǎn)生磨擦粘著力的表面）是一種特殊的情況，它應進行清理并不做任何涂裝，或用一經(jīng)過測試并得到認可的涂料進行涂裝。測試由英國標準和ASTM詳細說

53、明，以確定所測試涂料是否迎合該用途。無機鋅涂料可能是這種情況下最常用的涂料。,圖 設計問題 – 建造輔助物,應除去建造輔助物，正確處理該表面，再施工正確的涂料，以避免出現(xiàn)周圍涂料早期缺陷的情況。會導致早期涂料缺陷的其它設計問題包括： 互相接觸的異金屬產(chǎn)生一個電流電池，從而啟動腐蝕過程，引起涂料缺陷。在異金屬必須連接的地方，所有相連的異金屬應該予以涂裝。外部表面的下陷處，它會通過限制水的流動或排干或通過聚集灰塵或其它垃圾而加速

54、腐蝕的發(fā)生。能滯留水或腐蝕性液體的裂縫。通風條件差，減慢了冷凝濕氣的蒸發(fā)。,鋼板表面缺陷沒有引起廣泛重視的是：“表面處理”不只是除去氧化皮、銹蝕和污染物，同時也應包括鋼結構的合適“整治”，以消除所有可能引起表面缺陷的情況。典型的例子包括：銳利的邊緣表面軋制夾層開裂和裂縫內(nèi)含物應記?。簩τ趪娚氨┞恫㈦S后用打磨去除的缺陷，有必要對其緊鄰區(qū)域進行重新處理以保留表面粗糙度。,表面軋制夾層和剝落鋼結構上最常見的表面缺陷類型就是表

55、面軋制夾層，通常，軋制夾層由鋼板的翻轉(zhuǎn)過程而引起。由于沒有一種油漆系統(tǒng)能為它提供有效的保護，通過打磨除去所有這些缺陷是很重要的。如果是小的剝落和表面軋制夾層，即使它們不會伸出表面，但它們可能會在以后往上卷，穿透或破壞油漆系統(tǒng)。,開裂和裂縫由于涂料系統(tǒng)無法對其進行有效填堵或密封，任何形式的開裂或深裂縫都會對保護處理形成威脅。它會包含污染物，聚集滯留的濕氣和空氣，然后在油漆系統(tǒng)下為腐蝕的發(fā)生提供有效場所。除非太深，否則所有這些開裂和裂縫應

56、進行打磨。在開裂和裂縫太深的情況下，應通過焊接進行填堵或密封，然后再進行打磨直至光滑。,內(nèi)含物任何形式的表面內(nèi)含物，例如：裹起來的氧化皮，應予以去除。所用的方法包括鑿和/或打磨，如必要的話，在某些情況下，也可使用焊接填充以恢復表面。理想狀態(tài)下，項目規(guī)格書會要求對制作缺陷進行糾正。應避免任何會引起缺陷情況的缺口和小的難以夠到或無法進入的區(qū)域。只有在留有足夠空間可進行焊縫光滑處理的區(qū)域，才可進行焊接。,既然螺紋很難進行正確的清理和涂裝，

57、在可能的情況下，螺紋出口應用帶凸緣的或加上襯墊的出口來代替，因為這種類型的出口對油漆工來說相對容易進入。,最后一個設計缺點可能就是異金屬的使用。在異金屬相連的地方（也就是，存在金屬通道），就存在金屬腐蝕的可能性。在這種情況下，會存在人們所不希望看到的陽極-陰極關系。如果陽極區(qū)域相對陰極較小，集中在陽極的腐蝕效應會很嚴重，從而在陽極區(qū)域?qū)е驴焖俑g——也可能會出現(xiàn)點蝕。 防腐涂料最好僅施工在陰極區(qū)域。如果同時也對陽極金屬進行涂裝，

58、應確保漆膜不存在針孔，以防止在漆膜的針孔處出現(xiàn)集中腐蝕。,有缺點的焊接，包括：? 焊接潑濺（眾所周知也叫“焊接飛濺物”）? 跳焊? 粗糙的焊縫迭片結構槽溝銳利的角落和邊緣銳利的彎曲和角,有缺點的焊接焊接潑濺 (也叫做飛濺物)焊接潑濺形容的是，在焊接過程中所產(chǎn)生的融化金屬顆粒落在鄰近焊接區(qū)域的表面上。有時，用某一沖擊工具，如鏨平錘，即可輕松地將其除去；但在大多數(shù)情況下，如想成功將其去除，則必須用一個圓盤打磨機或角磨機進行

59、打磨。,圖 制作缺陷 – 焊接飛濺,焊接飛濺在底材上的高度可能高達 500微米（ 20密耳)，甚至更高，因而很難用足夠的涂層厚度來覆蓋。焊接飛濺上的薄漆膜會在營運中很早就出現(xiàn)擊穿，導致腐蝕發(fā)生，隨后，腐蝕還會在漆膜下蔓延。因此，焊接飛濺的處理非常重要，在進行任何規(guī)格書所要求的噴砂之前，必須采用機械方法先將焊接飛濺予以去除。在涂料用來提供沉浸服務的艙室和船舶內(nèi)，要想經(jīng)常進行檢查是不合實際的，因而除去所有焊接飛濺以減少或消除腐蝕發(fā)生的機會

60、是最至關重要的。跳焊正確的焊接技術也很重要。連續(xù)焊勝于點焊或間歇焊。連續(xù)焊比點焊的費用更高，但是，其延長涂料壽命的優(yōu)點可遠遠抵消焊接的附加費用。,封閉區(qū)域的“最好”方法就是連續(xù)焊，焊接過后可對其進行清理和打磨光滑，并隨同常規(guī)涂裝一起進行預涂裝。如果無法采用連續(xù)焊，在預涂裝之前，可采用一種與涂料系統(tǒng)相容的填堵化合物，對已處理過的搭接接合處進行填堵。環(huán)氧和硅樹脂基填塞物都是成功的好例子。,圖 制作缺陷 – 跳焊,粗糙的焊縫應打磨或修理粗

61、糙的焊縫，以除去銳利的邊緣和其它的不平整。焊縫空處可用涂料進行連接。銳利的隆起和尖頭很難進行涂裝，涂料會從隆起的邊緣處向后拉，因而漆膜在該處會薄很多。對所有焊縫進行打磨或修理，以獲得一個相對光滑的表面是非常重要的。咬口和針孔應用焊接進行填堵。,圖 制作缺陷 – 粗糙的焊縫,圖 制作缺陷 –迭片結構,圖 制作缺陷 – 銳利的角落/邊緣,所有狀況可分成銹蝕等級A、B、C和D, 具體描述如下：銹蝕等級A —— 鋼板表面完全被附著牢固

62、的氧化皮所覆蓋，沒有或很少有可見銹蝕銹蝕等級B —— 鋼板表面同時被氧化皮和銹蝕所覆蓋銹蝕等級 C —— 鋼板表面完全被銹蝕所覆蓋，沒有或很少有可見點蝕銹蝕等級 D —— 鋼板表面完全被銹蝕所覆蓋；有明顯的點蝕,表面處理方法可用的表面處理技術包括：溶劑清洗手動工具清理動力工具清理火焰除銹法酸洗噴砂清理，使用鋼丸或鋼砂水噴射，僅使用水濕磨料噴砂，使用注有磨料的水,表面處理標準通常將各種表面處理技術結合在一

63、起使用。舉例來說，溶劑清洗是在噴砂清理之前采用的一種預清理方法。制作缺陷可在噴砂清理或水噴射之前用動力工具進行“整治”。涂裝鋼板表面處理最常用的方法可能就是干磨料噴砂清理。前面提到的目測標準（SSPC Vis-1, ISO 501-1）提供了噴砂清理的圖示標準，可用來判斷和比較現(xiàn)場的工作。最常用來查證的標準包括： “出白金屬,” NACE #1/SSPC SP5/ISO Sa3“近出白金屬,” NACE #2/SSPC SP10

64、/ISO Sa2½“商業(yè)級,” NACE #3/SSPC SP6/ISO Sa2“掃砂級,” NACE #4/SSPC SP7/ISO Sa1,雖然同一個標準按照不同的表面初始狀況A、B、C和D選用了四張圖片來表示，但其實所獲得的最終結果并不取決于起始狀態(tài)，除了外觀會受到表面原始狀態(tài)的影響以外（例如，如果表面有點蝕）。這些標準和許多其它標準適用于表面處理的各種類型和程度。可從很多機構處獲取這些標準，這些機構包括：NAC

65、E 國際SSPC —— 涂料協(xié)會ISO —— 國際標準組織許多其他的國家標準團體,腐蝕的鋼表面曝露于環(huán)境，并隨后出現(xiàn)腐蝕的表面可能更難清理。這種表面通常是粗糙的，可能有很深的凹坑和其它的高低不平。當化學污染物通過化學（腐蝕）反應與表面相結合時，要想將它除去，可能需要特殊的處理方法。用來清理腐蝕鋼板的過程通常與那些用來清理新鋼板的過程一樣，并包括手動工具、動力工具、噴砂清理和可能的水噴射。,大多數(shù)涂料需要更高的表面處理標準。現(xiàn)

66、代高性能涂料可能要求表面被噴砂清理至高水平的清潔度；在有些情況下，也可要求表面不含任何化學污染。雖然更高的清理標準可為任何涂料系統(tǒng)提供更好的長期保護，但是，通常所需清理的程度與所使用的涂料類型密切相關。一些涂料比其它涂料對差的表面狀況更有容忍性。一般而言，更好的表面處理可獲得更好的涂料使用壽命。,溶劑清洗溶劑清洗是除去鋼板表面上所有可見油、脂、污垢、拉拔潤滑劑和切削潤滑液以及其它可溶污染物的一種方法。溶劑清洗應在油漆施工之前有

67、意識地進行使用，同時也應使用指定的表面處理方法以除去銹蝕、氧化皮或油漆。,SSPC SP-1是正式規(guī)定溶劑清洗，以除去油、脂、灰塵、污垢、拉拔潤滑劑和其它類似有機化合物的唯一的一個常用標準。該標準詳細說明了一系列預清理方法，其中包括： 用布或抹布進行溶劑擦洗 將底材浸入溶劑 溶劑噴霧 蒸汽脫脂 蒸汽清洗

68、 乳化清洗 化學脫漆 使用堿性脫脂劑,可能會碰到各種各樣的溶劑清洗材料。有機溶劑，如煤油、松脂、石腦油、礦物油精、甲苯、二甲苯等，通過溶解和稀釋表面上的油和脂污染物，來清潔金屬表面。用來進行溶劑清洗的一些有機溶劑被認為對健康有害，而且有可能會引起火災。特別是甲苯，由于其對健康和安全方面的影響，而在很多國家受到了限制。無機材料，如氯化物、硫酸鹽、焊劑和氧化皮無法用有機溶劑去除。