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鋼材在海水中的腐蝕怎麼防護

發布時間:2025-07-26 15:59:59

『壹』 水下金屬結構如何不腐蝕

1、耐候鋼
改變金屬結構的組成,在鋼材治煉過程中增加銅、鉻和鎳等合金元素,使金屬表面形成保護層,以提高防腐蝕性。

2、陰極保護法
在鋼結構表面附加較活潑的金屬,防止鋼材腐蝕,常用於水下或地下結構。
3、熱浸鋅

將除銹後的鋼件浸入600℃高溫融化的鋅液中,使鋼件表面附著鋅層,從而起到防腐蝕的作用。這種方法的優點是耐久年限長,工業化程度高,質量穩定,大量用於受大氣腐蝕嚴重且不易維修的室外鋼結構。

4、熱噴鋁(鋅)復合塗層

這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當的長效防腐蝕方法。具體做法是,先對鋼件表面進行噴砂除銹處理,使其表面露出金屬光澤並打毛。然後用乙炔氧焰將不斷送出的鋁(鋅)絲融化,並用壓縮空氣吹附到鋼件表面,以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴塗層(厚度約80~100μm)。最後用環氧樹脂漆或丁苯橡膠漆等填充毛細孔,以形成復合塗層。這種工藝的優點是對構件尺寸適應性強,構件的形狀、尺寸幾乎不受限制,大到諸如葛洲壩的船閘就是採用這種方法施工。該工藝的另一個優點是這種工藝的熱影響是局部的,不會產生熱變形。與熱浸鋅方法相比,這種方法的工業化程度較低,噴砂噴鋁(鋅)的勞動強度大,質量易受操作者的影響。

5、塗層法
塗層法也就是採用防腐蝕塗料的方法,具有價格低、選擇范圍廣、適用性強等優點,是最常用的防腐蝕方法。本文主要介紹塗層法。

『貳』 鋼結構橋梁的防腐方法有哪些

鋼結構橋梁的防腐方法主要包括以下幾種:

  1. 腐蝕裕量方法

    • 簡介:在鋼結構設計時增加壁厚,以補償未來可能因腐蝕造成的損傷,從而延長使用壽命。
    • 特點:該方法在國內廣泛應用,但相對消極,難以完全解決局部腐蝕問題。
  2. 使用耐海水低合金鋼

    • 簡介:耐海水低合金鋼在大氣區和飛濺區具有明顯耐蝕性,其耐蝕性是普通碳鋼的3~5倍。
    • 適用環境:適用於部分內海河流環境。
    • 特點:焊接性較差,容易因焊接等問題導致腐蝕和損壞,且價格昂貴。
  3. 塗層防護

    • 簡介:通過塗抹環氧玻璃鋼護套等有機或無機塗層,防止鋼樁在空氣和飛濺區的腐蝕。
    • 特點:相對有效的防腐方法,但水下部分的防腐效果不理想。
  4. 陰極保護技術

    • 簡介:在鋼樁水下部分廣泛應用,可有效防止局部和整體腐蝕,提高鋼材在海水中的疲勞強度極限。
    • 特點:適用於新舊鋼樁,無論表面條件如何均可使用,並能直接檢測和控制保護效果。
  5. 塗層與陰極保護相結合

    • 簡介:將塗層防護與陰極保護技術相結合,以提高整體的防腐效果。
    • 特點:對於具有固有塗層的鋼材表面,所需的保護電流密度低,保護電位均勻,能有效減少初期因塗層未完全覆蓋或老化而導致的腐蝕問題。

以上方法各有優缺點,實際應用時需根據橋梁所處的具體環境、成本預算以及維護需求等因素進行綜合考慮和選擇。

『叄』 玻璃鋼在海洋防腐蝕中的應用

1引言
目前, 我國在海洋油氣田開發、港口建設、跨海大橋、海底隧道、船舶工程和深海勘探等領域已建和在建大量的各種鋼結構及鋼筋混凝土結構設施, 一旦發生災害性腐蝕, 將會導致嚴重破壞和巨大經濟損失。而近海設施在海水中,除遭到海水的電化學腐蝕外,還遭到海洋生物、微生物的行損。如果我們的研究和防護工作做得好,其中2 5%-- 4 0 %的腐蝕損失是完全可以避免的。發展海洋腐蝕防護技術, 特別是鋼鐵設施關鍵部位的防腐蝕技術,對於降低重大災害性事故發生, 延長近海設施的使用壽命具有重大意義。

2海洋浪花飛濺區腐蝕及防護方法
海洋環境可以分為海洋大氣區、浪花飛濺區、海水潮差區、海水全浸區和海底泥土區五個腐蝕區帶。我國從上世紀 7 O年代起開展了鋼鐵設施在海洋環境不同腐蝕區帶的腐蝕規律研究,並發明了電連接模擬海洋腐蝕試驗裝置與方法, 建立了海洋環境腐蝕模擬裝置。國內外長期的海洋腐蝕研究結果表明, 鋼結構設施在海洋環境不同腐蝕區帶其腐蝕速度有明顯差別,其中,浪花飛濺區是鋼結構設施腐蝕最為嚴重的區域。主要的原因是,在浪花飛濺區,鋼表面受到海水的周期性潤濕, 處於干濕交替狀態,氧供應充分;加之陽光、風吹和海水環境等協同作用導致發生最嚴重的腐蝕。一般情況下,鋼在海洋大氣中的平均腐蝕速率約為0.03-0.08mm/ a ;而浪花飛濺區為0.3-0.5 mm/ a 。同一種鋼, 在浪花飛濺區 的腐蝕速度可比海水全浸區中高出 3 ~1 o倍。有關實驗和調查結果表明,長期在外海暴露的長尺試件, 浪花飛濺區的腐蝕速率最高可達 I mm/ a以上, 而在低潮位以下一0 . 3 m全浸區的腐蝕速度僅為 0 . 1 ~O . 3 mm/ a 。由此可見, 鋼結構設施在浪花飛濺區部位的腐蝕十分嚴重。一旦在這個區域發生嚴重的局部腐蝕破壞, 會使整座鋼結構設施大大降低承載力, 縮短使用壽命, 影響安全生產, 甚至導致設施提前報廢。當前,國內對於海洋鋼鐵設施大氣區通常採用塗料保護,海水全浸區主要採用電化學保護,並且取得了較好的保護效果。而在浪花飛濺區,通常使用的塗料,在海水沖擊下容易發生鼓泡和剝落,局部腐蝕十分嚴重。。因此,發展長期有效的浪花飛濺區防腐蝕技術對保護海洋鋼結構設施的安全運行具有極其重要的經濟價值和社會意義。

針對目前浪花飛濺區腐蝕嚴重這一現狀,中科院海洋研究所與有關科研單位合作,聯合研究開發了浪花飛濺區的新型包覆防蝕(PTC)技術。PTC技術採用了優良的緩蝕劑成分並採用了能隔絕氧氣的密封技術。PTC新型包覆防蝕系統由四層緊密相連的保護層組成,即防蝕膏、防蝕帶、聚乙烯泡沫和玻璃鋼或者增強玻璃鋼防蝕保護罩。防蝕膏和防蝕帶作為防腐蝕保護材料塗抹、纏繞在鋼鐵設施表面上;聚乙烯泡沫和玻璃鋼或者增強玻璃鋼防蝕保護罩作為外防護層包覆在鋼鐵設施外表面。PTC技術中防蝕膏和防蝕帶添加有抗腐蝕材料,具有優良的保護性、粘附性、與水和空氣隔絕性,並且長期不會變質,可強力地粘附在鋼鐵設施表面達到長效的防腐蝕效果。另外,用一個堅硬的固體玻璃鋼保護罩保護防蝕帶,可達到更好的保護效果。實踐證明,PTC是浪花飛濺區最具發展前景的鋼鐵設施保護技術。具有如下特點:防腐蝕效果優異,有效防護效果達30年以上;施工方便,表面處理簡單,可帶水作業;可適用於任何形狀結構物;具有良好密閉性和抗沖擊性能,質量輕,對結構物幾乎無附載入荷;綠色環保,無毒無污染。

3 港口碼頭的陰極保護
目前,港口碼頭的防蝕普遍採用復蓋層與陰極保護聯台的方法,也可將兩者分開.復蓋層保護鋼樁平均低潮位線以上部位,而陰極保護用於保護水下部位。就陰極保護而言,以前採用外加電流系統為多,從2O世紀80年代以來採用鋁台金犧牲陽極保護的港口碼頭數量日益增多。究競選用何種陰極保護方法,主要受以下幾方面因素制約:(1)保護系統的可靠性;(2)相鄰結構的影響;(.3)保護電流需要量;(4)被保護結構的復雜性;(5)結構設計使用壽命;(5)被保護結構所處的環境條件等。
從保護系統的可靠性、對相鄰結構的影響、被保護結構的復雜性等因素來看,應首選犧牲陽極系統;從保護電流需要量來看,需要較大保護電流的大型碼頭應採用外加電流系統,而只需較小保護電流的小型和中型碼頭宜採用犧牲陽極系統 陰極保護系統在被保護結構設計使用壽命期間應能正常工作,因此對於要求工作30a以上的鋼結構碼頭來說,最好採用外加電流系統或混合系統 另外,在淡水或海淡水交替條件下碼頭保護主要採用外加電流系統。
近年來,對大型港口碼頭愈來愈多地採用犧牲陽極和外加電流的共同作用來實施保護 先主要利用外加電流系統提供的初始大電流使碼頭迅速極化到保護電位范圍,然後停止或減小外加電流,主要利用鋁台金犧牲陽極向碼頭提供較小的維持電流,充分發揮犧牲陽極安全、可靠、無需管理的優點使其長期運行。這種混合系統既提高了保護效果,又減小了犧牲陽極的用量。目前也有部分港口設施採用雙陽極 · (alnode)或復合陽極「一(Composite anode)對大型結構物進行陰極保護。職陽極實際上是一個陽極組,在一根陽極固定架上固定有鎂陽極和鋁陽極,在結構極化初期.鎂陽極輸出高電流,使其迅速極化,待鎂陽極消耗掉後,鋁陽極輸出的電流維持結構的保護電位 復合陽極則是在鋁合金或鋅合金陽極上鑄造包覆一定厚度的鎂合金陽極,這樣也能起到與雙陽極同樣的作用 據估算,採用上述起始大電流方法,可減少陽極用量30 %以上。

4近海平台的陰極保護
鋼結構固定式平台的主要部分有導管架、樁、甲板及上部建築。陰極保護主要用於保護浸在海水及埋在海泥中的結構件;而暴露在大氣中的結構件通常採用塗層(例如富鋅底漆加環氧面漆)保護;暴露在飛濺區和潮差區的結構件採用包覆蒙乃爾合金,或是包紮浸脂肪鹽的玻璃布。
4.1 固定式平台陰極保護的特點
固定式平台通常在遠離岸邊的海上作業,其所處的海洋自然地理環境條件使陰極保護具有某些特點 平台的保護電流密度不像船舶和港口設施的保護電流密度那樣變化不大,而是變化很大,受到多種因素的影響,如:(1)環境條件。包括海水的組成、含氧量、溫度、電阻率、鈣鎂沉積物,流速及水深等(2)現場情況 包括可能出現的大浪、風暴、冰塊等。(3)冶金因素 包括焊縫區和導管架、樁腿各結點部位的應力集中區。世界各地區(海域)固定式平台陰極保護所採用的保護電流密度數值上有數倍甚至近十倍的差別。
4.2兩種陰極保護方法的比較
犧牲陽極系統的可靠性高,不需要維修和保養,平台下水後即能工作。但是犧牲陽極的自重有時會對平台的穩定性帶來影響。有人計算了重25000t的平台.其立柱入水深度1 56m,若採用鋁台金陽極保護,需要1200t,為平台本身重量的1/20_] 一般說,外加電流系統比較經濟,但自從開發了鋁合金陽極後,這種差距縮小了。外加電流系統雖然重量較輕,費用也稍便宜,但在最初一年平台尚未發電時不能工作,而且當修理或潛水員工作時系統也要關閉。因此,將犧牲陽極與外加電流聯合使用是保護平台的最佳方案,在第一年與~'l-;bll電流系統斷開時可採用鋁台金陽極保護平台立柱結點,在正常情況下外加電流使平台各部分
進入保護電位范圍,以致犧牲陽極輸出電流大大減少,這樣可使鋁合金陽極維持30a的壽命。

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