金屬腐蝕會造成巨大損失，但無論現(xiàn)在乃至將來，金屬材料都以其優(yōu)良的機械和工藝性能在材料領(lǐng)域占據(jù)重要地位，因此研究金屬的腐蝕防護方法以控制金屬的腐蝕，減少腐蝕造成的損失，對國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。其中最常用的方法就是在金屬表面涂覆防腐涂層，以隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬基體接觸。由于經(jīng)濟、簡便、適用范圍廣等特點，使涂料作為經(jīng)典的防腐蝕技術(shù)在全球得以廣泛應(yīng)用，尤其帶銹底漆，與常規(guī)涂料相比可以有效降低繁瑣的涂裝前處理工藝，縮短施工工期，降低工程造價，在煉化裝置鋼結(jié)構(gòu)涂層修復(fù)中應(yīng)用廣泛。

    1、涂層防腐出現(xiàn)的問題

    某沿海煉油裝置，生產(chǎn)裝置及罐區(qū)消防管路、鋼結(jié)構(gòu)的漆膜為普通環(huán)氧聚氨酯涂層，2010年開工投產(chǎn)，投產(chǎn)1年后暴露在大氣環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備等的部位均出現(xiàn)不同程度的涂層失效現(xiàn)象：鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管線局部嚴重生銹，涂層出現(xiàn)失光、褪色、泛黃、起泡、起鼓、剝落、開裂甚至脫落、粉化等現(xiàn)象；裝置較罐區(qū)涂層腐蝕相對較輕，且離海距離越近，涂層起泡、起鼓、剝落、開裂甚至脫落、粉化等現(xiàn)象越嚴重，腐蝕情況詳見圖1-5。

    圖1裝置平臺涂層開裂脫落

    a平臺底部涂層脫落

    b平臺立梁大面積涂層脫落

    圖2裝置設(shè)備涂層開裂脫落銹蝕

    a平臺涂層脫落銹蝕

   b塔器裙座涂層鼓泡脫落

    c加熱爐鋼結(jié)構(gòu)涂層大面積起皮

    d爬梯涂層鼓泡

    圖3裝置平臺焊接部位涂層銹蝕

    圖4罐區(qū)踏步、平臺、護欄涂層脫落、鼓泡銹蝕

    a踏步涂層脫落

    b過橋涂層粉化

    c平臺涂層鼓泡脫落

    圖5罐區(qū)排放口、消防線、人孔、涂層鼓泡、脫落、銹蝕

    a罐排放口涂層脫落

    b消防線涂層鼓泡、脫落、銹蝕

    c人孔涂層開裂脫落

    2、問題原因分析

    2.1環(huán)境因素

    該裝置處于北溫帶季風(fēng)海洋性氣候區(qū)，海洋環(huán)境是極為苛刻的腐蝕環(huán)境，海水和海洋大氣中具有很高的含鹽量，其中包括高濃度的Cl—、H2S、SO42-等（詳見表12013年某沿海城市大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)表），而且腐蝕環(huán)境受日照、海風(fēng)、海洋生物等條件影響。所以，海洋大氣對海岸設(shè)施腐蝕破壞性大。

    表1 2013年某沿海城市大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)表
   

    裝置、罐區(qū)距離海邊距離越近，涂層腐蝕失效越發(fā)嚴重。因此判斷海洋環(huán)境是導(dǎo)致該裝置、罐區(qū)涂層失效的主要原因。

    2.2構(gòu)件外觀質(zhì)量

    2.2.1鋼材制作過程中出現(xiàn)褶皺或由加工引起的其他表面缺陷導(dǎo)致的涂層生效。

    2.2.2表面處理不當或未處理

    據(jù)研究，表面處理的好壞對涂膜壽命影響較大，約有一半涂層失效是由表面處理不當造成的。

    ①除銹后的板材表面粗糙度不滿足設(shè)計要求

    常見的問題是板面凸出的部分涂層厚度不夠；凹進部分涂層較厚也不能為良好的附著力提供條件而導(dǎo)致失效；或者板材表面光滑而使涂層附著力不夠，或表面氧化皮未徹底清除（見圖3d就是因護欄扁鐵除銹不徹底導(dǎo)致的涂層脫落），銹蝕物Fe203疏松透氣，有吸潮的傾向而成為水的載體，并且積存的水分不易揮發(fā)，使腐蝕的速度加快，導(dǎo)致涂層開裂、脫落。

    ②焊縫等局部部位處理不當

    主體構(gòu)件一般機械噴砂（噴丸）或磨光機除銹，除銹后及時刷底漆防腐，因此除銹徹底，刷漆質(zhì)量較好。但焊接部位基本為現(xiàn)場手工除銹后刷底漆，工作環(huán)境一般在高空或受限空間，施工難度大，除銹刷漆質(zhì)量下降，或者施工人員偷懶直接不除銹甚至連焊接熔渣不清理直接刷漆，因此鋼結(jié)構(gòu)焊接部位涂層一般先失效（見圖2及圖4b），為化學(xué)腐蝕造成了有利的條件，而腐蝕產(chǎn)生的銹蝕物Fe203疏松透氣，有吸潮的傾向而成為水的載體，并且積存的水分不易揮發(fā)，使腐蝕的速度加快。

    焊縫外觀質(zhì)量不滿足標準要求相當于粗大輪廓的粗糙表面而使涂層厚度不夠，導(dǎo)致涂層受侵襲而破壞。對此，應(yīng)加大焊縫外觀質(zhì)量的管理力度，確保焊縫外觀滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）的要求。

    2.3涂層施工質(zhì)量

    涂裝工藝對油漆性能產(chǎn)生重大的影響。通常，不良的涂裝工藝將導(dǎo)致油漆涂層的附著力、涂膜性能下降，造成涂層過早地失效，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

    2.4涂裝厚度不當

    涂裝工藝不良會導(dǎo)致涂膜不連續(xù)、針孔、液泡、厚度不均等，在環(huán)境條件下易導(dǎo)致生銹和涂層破壞，在惡劣環(huán)境條件下尤其嚴重。油漆涂裝厚度涂裝過薄，將會降低涂層壽命，導(dǎo)致水分滲透進涂層而使涂層開裂；涂裝過厚，可能會導(dǎo)致溶劑滯留問題，從而形成不連續(xù)的涂膜。