目前,金屬油罐常年暴露在自然條件下,常年受到各種腐蝕介質(zhì)的侵蝕,不僅影響使用壽命,而且容易帶來安全隱患。因此,研究金屬油罐的腐蝕機(jī)理,并對(duì)其使用最為廣泛的涂料防腐技術(shù)進(jìn)行研究具有重大意義。
一、金屬油罐腐蝕機(jī)理
金屬腐蝕根據(jù)腐蝕歷程分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。根據(jù)腐蝕條件分為濕腐蝕和干腐蝕。根據(jù)金屬油罐的使用環(huán)境,其腐蝕類型基本上屬于濕腐蝕,是一種電化學(xué)反應(yīng)。其腐蝕機(jī)理是:金屬在腐蝕過程中在表面形成一個(gè)陰、陽極隔離的腐蝕原電池,金屬失去電子,變成帶正電的離子,這是氧化過程,即陽極過程;同時(shí)在金屬表面,電子被某種物質(zhì)所吸收,電子的吸收過程是還原過程,即陰極過程。其金屬腐蝕的通式反應(yīng)如下:
陽極反應(yīng):M→M+n+ne
陰極反應(yīng):O2+2H2O+4e→4OH-
二、金屬油罐的腐蝕防護(hù)
目前,常規(guī)防腐涂料在金屬油罐防腐領(lǐng)域占有一定地位。但由于強(qiáng)度較低,使用壽命短,導(dǎo)致它們?cè)诮饘儆凸薹栏Ч蟠蛘劭?,無法與重防腐涂料相提并論。目前,重防腐涂料防腐技術(shù)是各國研究的重點(diǎn)。
1.環(huán)氧樹脂類重防腐涂料
環(huán)氧樹脂類涂料以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的一類涂料,其優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)罐體的附著力強(qiáng),耐水、耐化學(xué)品性優(yōu)良,硬度高、耐磨性好。但也存在固化后內(nèi)應(yīng)力較大,韌性不太高,耐氣候老化性較差等問題。
傅曉平等[26]通過溶液聚合方法,把雜化了的聚苯胺樹脂與環(huán)氧富鋅制成了性能優(yōu)異、VOC含量很低的環(huán)境友好型金屬重防腐水性涂料。劉海波等[1]提出:可以通過加入反應(yīng)性樹脂提高環(huán)氧樹脂的交聯(lián)度,也可以通過提高環(huán)氧防腐涂料的成膜溫度來提高環(huán)氧重防腐涂料對(duì)油罐的濕附著力,從而提高金屬油罐的耐腐蝕性。
2.聚氨酯類重防腐涂料
聚氨酯防腐涂料以聚氨酯樹脂為主要成膜物質(zhì),配以其它輔助材料所組成,具有耐候性、耐光性、保色性好,漆膜豐滿、耐沖擊性強(qiáng)、彈性優(yōu)良等特點(diǎn)。目前常用的產(chǎn)品主要是丙烯酸聚氨酯防腐涂料和環(huán)氧聚氨酯防腐涂料。
毛晨峰等[2]制備了羥基丙稀酸聚氨酯/金紅石型納米TiO2改性復(fù)合材料,得出當(dāng)NCO/OH=1.1,金紅石型納米TiO2添加量為2%時(shí)性能最佳,可進(jìn)一步提高涂層的抗老化和防腐性能。周小勇等[3]以高彈性聚氨酯和環(huán)氧樹脂為基料,制備了彈性強(qiáng)、低溫施工性能好,耐候,耐驟冷驟熱,耐水、酸堿、化學(xué)藥品性能優(yōu)異的新型涂料,可應(yīng)用金屬油罐內(nèi)外壁防腐。
3.含氯樹脂類重防腐涂料
含氯樹脂類防腐涂料其成膜劑中含有氯原子,應(yīng)用較為廣泛的是氯化橡膠和高氯化聚乙烯(HCPE),它們的耐酸堿、耐介質(zhì)性能優(yōu)良,但在附著力、抗老化、施工性能等方面存在一定不足。
施明德等[4]通過加入除銹劑,研制了具有耐化學(xué)介質(zhì)直接腐蝕,以及耐水、耐油、抗紫外線老化的HCPE帶銹防腐涂料,其抗老化性能超出了GB/T14522-93標(biāo)準(zhǔn)的2.5倍,可廣泛用于金屬油罐的防腐裝飾和保護(hù)。王興智等[5]通過對(duì)氯醚樹脂加以改性,制得了附著力佳,耐水性、耐化學(xué)腐蝕性、耐大氣老化性優(yōu)良的底、中、面重防腐涂料,可廣泛應(yīng)用于金屬油罐等戶外鋼結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)。
4.氟碳類重防腐涂料
氟碳類防腐涂料是以有機(jī)氟碳聚合物或有機(jī)氟改性聚合物為主要成膜物質(zhì)的涂料,主要特點(diǎn)是耐候性、耐化學(xué)介質(zhì)、耐腐蝕性、耐磨性、耐粘污性均十分優(yōu)異。
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