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- 海洋腐蚀环境对海洋涂料的要求
海洋防腐涂料是指在海洋环境中使用的防腐蚀涂料。海洋防腐涂料一般要求具有如下性能:(1)具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好,对钢材或者混凝土表面附着力好;(2)具有良好的力学性能。耐海水冲刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨损;(3)具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、耐化学品、耐紫外线等的侵蚀;(4)与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性;(5)具有良好施工性能。可在各种环境条件下对不同结构进行高质量涂装施工;(6)符合健康、环保、安全的要求。要求涂料固含量高,挥发性有机化合物(VOC)含量符合国家或国际标准要求;(7)防污涂料具有良好的耐海生物作用;(7)其他特殊要求。如:淡水舱涂料要求无毒性并符合国家卫生认证要求;用于不锈钢表面的涂层中可滤去氯含量不能超过200mg/kg,涂层中不含锌;船舶压载舱涂料要符合国际海事局(IMO)《船舶压载舱保护涂层性能标准》的要求;船舶水线以下部位涂料要求防止海生物附着等。
常用的海洋重防腐涂料主要相关国际标准有:(1)ISO12944防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护;(2)NORSOKM501表面处理和保护涂料;(3)ISO20340近海及相关结构防护涂层体系的性能要求;(4)NACESPO108防护涂层对近海结构的腐蚀控制;(5)IMO船舶压载舱保护涂层性能标准(PSPC)。海洋防腐涂料及其涂层配套通常要满足ISO12944、NOR-SOKM501、NACESPO108和ISO20340相关防腐标准的要求。一般都要预先通过严格的腐蚀试验和认证,试验项目主要有:(1)耐盐雾(盐水)试验4000h;(2)耐阴极剥离试验;(3)耐湿热试验4000h;(4)循环腐蚀试验4200h.海洋防腐涂料主要有无机富锌、有机富锌、有机硅、环氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷类涂料,可根据不同海洋环境腐蚀特点和防腐年限选用不同的涂料和涂层体系。
图1给出了涂装设计的因素。由于在海洋环境中使用的结构物金属材料的腐蚀受多种因素控制,且各种不同区带条件下,影响腐蚀的作用因素又有不同。因此在海洋环境结构物防腐涂装的设计上,首先应考虑结构物所处的环境条件,另外还应根据结构物的保护寿命、施工环境条件、造价等因素,来选择涂层体系和涂装施工。结构物的部位不同,选择涂料有所差别,在水下,应更注重涂层的抗渗透性,而在水线土或大气区,面漆耐紫外光的老化,非常重要。在维修周期的确定上,应考虑采用何种监测或检测手段来判明涂层的破坏程度。维修条件应根据旧涂层的破坏程度和表面状态确定重涂表面的调整和涂装的厚度范围等。海洋防腐涂料目前主要用于防止暴露在海洋大气中的构筑物腐蚀。水下区域的含氧量低,腐蚀程度相对较低,目前主要采用环氧涂料、环氧沥青涂料、环氧玻璃鳞片涂料等,如需防止海生物附着,则采用环氧涂料+防污涂料组合体系。对海底区而言,由于此区域的腐蚀程度最低,因此涂层主要采用环氧沥青涂料。钢质管道除采用液态环氧涂料外,还大量使用熔融环氧粉末涂料,由于检修极其困难,通常要求其在不维修的条件下能正常使用20 a以上。海水钢铁结构件的防护喷镀层一般采用牺牲阳极性徐层。锌、铝及锌铝合金的阴极保护寿命的长短,往往取决于涂层的厚度。在海水环境中多孔性的金属喷镀层加涂料封闭可大大减轻其腐蚀。金属喷镀层在海水中的腐蚀特征虽与一般金属的腐蚀类似,但也有其一些特点,如在腐蚀过程中可能产生金属喷涂层起泡,脱落等现象。
图1 结构物防腐涂装设计要素图