نحوه جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی سازه فولادی

ساختمان مهندسی سازه فولادیکه به عنوان پروژه سبز قرن بیست و یکم شناخته می شود، سازه فولادی دارای مزایای زیادی مانند استحکام بالا، ظرفیت بارگیری قوی، وزن سبک، حجم کم فضای اشغال شده، ساخت و نصب آسان قطعات، صرفه جویی در مصرف چوب و ... می باشد. بیشتر و بیشتر در ساختمان های صنعتی و عمرانی استفاده می شود. ساختمان های اسکلت فلزی و انبارهای سازه های فولادی همه جا هستند.

با توسعه سریع صنعت، مقاومت در برابر خوردگی فولاد و مقاومت ضعیف در برابر زنگ زدگی و خوردگی و مسائل دیگر به تدریج ظاهر شد، به خصوص در مناطق ساحلی و صنایع شیمیایی به یک معضل برجسته تبدیل شده است!

خوردگی سازه فولادی نه تنها باعث خسارات اقتصادی می شود، بلکه خطرات پنهانی را برای ایمنی سازه به همراه دارد و حوادث مهندسی ناشی از خوردگی فولاد رایج است، بنابراین درمان ضد خوردگی سازه فولادی (به ویژه اجزای فولادی جدار نازک) انجام می شود. از اهمیت اقتصادی و اجتماعی بالایی برخوردار است و در ادامه چند مقدمه و بحث در مورد مشکلات موجود در فرآیند ساخت و ساز و برخی از روش های درمانی ارائه شده است.

1. علل اصلی خوردگی سازه های فولادی

جلوگیری از خوردگی فولاد با درک علل خوردگی فولاد شروع می شود.

1.1 مکانیسم خوردگی فولاد در دمای اتاق (زیر 100 درجه سانتیگراد)

خوردگی فولاد در دمای اتاق عمدتاً خوردگی الکتروشیمیایی است. سازه های فولادی در اتمسفر در دمای اتاق استفاده می شوند و فولاد در اثر رطوبت، اکسیژن و سایر آلاینده ها (سرباره جوشکاری تمیز نشده، لایه زنگ زدگی، کثیفی سطحی) در جو خورده می شود. رطوبت نسبی جو زیر 60٪ است، خوردگی فولاد بسیار ناچیز است. اما زمانی که رطوبت نسبی به مقدار معینی افزایش می یابد، سرعت خوردگی فولاد به طور ناگهانی افزایش می یابد و این مقدار رطوبت بحرانی نامیده می شود. در دمای اتاق، رطوبت بحرانی فولاد 60٪ تا 70٪ است.

هنگامی که هوا در مناطق ساحلی آلوده یا نمک در هوا است، رطوبت بحرانی بسیار کم است، سطح فولاد به راحتی یک فیلم آب تشکیل می دهد. در این زمان، سرباره جوشکاری و لایه زنگ درمان نشده (اکسید آهن) به عنوان کاتد، اجزای ساختار فولادی (مواد پایه) به عنوان آند در فیلم آب خوردگی الکتروشیمیایی. رطوبت اتمسفر جذب شده روی سطح فولاد برای تشکیل یک لایه آب، عامل تعیین کننده برای خوردگی فولاد است. رطوبت نسبی اتمسفر و محتوای آلاینده ها عوامل مهمی هستند که بر درجه خوردگی اتمسفر تأثیر می گذارند.

1.2 مکانیسم خوردگی فولاد در دمای بالا (بالاتر از 100 ℃)

خوردگی فولاد در دماهای بالا عمدتاً خوردگی شیمیایی است. در دمای بالا، آب در حالت گازی وجود دارد، اثر الکتروشیمیایی بسیار کوچک است و به یک عامل ثانویه کاهش می یابد. فلز و گاز خشک (مانند O2، H2S، SO2، Cl2، و غیره) تماس، تولید سطح ترکیبات مربوطه (کلریدها، سولفیدها، اکسیدها)، تشکیل خوردگی شیمیایی فولاد.

2 روش های حفاظت در برابر خوردگی سازه های فولادی

با توجه به اصل الکتروشیمیایی خوردگی فولاد، تا زمانی که از تشکیل باتری خوردگی جلوگیری یا تخریب شود یا فرآیندهای کاتدی و آندی به شدت مسدود شده باشند، می توان از خوردگی فولاد جلوگیری کرد. استفاده از روش لایه محافظ برای جلوگیری از خوردگی سازه فولادی روشی رایج در حال حاضر است، لایه محافظ رایج دارای انواع زیر است:

2.1 لایه محافظ فلزی: لایه محافظ فلزی فلز یا آلیاژی با اثر حفاظتی کاتدی یا آندی است که از طریق آبکاری، آبکاری اسپری، آبکاری شیمیایی، آبکاری گرم و آبکاری تراوش و سایر روش ها، نیاز به محافظت از سطح فلز برای تشکیل لایه محافظ فلزی (فیلم) است. برای جدا کردن فلز از محیط خورنده در تماس با محیط خورنده، یا استفاده از اثر حفاظتی الکتروشیمیایی محافظ فلز، به طوری که از خوردگی جلوگیری شود.

2.2 لایه محافظ: از طریق روش های شیمیایی یا الکتروشیمیایی برای ساختن سطح فولادی برای تولید یک فیلم ترکیبی مقاوم در برابر خوردگی، به منظور جداسازی محیط خورنده و تماس فلز، برای جلوگیری از خوردگی فلز.

2.3 لایه محافظ غیر فلزی: با رنگ، پلاستیک، لعاب و سایر مواد، از طریق رنگ آمیزی و پاشش و روش های دیگر، لایه ای محافظ بر روی سطح فلز تشکیل داده تا فلز و محیط خورنده جدا شود تا از خوردگی فلز جلوگیری شود. .

3. درمان سطح فولاد

قبل از پردازش فولاد به کارخانه، سطح اجزاء به ناچار با روغن، رطوبت، گرد و غبار و سایر آلاینده ها و همچنین وجود فرز، اکسید آهن، لایه زنگ و سایر عیوب سطحی رنگ می شود. از دلایل اصلی قبلی برای خوردگی سازه فولادی می دانیم که محتوای آلاینده ها عامل مهمی در درجه خوردگی جوی است و آلودگی های سطحی به طور جدی بر چسبندگی پوشش ها بر روی سطح فولاد تأثیر گذاشته و باعث ایجاد رنگ می شود. فیلم زیر خوردگی به گسترش خود ادامه می دهد و منجر به شکست یا آسیب پوشش می شود و قادر به دستیابی به اثر محافظتی مورد نظر نیست. بنابراین، کیفیت درمان سطح فولاد بر روی اثر محافظتی پوشش و عمر تأثیر، گاهی اوقات حتی بیشتر از خود پوشش، باید بر انواع تفاوت‌های عملکردی در تأثیر جنبه‌های زیر تأکید کرد:

3.1. برای قطعات باربری که تعمیر آنها در طول دوره سرویس دشوار است، درجه رسوب زدایی باید به طور مناسب افزایش یابد.

3.2. قبل و بعد از رسوب زدایی، گریس، پوسته پوسته، پاشش و اکسید آهن باید به دقت از بین برود.

3.3. پذیرش کیفی آثار رسوب زدایی و رنگ آمیزی طبق مقررات می باشد.

4. پوشش ضد خوردگی

پوشش های ضد خوردگی عموماً از آستر و روکش بالایی تشکیل شده اند. پرایمر در پودر بیشتر، مواد پایه کمتر، فیلم خشن، عملکرد پرایمر این است که فیلم رنگ را با سطح پایه و ترکیب پوشش رویی جامد، یعنی چسبندگی خوب ایجاد کند. پرایمر دارای رنگدانه های بازدارنده خوردگی است، می تواند از وقوع خوردگی جلوگیری کند و برخی نیز می توانند غیرفعال کردن فلز و محافظت الکتروشیمیایی برای جلوگیری از زنگ زدن فلز باشند. پوشش رویی پودر کمتر، مواد پایه بیشتر است، پس از براق شدن فیلم، عملکرد اصلی محافظت از لایه زیرین پرایمر است، بنابراین باید نسبت به اتمسفر و رطوبت نفوذ ناپذیر باشد و باید بتواند در برابر تجزیه فیزیکی و شیمیایی مقاومت کند. ناشی از هوازدگی روند فعلی استفاده از رزین های مصنوعی برای بهبود مقاومت در برابر هوای محیط است. پوشش های ضد خوردگی با مقاومت جوی عموماً فقط در برابر خوردگی فاز بخار در اتمسفر مقاوم هستند. برای مکان هایی که در معرض خوردگی توسط اسیدها و قلیاها و سایر محیط ها هستند، باید از پوشش های مقاوم در برابر اسید و قلیایی استفاده شود.

رنگ ضد خوردگی با توجه به عملکرد محافظتی را می توان به آستر، رنگ میانی و پوشش بالایی تقسیم کرد، هر لایه رنگ ویژگی های خاص خود را دارد، هر یک مسئولیت خود را بر عهده دارد، ترکیب لایه ها، تشکیل یک پوشش کامپوزیت به بهبود عملکرد ضد خوردگی، افزایش طول عمر.

4.1 پرایمر

لایه پرایمری که معمولاً از پوشش‌های ضد خوردگی استفاده می‌شود، پرایمر غنی از روی و پرایمر قرمز اپوکسی آهنی است، رنگ غنی از روی از تعداد زیادی پودر روی میکرو ریز و مقدار کمی مواد تشکیل‌دهنده فیلم تشکیل شده است. خواص الکتروشیمیایی روی بالاتر از فولاد است و هنگامی که در معرض خوردگی قرار می گیرد، اثر "فداکاری" دارد، به طوری که فولاد محافظت می شود. اکسید روی محصول خوردگی منافذ را پر می کند و پوشش را متراکم تر می کند. پرایمر غنی از روی که معمولا استفاده می شود دارای سه نوع زیر است:

(1) آغازگر غنی از روی معدنی لیوان آب، به عنوان ماده پایه، شیشه آب است، پودر روی را اضافه کنید، مخلوط کنید و مسواک بزنید، پس از پخت با آب شستشو دهید، فرآیند ساخت و ساز پیچیده است، شرایط فرآیند سخت، درمان سطح باید در Sa2.5 یا بیشتر، علاوه بر دمای محیط، رطوبت مورد نیاز، تشکیل فیلم پوشش آسان به ترک خوردگی، لایه برداری، و به ندرت استفاده شده است.

(2) پرایمر معدنی غنی از روی معدنی محلول، آغازگر مبتنی بر اتیل ارتوسیلیکات، الکل به عنوان یک حلال، پلیمریزاسیون تا حدی هیدرولیز شده، اضافه کردن پودر روی مخلوط به طور مساوی فیلم پوشش داده شده است.

(3) پرایمر غنی از روی، رزین اپوکسی به عنوان یک ماده پایه تشکیل دهنده فیلم است، پودر روی را اضافه می کند، برای تشکیل یک پوشش پخت می شود. پرایمر غنی از روی اپوکسی نه تنها دارای خواص ضد خوردگی عالی و چسبندگی قوی است و با پوشش بعدی رنگ اپوکسی آهن ابری از نوع چسبندگی خوبی برخوردار است. عمدتا در جو کلی ساختار قاب فولادی و خوردگی تجهیزات پتروشیمی استفاده می شود.

پرایمر قرمز اکسید آهن اپوکسی به قوطی های رنگ دو جزئی، جزء A (رنگ) ساخته شده از رزین اپوکسی، اکسید آهن قرمز و سایر رنگدانه های ضد زنگ، عامل سفت کننده، عامل ضد غرق شدن و غیره تقسیم می شود، جزء B یک عامل پخت است. ساخت و ساز نسبت استقرار. اکسید آهن قرمز نوعی رنگدانه فیزیکی ضد زنگ است، ماهیت آن پایدار است، قدرت پوشش قوی، ذرات ریز، می تواند یک اثر محافظ خوب در فیلم رنگ بازی کند، عملکرد ضد زنگ خوبی دارد. پرایمر قرمز اکسید آهن اپوکسی روی صفحه فولادی و لایه بالایی رنگ اپوکسی دارای چسبندگی خوب، خشک شدن سریع در دمای اتاق، لایه بالایی رنگ سطحی رنگ نمی دهد، بیشتر در خطوط لوله فولادی، مخازن، پروژه های ضد خوردگی ساختار فولادی استفاده می شود. ، به عنوان پرایمر زنگ.

4.2 لایه میانی رنگ

رنگ لایه میانی عموماً اپوکسی میکا و رنگ مقیاس شیشه ای اپوکسی یا رنگ دوغاب ضخیم اپوکسی است. رنگ میکای اپوکسی از رزین اپوکسی به عنوان ماده پایه با افزودن اکسید آهن میکا ساخته می شود، ریزساختار اکسید آهن میکا مانند میکای پوسته پوسته است، ضخامت آن تنها چند میکرومتر و قطر آن از ده ها میکرومتر تا صد میکرومتر است. این مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت قلیایی، مقاومت در برابر اسید، غیر سمی است، ساختار پوسته پوسته می تواند از نفوذ متوسط ​​جلوگیری کند، عملکرد ضد خوردگی افزایش یافته و انقباض کم، زبری سطح، یک لایه میانی عالی از رنگ ضد خوردگی است. رنگ مقیاس شیشه ای اپوکسی رزین اپوکسی به عنوان ماده پایه است، با مقیاس شیشه پوسته پوسته به عنوان سنگدانه، به علاوه انواع مواد افزودنی متشکل از رنگ ضد خوردگی ضخیم نوع پارویی. ضخامت مقیاس شیشه ای تنها 2 تا 5 میکرون است. همانطور که فلس ها در لایه های بالا و پایین در پوشش قرار می گیرند، یک ساختار محافظ منحصر به فرد تشکیل می شود.

4.3 تاپ کت

رنگ های مورد استفاده برای روکش ها را می توان با توجه به قیمت آنها به سه درجه تقسیم کرد:

(1) درجه معمولی رنگ اپوکسی، رنگ لاستیک کلردار، پلی اتیلن کلروسولفونه و غیره است.

(2) درجه متوسط ​​رنگ پلی اورتان است.

(3) درجه بالاتر رنگ پلی اورتان اصلاح شده با سیلیکون، روکش اکریلیک اصلاح شده با سیلیکون، رنگ فلوئور و غیره است.

رنگ اپوکسی پس از پخت شیمیایی، پایداری شیمیایی، پوشش متراکم، چسبندگی قوی، خواص مکانیکی بالا، مقاوم در برابر اسید، قلیایی، نمک است، می تواند در برابر خوردگی رسانه های شیمیایی مختلف مقاومت کند.

5. انتخاب رنگ ضد خوردگی باید چند نکته را در نظر گرفت

5.1 باید به سازگاری شرایط استفاده از سازه و محدوده رنگ های انتخاب شده، بر اساس محیط خورنده (نوع، دما و غلظت) فاز گاز یا فاز مایع، مناطق گرم و مرطوب یا مناطق خشک و سایر موارد توجه شود. شرایط برای انتخاب برای محیط اسیدی می توان از رنگ رزین فنولیک با مقاومت اسیدی بهتر استفاده کرد در حالی که برای محیط قلیایی باید از رنگ رزین اپوکسی با مقاومت قلیایی بهتر استفاده کرد.

5.2 احتمالات شرایط ساخت باید در نظر گرفته شود. برخی برای مسواک زدن، برخی برای اسپری کردن، برخی برای خشک کردن طبیعی برای تشکیل فیلم و غیره مناسب هستند. برای شرایط عمومی، توصیه می شود از رنگ خشک و با قابلیت پاشش سرد استفاده کنید.

5.3 تطابق صحیح پوشش ها را در نظر بگیرید. از آنجایی که بیشتر رنگ یک ماده کلوئیدی آلی به عنوان ماده پایه است، هر لایه از فیلم را رنگ کنید، به ناچار بسیاری از محیط های ریز متخلخل استثنایی کوچک و خورنده هنوز هم ممکن است در فرسایش فولاد نفوذ کنند. بنابراین، ساخت و ساز از رنگ فعلی نه یک لایه پوشش داده شده، اما چند لایه پوشش داده شده، هدف این است که برای کاهش microporous به حداقل. باید سازگاری خوبی بین پرایمر و پوشش بالایی وجود داشته باشد. مانند رنگ وینیل کلرید و پرایمر فسفاته یا پرایمر آلکیدی قرمز آهن از استفاده از نتایج خوب پشتیبانی می کند و نمی توان با پرایمر مبتنی بر روغن (مانند رنگ قرمز مبتنی بر روغن) استفاده کرد. از آنجا که رنگ پرکلرواتیلن حاوی حلال های قوی است، باعث از بین رفتن لایه پرایمر می شود.

انجام یک کار خوب در زمینه ضد زنگ و ضد خوردگی برای ترویج توسعه ساختمان سازه های فولادی، صرفه جویی در مواد، افزایش عمر مفید ساختمان، اطمینان از تولید ایمن و کاهش آلودگی زیست محیطی از اهمیت بالایی برخوردار است.