金屬鋅、鋁具有很大的耐大氣腐蝕的特性。在鋼鐵構件上噴鋅或噴鋁,鋅、鋁是負電位和鋼鐵形成犧牲陽極保護作用從而使鋼鐵基本得到了保護。目前用噴鋁涂層來防止工業大氣、海洋大氣的腐蝕,其特點如下:
(1)噴鋁涂層與鋼鐵基體結合力牢固、涂層壽命長,長期經濟效益好;
(2)工藝靈活,適用于重要的大型及難維修的鋼鐵結構的長效防護,可現場施工;
(3)噴鋅或噴鋁涂層加防腐涂料封閉,可大大延長涂層的使用壽命,從理論和實際應用的效果來看,噴鋅或噴鋁的涂層是防腐涂料的底層。金屬噴涂層與防腐涂料涂層的復合涂層的防護壽命較金屬噴涂層和防腐涂料防護層二者壽命之和還要長,為單一涂料防護層壽命的數倍。
重防腐長效涂料由底漆、中間漆和面漆構成。
從長效經濟性考慮,噴鋁涂層為經濟,但一次性投入大,施工良好的涂層可在10年內無需維修。環氧富鋅底漆+環氧云鐵中間漆及丙烯酸聚氨酯長效防護系統具有較佳的經濟性。
大型鋼結構是大量基礎設施的重要組成部分。橋梁、電站、輸油輸水管道、油氣儲罐、大型生產裝置、船舶、海工結構、塔架及許多大型建筑物均大量采用鋼結構。雖然所用的碳鋼與一些低合金鋼具有很好的力學性能與合理的價格,但它們存在著嚴重的電化學腐蝕問題。由于具有用量大、壽命要求長的特點,所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各種腐蝕控制方法中,主要選用不同表面處理與施加防腐涂層的方法來對大型鋼結構進行防護。到目前為止,應該說大多情況下防護效果還遠不理想,主要是存在由于化學與力學失效引起的覆蓋層壽命問題。因此開發高性能、長壽命、并在新形勢下滿足環保要求的表面改性a技術與防腐產品,是一項重要的任務。而解決這樣的問題,離不開高技術與新思路和采用。
對于一個具體的腐蝕體系,應據腐蝕原因、效果、施工難易與經濟效益等進行綜合考慮。對大型鋼結構而言,可以采用的方案也是多種多樣的。但針對它們的使用特點,主要采用選材控制和表面覆蓋進行防護,有時也常與陰極保護聯合使用。以防腐涂料為例,我國每年的用量可能已達到20萬噸左右,約占涂料總量的10%,而且它們品種繁多,功能各異。
鋼結構自防護腐蝕產物形態控制:耐候鋼相對于碳鋼有較好的耐大氣腐蝕性能,一般不需要表面處理就具有抗蝕性,因而得到廣泛應用。原因在于其表面形成的腐蝕產物阻礙了腐蝕介質的進入,從而保護了基體。但它也存在腐蝕失效問題。近年研究發現,通過表面懺悔處理,可以得到更加致密的腐蝕產物層,使防蝕性能得到大幅度提高。研究表明,所得產物具有納米結構。這里的關鍵是如何能夠有效地人為控制腐蝕產物的形態。