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| 熱噴鋁涂層在鋼結構長效防腐蝕工程中的應用 |
| 發布時間：2023/9/12 來源：中能興恒建設有限公司 閱讀：2475次 |
鋼結構工程的腐蝕問題對建筑企業以及人類社會造成了巨大的經濟損失，隨著熱噴鋁涂層研究的不斷深入，許多建筑工程企業都開始利用該材料作為鋼結構工程的長效防腐蝕材料，實踐證明，熱噴鋁涂層防腐技術在鋼結構工程防腐蝕方面的作用是極大的，與其它材料相比，這種材料的防腐時間更長、效果更明顯。本文就針對熱噴鋁涂層在鋼結構長效防腐蝕工程方面的應用進行了探討。
1 熱噴鋁涂層防腐蝕技術的研究歷史及現狀
20世紀30年代，熱噴涂防腐蝕技術開始在實際生活中投入應用，為了證實和提高該技術工藝的防腐蝕效果，在幾十年的時間內，許多國家都投入大量經費進行研究，其應用領域也隨著理論的創新而不斷擴大，1953年，美國焊接學會首先對熱噴鋁涂層的防腐蝕性能進行了試驗。在該實驗結果提出之后，1977年，英國在《鋼結構防腐蝕技術標準》中規定：只有采用熱噴鋁涂層作為防腐材料的鋼結構工程可以在二十年的時間之內不用維護。目前，該技術已經在歐美等發達國家得到廣泛應用，熱噴鋁涂層的相應防腐設備和產品也逐漸增多，近年來，我國也致力于熱噴鋁涂層防腐技術的研究，并在許多方面取得了成效，但與國外發達國家相比，我國熱噴鋁涂層防腐的技術工藝仍然相對落后，需要相關科研機構的人員在理論和實踐方面的研究進一步創新和深入。
2 熱噴鋁涂層長效防腐蝕技術原理
2.1 熱噴涂技術原理
熱噴涂層是一種金屬涂層，該技術工藝的主要的熱源是電能，利用熱源將金屬材料熔化，然后再通過壓縮空氣將霧化后的金屬熔滴噴射到工體表面，這樣就能在表面形成一種具有一定數量孔隙的組織結構，該組織結構是由無數的微粒結合在一起并相互融合組成的，涂層表面的孔隙率與噴涂技術息息相關，在進行噴涂之前，考慮到噴涂材料與被噴涂工件的結合強度，一般應對被噴涂工件表面進行處理，盡量保持工件表面干凈平整。按照性質的不同，熱噴涂工藝可分為爆炸噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂等，在鋼結構工程領域應用得比較多的是電弧噴涂工藝，該防腐工藝的結合強度高，生產效率及能源利用率也比較高，對于鋼構件的防腐來說性能較好，熱噴涂工藝按照使用材料的不同可分為兩種：粉末噴涂和線材噴涂，其中，線材噴涂應用的領域更廣泛一些。
2.2 熱噴鋁涂層防腐蝕原理
目前，在防腐領域應用得比較多的材料主要有鋁涂層、鋅涂層以及鋅鋁合金涂層，這三種涂層對金屬構件的保護作用都比較好，運用的主要原理是隔離原理和應急保護原理，隔離原理主要是通過涂層阻擋具有腐蝕性的介質進入金屬構件，應急保護原理指的是通過涂層材料與腐蝕性介質相互作用而將腐蝕性介質的腐蝕作用清除，該原理主要適用于對金屬構件的應急保護，一般來說，鋼結構的長效防腐蝕工程適宜采用隔離原理。從化學性質上來看，鋁涂層屬于陽極性材料，鋼構件屬于陰級性材料，他們之間相互作用后會產生腐蝕原電，在腐蝕過程中，陽極材料對陰極材料的保護是通過自我犧牲實現的，陽極材料的腐蝕物徹底消耗需要花費的時間是比較長的，這就實現了對鋼構件的長效保護，與鋅涂層相比，鋁涂層表面多了一層堅硬的氧化膜，這就使其使用的壽命更加長，對鋼結構的長效防腐蝕性能更好。
3 熱噴鋁涂層技術工藝的特點
3.1 噴涂工藝靈活
熱噴鋁涂層的應用限制條件較少，對工體大小并無挑剔，工件可大可小，其施工環境要求也不高，室外現場施工或者室內施工都可以，該技術工藝的效率也是比較高的，尤其是在一些大型的鋼結構工程中。
3.2 被噴涂材料種類多
由于熱噴鋁涂層對被噴涂材料的高強度結合，該涂層對被噴涂材料的選擇比較靈活，接受涂層的材料既可以是金屬材料，也可以是非金屬材料、既可以是紙張、也可以是木材。
3.3 涂層結合力強
熱噴鋁涂層的熱源比較豐富，可以是電能、火焰能等，這些熱源所提供的熱能是極大的，可對鋁涂層進行高速熔化，并使之與被噴涂材料實現完美結合， 其超強的結合力對工件能起到長效的防腐蝕作用。
3.4 涂層較厚
施工人員在進行熱噴涂時，可根據工程質量的要求，采用最適當的噴涂厚度，鋁涂層本身比較容易熔化，因此，在施工中的厚度一般比其他材料的厚度更大，這樣才能對鋼構件起到更好地保護作用。
3.5 成本低
熱噴鋁涂層的成本主要包括施工成本和后期維護成本，施工成本中最主要的是熱源和噴涂材料成本，熱源一般是比較大眾化的能源，而鋁材料的市場價格也不高，因此，該項環節的資金投入并不多，涂層的后期維護是比較重要的環節，資金投入的項目主要包括人員資金、維護材料資金等，維護人員一般是工程項目的施工人員，且人員的需求量也不大，維護所需材料并不多，因此，后期維護成本也是比較低的。
3.6 環境污染小
熱噴鋁涂層在施工過程中運用的施工工藝比較簡單，施工所需的材料也不多，而且大多數都是對環境污染較小的材料，所以，該技術工藝的環境污染較小。
4 熱噴鋁涂層在鋼結構長效防腐蝕工程中的應用
4.1 機場鋼構件防腐涂層
熱噴涂技術在我國各領域的應用都比較廣泛，由于其具有效益高、壽命長的特點，我國的大多數機場建設中也廣泛采用這種材料作為鋼結構長效防腐材料。例如，在廈門機場，1994年，熱噴鋁涂層技術在候機樓的護欄、鋼桅桿建設中得到應用，設計方案中要求所有鋼構件表面都必須采用熱噴涂工藝，基于候機樓鋼構件形態各不相同，最終決定采用熱噴鋁涂層技術工藝，由于其厚度比其他材料的涂層高出一倍，且表面的復合防腐涂層也比較堅硬，防腐壽命得到大幅提高，事實證明，在很長的一段時間內，該涂層都完好無損。在水和大氣的環境下，鋼構件容易受到電化學腐蝕，碳鋼的平均腐蝕率比鋁高出4到100倍，因此，采用熱噴鋁涂層對鋼構件的保護作用是極佳的，因為鋁的熔點較低，與鋼鐵等金屬表面的而結合強度較高，且鋁表面形成的氧化膜質地堅硬、不與水相融。所以，在鋼構件的外層采用鋁涂層的保護效果比較好，尤其是在南方的鋼結構工程建設中，由于南方雨水的酸性強，對鋼結構表面的侵蝕作用更大，而鋁涂層在酸性環境中的耐腐性很好，因此，采用該材料作為防腐噴涂層效果更好。
4.2 在不銹鋼制藥設備中的應用
目前，許多醫藥企業都采用不銹鋼的材料作為制藥設備的主要材料，一般來說，不銹鋼材料的使用周期比較長，在各種環境中的適應能力也比較強，但為了使不銹鋼制藥設備的使用質量得到最大限度的保障，一些中西藥制藥廠都開始采用熱噴涂工藝對鋼結構制藥設備進行保護，例如，福州市的一家中外合資制藥企業為了防止新的抗菌素藥品對儲罐內壁所造成腐蝕，就采用熱噴鋁涂層作為藥罐內壁的防腐層，經過多年的實踐應用，該材料的防腐效果良好，對企業的健康發展起到了巨大的促進作用。
5 結語
縱觀國內外熱噴鋁涂層技術工藝的發展形勢，我國的熱噴鋁涂層技術工藝的應用與西方發達國家相比仍比較落后，尤其是在鋼結構長效防腐蝕工程方面的應用顯得尤為滯后，相關部門和人員應重視對技術的研究與應用。
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