Edificio di ingegneria della struttura in acciaioè conosciuto come il progetto verde del 21° secolo, la struttura in acciaio presenta molti vantaggi come elevata resistenza, forte capacità di carico, leggerezza, piccolo volume di spazio occupato, facile produzione e installazione di componenti, risparmio di legno, ecc., quindi è sempre più ampiamente utilizzato negli edifici industriali e civili. Gli edifici con struttura in acciaio e i magazzini con struttura in acciaio sono ovunque.
Con il rapido sviluppo dell'industria, sono gradualmente apparse la resistenza alla corrosione dell'acciaio e la scarsa resistenza alla ruggine e alla corrosione e altri problemi, soprattutto nelle zone costiere e l'industria chimica è diventata un problema importante!
La corrosione della struttura in acciaio non solo causa perdite economiche, ma comporta anche pericoli nascosti per la sicurezza della struttura e gli incidenti tecnici causati dalla corrosione dell'acciaio sono comuni, quindi il trattamento anticorrosivo della struttura in acciaio (in particolare i componenti in acciaio a pareti sottili) è di grande significato economico e sociale, e di seguito vengono riportate alcune introduzioni e discussioni sulle problematiche riscontrate nel processo di costruzione e alcune modalità di trattamento.
1. Principali cause di corrosione delle strutture in acciaio
La prevenzione della corrosione dell’acciaio inizia con la comprensione delle cause della corrosione dell’acciaio.
1.1 Meccanismo di corrosione dell'acciaio a temperatura ambiente (sotto i 100°C)
La corrosione dell'acciaio a temperatura ambiente è principalmente corrosione elettrochimica. Le strutture in acciaio vengono utilizzate nell'atmosfera a temperatura ambiente e l'acciaio viene corroso dall'azione dell'umidità, dell'ossigeno e di altri inquinanti (scorie di saldatura non pulite, strato di ruggine, sporco superficiale) nell'atmosfera. L'umidità relativa dell'atmosfera è inferiore al 60%, la corrosione dell'acciaio è molto lieve; ma quando l'umidità relativa aumenta fino ad un certo valore, la velocità di corrosione dell'acciaio aumenta improvvisamente e questo valore è chiamato umidità critica. A temperatura ambiente, l'umidità critica generale dell'acciaio è compresa tra il 60% e il 70%.
Quando l'aria è inquinata o salata nelle zone costiere, l'umidità critica è molto bassa, è facile che la superficie dell'acciaio formi una pellicola d'acqua. In questo momento, scorie di saldatura e strato di ruggine non trattato (ossido di ferro) come catodo, componenti della struttura in acciaio (materiale di base) come anodo nella corrosione elettrochimica del film d'acqua. L'umidità atmosferica adsorbita sulla superficie dell'acciaio per formare un film d'acqua è il fattore determinante per la corrosione dell'acciaio; l'umidità relativa dell'atmosfera e il contenuto di inquinanti sono fattori importanti che influenzano il grado di corrosione atmosferica.
1.2 Meccanismo di corrosione dell'acciaio ad alta temperatura (superiore a 100 ℃)
La corrosione dell'acciaio alle alte temperature è principalmente corrosione chimica. Ad alta temperatura l'acqua esiste allo stato gassoso, l'effetto elettrochimico è molto piccolo, ridotto a un fattore secondario. Contatto tra metallo e gas secco (come O2, H2S, SO2, Cl2, ecc.), formazione superficiale dei composti corrispondenti (cloruri, solfuri, ossidi), formazione di corrosione chimica dell'acciaio.
2 Metodi di protezione contro la corrosione delle strutture in acciaio
Secondo il principio elettrochimico della corrosione dell'acciaio, finché si previene o si distrugge la formazione di batterie di corrosione o si bloccano fortemente i processi catodici e anodici, è possibile prevenire la corrosione dell'acciaio. L'uso del metodo dello strato protettivo per prevenire la corrosione della struttura in acciaio è attualmente un metodo comune, lo strato protettivo comunemente usato ha i seguenti tipi:
2.1 Strato protettivo in metallo: lo strato protettivo metallico è un metallo o una lega con effetto protettivo catodico o anodico, mediante galvanica, placcatura a spruzzo, placcatura chimica, placcatura a caldo e placcatura per infiltrazione e altri metodi, la necessità di proteggere la superficie metallica per formare uno strato protettivo metallico (pellicola) per isolare il metallo dal mezzo corrosivo in contatto con il mezzo corrosivo, o l'uso dell'effetto protettivo elettrochimico della protezione del metallo, in modo da prevenire la corrosione.
2.2 Strato protettivo: attraverso metodi chimici o elettrochimici per fare in modo che la superficie dell'acciaio generi una pellicola composta resistente alla corrosione, al fine di isolare il mezzo corrosivo e il contatto metallico, per prevenire la corrosione del metallo.
2.3 Strato protettivo non metallico: con vernici, plastica, smalto e altri materiali, attraverso verniciatura e spruzzatura e altri metodi, per formare una pellicola protettiva sulla superficie del metallo, in modo che il metallo e i mezzi corrosivi si isolino, in modo da prevenire la corrosione del metallo .
3. Trattamento superficiale dell'acciaio
Prima della lavorazione dell'acciaio in fabbrica, la superficie dei componenti sarà inevitabilmente macchiata di olio, umidità, polvere e altri inquinanti, oltre alla presenza di bave, ossido di ferro, strato di ruggine e altri difetti superficiali. Dai precedenti motivi principali della corrosione della struttura in acciaio, sappiamo che il contenuto di inquinanti è un fattore importante che influenza il grado di corrosione atmosferica e che i contaminanti superficiali influenzeranno seriamente l'adesione dei rivestimenti sulla superficie dell'acciaio e renderanno la vernice la pellicola sotto la corrosione continua ad espandersi, causando guasti o danni al rivestimento, incapaci di ottenere l'effetto protettivo desiderato. Pertanto, la qualità del trattamento superficiale dell'acciaio sull'effetto protettivo del rivestimento e la durata dell'influenza, a volte anche più del rivestimento stesso, dovrebbero essere enfatizzati, varietà di differenze di prestazione nell'impatto dei seguenti aspetti:
3.1. Per i componenti portanti che sono difficili da riparare durante il periodo di servizio, il grado di decalcificazione dovrebbe essere aumentato in modo appropriato.
3.2. Prima e dopo la decalcificazione, grasso, bave, residui di medicinali, schizzi e ossido di ferro devono essere accuratamente eliminati.
3.3. l'accettazione della qualità dei lavori di disincrostazione e verniciatura dovrà essere conforme alle normative.
4.Rivestimento anticorrosione
I rivestimenti anticorrosivi sono generalmente composti da primer e top coat. Primer in polvere più, meno materiale di base, pellicola ruvida, la funzione del primer è quella di rendere la pellicola di vernice con il livello di base e la combinazione di finitura solida, cioè avere una buona adesione; il primer ha pigmenti che inibiscono la corrosione, può prevenire il verificarsi della corrosione e alcuni possono anche essere la passivazione del metallo e la protezione elettrochimica per prevenire la ruggine del metallo. Il topcoat è meno polvere, più materiale di base, dopo che il film è lucido, la funzione principale è quella di proteggere lo strato inferiore di primer, quindi dovrebbe essere impermeabile all'atmosfera e all'umidità e dovrebbe essere in grado di resistere alla decomposizione fisica e chimica causato dagli agenti atmosferici. La tendenza attuale è quella di utilizzare resine sintetiche per migliorare la resistenza del mezzo agli agenti atmosferici. I rivestimenti anticorrosivi con resistenza atmosferica sono generalmente resistenti solo alla corrosione in fase vapore nell'atmosfera. Per i luoghi soggetti a corrosione da acidi, alcali e altri mezzi, è necessario utilizzare rivestimenti resistenti agli acidi e agli alcali.
La vernice anticorrosiva in base alla funzione protettiva può essere divisa in primer, vernice intermedia e strato superiore, ogni strato di vernice ha le sue caratteristiche, ciascuno responsabile della propria responsabilità, la combinazione degli strati, la formazione di un rivestimento composito per migliorare le prestazioni anticorrosione, prolungare la durata.
4.1primer
Lo strato di primer dei rivestimenti anticorrosivi comunemente utilizzati è un primer ricco di zinco e un primer epossidico rosso-ferro, la vernice ricca di zinco è composta da un gran numero di polvere di zinco microfine e una piccola quantità di materiali filmogeni. Le proprietà elettrochimiche dello zinco sono superiori a quelle dell'acciaio e, se sottoposto a corrosione, ha un effetto "auto-sacrificativo", in modo che l'acciaio sia protetto. Il prodotto della corrosione, l'ossido di zinco, riempie i pori e rende il rivestimento più denso. Il primer ricco di zinco comunemente usato ha i seguenti tre tipi:
(1) primer ricco di zinco inorganico per vetro solubile, è vetro solubile come materiale di base, aggiungere polvere di zinco, miscelare e spazzolare, dopo l'indurimento per essere risciacquato con acqua, il processo di costruzione è complesso, condizioni di processo difficili, il trattamento superficiale deve essere pari o superiore a Sa2.5, oltre alla temperatura ambiente e ai requisiti di umidità, la formazione del film di rivestimento è facile da fessurare, staccarsi ed è stata utilizzata raramente.
(2) primer solubile inorganico ricco di zinco, il primer è a base di etil ortosilicato, alcool come solvente, polimerizzazione parzialmente idrolizzata, aggiungere polvere di zinco miscelata con pellicola uniformemente rivestita.
(3) primer ricco di zinco, è resina epossidica come materiale base filmogeno, aggiungendo polvere di zinco, polimerizzando per formare un rivestimento. Il primer epossidico ricco di zinco non offre solo eccellenti proprietà anticorrosive e una forte adesione, ma con il rivestimento successivo la vernice epossidica a base di nuvole di ferro ha una buona adesione. Utilizzato principalmente nell'atmosfera generale della struttura del telaio in acciaio e nella corrosione delle apparecchiature petrolchimiche.
Il primer rosso epossidico all'ossido di ferro è suddiviso in barattoli di vernice bicomponente, il componente A (vernice) fatto di resina epossidica, ossido di ferro rosso e altri pigmenti antiruggine, agente indurente, agente antiaffondamento, ecc., il componente B è un agente indurente, la costruzione della proporzione dello schieramento. L'ossido di ferro rosso è una sorta di pigmento fisico antiruggine, la sua natura è stabile, forte potere coprente, particelle fini, può svolgere un buon effetto schermante nel film di vernice, ha buone prestazioni antiruggine. Il primer rosso epossidico all'ossido di ferro sulla piastra d'acciaio e lo strato superiore di vernice epossidica hanno una buona adesione, asciugatura rapida a temperatura ambiente, lo strato superiore di vernice superficiale non perde colore, più comunemente usato in tubazioni in acciaio, serbatoi, progetti anticorrosivi di strutture in acciaio , come primer antiruggine.
4.2 strato intermedio di vernice
La vernice dello strato intermedio è generalmente mica epossidica e vernice epossidica a scaglie di vetro o vernice epossidica a impasto denso. La vernice epossidica alla mica è realizzata in resina epossidica come materiale di base aggiungendo ossido di ferro mica, la microstruttura dell'ossido di ferro mica è come la mica traballante, il suo spessore è di pochi micrometri e il suo diametro varia da decine di micrometri a cento micrometri. È resistente alle alte temperature, agli alcali, agli acidi, non tossico, la struttura a scaglie può impedire la penetrazione media, prestazioni anticorrosive migliorate e basso ritiro, ruvidità superficiale, è un eccellente strato intermedio di vernice anticorrosiva. La vernice epossidica per scaglie di vetro è resina epossidica come materiale di base, con scaglie di vetro come aggregato, oltre a una varietà di additivi composti da spessa vernice anticorrosiva a spatola. Lo spessore della scala di vetro è di soli 2-5 micron. Poiché le scaglie sono disposte in strati sopra e sotto il rivestimento, si forma una struttura schermante unica.
4.3 strato superiore
Le vernici utilizzate per le finiture possono essere suddivise in tre gradi in base al loro prezzo:
(1) Il grado ordinario è la vernice epossidica, la vernice al clorocaucciù, il polietilene clorosolfonato e così via;
(2) Il grado medio è la vernice poliuretanica;
(3) Il grado superiore è la vernice poliuretanica modificata con silicone, il rivestimento superiore acrilico modificato con silicone, la vernice al fluoro e così via.
Vernice epossidica dopo indurimento chimico, stabilità chimica, rivestimento denso, forte adesione, elevate proprietà meccaniche, è resistente agli acidi, agli alcali, al sale, può resistere a una varietà di corrosione dei mezzi chimici.
5. La scelta della vernice anticorrosiva dovrebbe considerare diversi punti
5.1 È necessario considerare la coerenza delle condizioni di utilizzo della struttura e la gamma di vernici selezionate, in base al mezzo corrosivo (tipo, temperatura e concentrazione), fase gassosa o fase liquida, aree calde e umide o aree asciutte e altro condizioni per la selezione. Per i mezzi acidi è possibile utilizzare una vernice a base di resina fenolica con una migliore resistenza agli acidi, mentre per un mezzo alcalino è necessario utilizzare una vernice a base di resina epossidica con una migliore resistenza agli alcali.
5.2 Devono essere considerate le possibilità delle condizioni di costruzione. Alcuni sono adatti alla spazzolatura, altri alla spruzzatura, altri all'essiccazione naturale per formare una pellicola e così via. Per condizioni generali è consigliabile l'utilizzo di vernice a freddo asciutta e facile da spruzzare.
5.3 Considerare il corretto abbinamento dei rivestimenti. Poiché la maggior parte della vernice è un materiale colloidale organico come materiale di base, ogni strato di vernice della pellicola, ci sono inevitabilmente molti mezzi microporosi eccezionalmente piccoli e corrosivi che possono ancora penetrare nell'erosione dell'acciaio. Pertanto, la costruzione della vernice attuale non è monostrato, ma multistrato, lo scopo è ridurre al minimo la microporosa. Dovrebbe esserci una buona adattabilità tra primer e finitura. Come la vernice al cloruro di vinile e il primer fosfatante o il primer alchidico rosso ferro che supportano l'uso di buoni risultati e non possono essere utilizzati con primer a base di olio (come la vernice rossa a base di olio) che supportano l'uso. Poiché la vernice al percloroetilene contiene solventi forti, distruggerà la pellicola di primer.
È di grande importanza svolgere un buon lavoro nel campo dell'antiruggine e dell'anticorrosione per promuovere lo sviluppo della costruzione di strutture in acciaio, risparmiare materiali, prolungare la durata dell'edificio, garantire una produzione sicura e ridurre l'inquinamento ambientale.
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