防腐专业名词定义和基础知识

防腐专业名词、定义和基础知识,本手册中的光亮度指标是根据ISO2813：1978使用一个60度的光亮度探头确定的。本说明书中的光泽度分类如下：光亮度光亮度探头（%）无光0-15光亮度平光16-30亚光31-60有光61-85高光85在实际施工过程中，涂层的表面光泽取决于多种因素包括涂装工艺及被涂物表面的状态。,体积固体份在本产品说明书中列出的体积固体份是指在规定的涂装工艺和环境条下，干膜厚度与湿膜厚度之比。这些数据是在实验室条件下，通过使ISO3233：1998修改版中规定的测试方式法（通过测定干膜的密度来确定油漆的固含量）测得的。该修改本与源文件在技术上是等效的。,干燥时间本产品说明书中列出的干燥时间是指在实验室中采用标准干膜厚度，在产品说明书所速的环境温度下，使用适当的测试方法确定的。如：,表干ISO151773标准可将放在涂层表面的小玻璃球轻轻刷掉而其表面不会受到破坏。,硬干漆膜完全干透的状态，与涂漆膜外层干燥，里层仍为流体的状态相区别。,这种硬干状态是用一种“机械拇指”来确定的。该装置在规定压强、扭矩和时间下、使用规定的测量仪，不会在漆膜上留痕或擦伤漆膜（ISO9117-90标准）,实际施工过程中，干燥时间可能会略有不同。当被涂低材的温度与环境相差极大尤其是如此。同时还会因实际干膜厚度的不同而产生差别。,干膜厚度-涂覆在底材上的漆膜在彻底干燥后的测量厚度。湿膜厚度-涂覆在底材上的湿状涂层的最初厚度。混合使用寿命-多组分油漆在混合必须在一定时间内用完，这是综合测试和实践的结果，因此超过这个时间后即使油漆仍是液态也不能再使用。贮存有效期-每种油漆都有一定的有效期，超过这个期限的油漆在使用前一定要进行检测。,复涂间隔产品说明书还给出了涂料的“最小和”最大“复涂间隔。这些不同温度下的数据必须与良好的附图操作相配合，先逐一阐述如下：最小复涂间隔“最小复涂间隔”指涂层干燥达到复涂所需硬度的最短时间。其前提如下：1、涂层达到正常的推荐膜厚。2、涂覆时及涂覆后的环境条件应该与推荐值相一致，尤其是相对湿度、温度和通风状况。3、用于复涂的涂料与说明书规定的相符合。4、对“涂覆方法”的理解。如果一种涂料既可以刷涂也可以喷涂，则喷涂所需复涂时间最少，那么说明书给出的是喷涂时“最小”复涂间隔。如果实际情况不能满足上述条件，则最小复涂间隔会有所变化，而且往往需要延长。最大复涂间隔“最大复涂间隔”是指可允许的最长复涂时间。涂料必须在这段时间内复涂，以确保涂层之间有足够的复着力。,无限制*(EXT)如果复涂间隔需要延长，那么只有满足下述条件才能使层间维持足够的复着力：1、按照良好的施工工艺复涂，并达到规定的膜厚。2、对于老的涂层如果要求具有“长期可复涂性”，它必须有“预期的”表面特性。例如，涂得过久的云母氧化铁环氧树脂漆可能会失去通常具有的粗糙度，因此在老化后除非进行拉毛处理，否则不再具有长期可复涂性。3、即将进行复涂的涂层必须完好无损、紧紧地附着底材、清洁、干净、无污物。例如，防污底漆的毛糙表面可能需要进行“全面”的清洁处理。又如：防污漆的“皂化层”往往是多孔易碎的，因此必须去除以便为复涂提供所需要的表面。4、涂层表面光滑，会对重涂层的附着力产生不利的影响。这种表面必须进行处理，方法是：用打磨机在其表面轻轻的拉毛，或轻度扫砂处理，或其他适当的，不会打穿或毁损涂层的方法。应当承认，涂层之间的附着力强度取决于重涂漆的化学性质。就其本质而言，底漆的复涂性能比面漆好，因为前者含有较高的颜料成分。,结构重量与器表面积之间的关系计算表钢材厚度（毫米）12345678910152550以平方米每吨计的254127856351423632282517105钢材表面积,闪点将产品密封在Setaflash杯中，加热至气雾产生，遇明火即点燃，达到这个程度所需的最低温度极为闪点。,腐蚀的定义,什么是腐蚀？材料（包括金属与非金属材料）与环境发生反应所引起的破坏或变质。何谓金属腐蚀？金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏。何谓非金属腐蚀？由于直接的化学作用或物理作用（如氧化、溶解、溶胀等）所引起的破坏称非金属腐蚀。,发生腐蚀的条件,氧水(电解质)不同的电位差,如果三者缺一，腐蚀就不会发生,涂料、油漆阴极保护缓蚀剂材料选择优化设计,如何减轻腐蚀,自然过程,金属为什么会腐蚀？腐蚀就是金属由元素状态返回自然界存在的化合物（矿石）的过程，它是一个自发的，从能量观点看，处于高能态的铁是不稳定的，它必然向低能态的铁锈（化合物）转化，腐蚀完全是一个自然过程是不可避免的。如果用铜、铝或不锈钢代替铁，由于形成个屏蔽层，阻止继续腐蚀或减缓腐蚀，普通铁不能自然地形成。,金属的电子与离子“分家”腐蚀的机理,金属正离子离开晶体进入溶液，形成水化金属正离子（腐蚀产物），而电子不可能被水化而留在金属上。离子与电子分家的结果是金属表面带负电，紧靠金属表面的液层带正电荷形成“双电层”由于双电层的建立，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为金属的电极电位。由于绝对电极电位无法测量，我们找到电位稳定的参比电极，让各种金属与参比电极相比较，测出相对电极电位，这就是我们常说的自然电位或腐蚀电位。,腐蚀的起因,腐蚀的原理是电化学腐蚀，腐蚀的原因分内因和外因，内因是通过外因而起作用。内因：材料成分不同，含杂质，热处理，表面状态不同，应力作用不同等。外因：环境因素腐蚀性，介质中含氧、二氧化碳、二氧化硫、各种盐、不同PH的酸碱化学介质，细菌、杂散电流、温度、压力、流速等以及形成的氧差、浓差和温差等都是腐蚀的外部因素，金属在内、外因共同作用下，腐蚀就发生了。,按腐蚀机理分,化学腐蚀：指金属和纯的非电解质（如无水有机溶剂）直接发生纯化学作用而引起的金属破坏，在腐蚀过程没有电流产生。电化学腐蚀：指金属和电解质发生电化学作用而引起金属的破坏，其特点是在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程，即阳极反应和阴极反应，并有电流产生。,按腐蚀环境分,大气腐蚀海水腐蚀土壤腐蚀化学介质腐蚀高温腐蚀,按腐蚀形态分,全面（均匀）腐蚀：指腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行。局部腐蚀：指腐蚀作用仅发生在金属的某一局部区域，而其他部位基本设有发生腐蚀，常见且危害性较大的局部腐蚀破坏形式有：小孔腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、腐蚀疲劳、选择性腐蚀、空泡腐蚀等,腐蚀测量,金属遭受腐蚀后，其外观形态、重量、外形尺寸、机械强度、组织结构等都会发生变化，可以根据这些物理和机械性能变化来评定金属腐蚀的程度，由于腐蚀破坏的形式多种多样，既有全面腐蚀又有局部腐蚀，所以，评定腐蚀的方法也很多。金属全面腐蚀用重量变化和尺寸变化来表示。1、重量指标2、深度指标：单位时间内金属厚度的损失，毫米/年。不同材料比重不同，用该指标更直观反映金属腐蚀严重程度。3、根据金属材料腐蚀速度大小，将耐蚀程度分成四个等级局部腐蚀：如小孔腐蚀用测孔密度和平均点蚀深度及最大点蚀深度表示，对晶间腐蚀和应力腐蚀可用测试金属腐蚀前后的机械强度变化来评定。,腐蚀的电化学特征,电化学腐蚀要求有四个主要的因素：阳极、阴极、电解质和电路四部分组成。阳极：金属表面被腐蚀的那一部分，电流由此离开金属进入溶液。金属离子进入溶液越多，留在金属的电子越多，电极电位就越负，电位越负的金属，越容易发生腐蚀。阴极：电流离开溶液由此返回金属的那部分金属表面。电路：通过金属或导体而接通的，圆圈代表在溶液中从阳极(一)流向阴极(+)的电量(不是电子)，通过金属导线从阴极又回到阳极。电解质：能导电的溶液。腐蚀的基本原理与干电池中电化学作用相同。,腐蚀的电化学特征,阳极过程,阳极是发生离子与电子“分家”的场所，是金属发生氧化变成离子，发生腐蚀的场所。带正电荷的金属原子离开固体表面以离子态进入到溶液中去。与此同时，它们留下数量相当的电子。这些电子通过金属或外部电子导体流动。铁被腐蚀时，每一个铁原子变为一个带两价正电荷的铁离子并产生两个电子。见图、这些电子通过金属或者外部的电子导体流到电路的阴极，在阴极上通过相应的反应吸收这些电子。,阴极过程,阳极产生的电子通过金属到达阴极区的表面，与阴极附近电解质中的氢离子或氧分子反应，阴极表面作为电子消耗的场所，作为溶液中氧化剂(如H+或O2)发生如下还原反应的场所：2H+2eH2及O2+H2O+2e2OH-阳极反应和阴极反应必须同时并以相等速度进行。但腐蚀只能在阳极区进行。,组合的阳极和阴极过程,将一块铁放在酸中，我们看到一个阳极和一个阴极，看到由于铁离子的形成而产生的电子通过金属从阳极区到阴极区。在阴极表面上电子将遇到从溶液中来的氢离子。一个氢离子将接受一个电子并转变为氢原子。铁的氧化（腐蚀）发生在阳极表面上，而氢离子的还原发生在阴极上。,阴极反应速度,由氢离子形成氢原子或氢气是酸性腐蚀的反应。在中性溶液中，如氯化钠溶液中，由于氢离子少，主要靠氧分子得电子还原成氢氧根离子，相对酸性介质，中性介质的阴极过程减缓，这也减慢了腐蚀的阳极过程，阳极反应的速度不能超过在阴极表面上电子消耗的速度。这种阴极反应速度的减慢称为阴极极化。同样地，任何直接减慢阳极反应的现象称为阳极极化。,腐蚀产物的形成,阳极和阴极过程的产物往往是通过溶液迁移而且相遇后开始进一步反应。例如，铁在水中，从阴极反应产生的氢氧离子通过电解质移向阳极表面碰到向反方向移动的铁离子。这些离子结合形成氢氧化亚铁Fe（OH）2之后，它们在溶液中继续与氧反应形成氢氧化铁Fe（OH）3此化合物就是常见的铁锈。下图示意表示铁锈形成过程。,氧的重要性,中性和碱性溶液中的腐蚀，只有溶解氧存在时才发生腐蚀。水溶液能迅速地溶解来自空气中的氧，而这正是腐蚀过程所需氧的来源。暴露在潮湿大气或水中的铁生锈是最常见的例子。4Fe+6H2O+3O24Fe（OH）3铁与水和氧结合，产生了氢氧化铁，这是一种不溶的红褐色铁锈。该物质干燥脱水形成红褐色氧化铁锈。注意：不溶解的腐蚀产物并不总是可见的，暴露大气中的铝形成了一种几乎看不见的氧化膜，这层膜使铝免遭大气腐蚀，一旦膜遭受破坏，空气中的氧会使它立即恢复氧化膜，所以铝获得广泛应用。,腐蚀原电池三个必要条件,1、电位差：不同金属由于电极电位不同，形成电位差。什么是电极电位：金属与参比电极（电位稳定的电极）之间的电位差定为该金属的电极电位。其值是金属腐蚀倾向性大小的判断。电位低的金属失电子为阳极，发生腐蚀；电位高的金属得电子为阴极，受到保护。如镁一铁连接，镁电位负“阳极”Mg一2eMg+2加速腐蚀，铁电位正“阴极”02+H20+2e20H-受到保护。这就是牺牲阳极保护的原理。2、电解质：海水、土壤、酸、碱、盐等能导电的介质。3、导体：电子在金属中流动，离子在介质中流动，形成回路。,腐蚀原电池三个必要条件,腐蚀电位和电偶序,腐蚀电位：浸在腐蚀介质中的金属和参比电极之间的电位差，来确定腐蚀电位。判断腐蚀的准则用实测腐蚀电位值按数值大小排列成电偶序，可直观得出腐蚀进行的方向和腐蚀倾向性大小。下面给出常用金属的电偶序。铂、金、石墨、银、304型不锈钢（钝态）、钛、13%不锈钢（钝态）、镍（钝态）、铜、黄铜、镍（活态）铅、304型不锈钢（活态）、铸铁、软钢、铝、锌、镁合金、镁贵或阴极性贱或阳极性电偶作用是指由两块异金属在腐蚀介质中接触所产生两种金属之一腐蚀将加速，而另一金属将减缓或完全停止。表右端金属腐蚀加速而左端金属腐蚀减慢或停止。如果设计不当，电偶腐蚀是很难避免的。,腐蚀电位和电偶序,并不是所有电偶腐蚀都是有害在某些情况下，可以利用它的优点。如干电池它就是靠电偶腐蚀产生电能的，镀锌钢管就是靠锌的腐蚀保护碳钢管，牺牲阳极利用电位负的金属加速腐蚀而实施保护。,电偶腐蚀中的面积效应,如设计不妥，将电位不同的金属通过焊接或法兰连接形成电偶如碳钢与不锈钢相连碳钢电位负是阳极发生氧化反应Fe-2eFe+2腐蚀加速不锈钢电位正是阴极发生还原反应O2+H2O+2e2OH-受保护腐蚀速度是人们最关心的问题其大小与碳钢与不锈钢电位差成正比，与介质导电性R成反比，根据欧姆定律，腐蚀电流强度I腐=，腐蚀速度是单位面积的腐蚀电流强度即i=提醒注意：电偶腐蚀中，大阴极小阳极是腐蚀的不利面积比。当阴极面积远大于阳极面积时S阴S阳时，当I腐一定时，电流密度会出现i阳i阴造成阳极加速腐蚀。如家用搪瓷器皿，一旦碰破露铁穿孔很快。对电偶腐蚀用涂漆保护的一条基本原则是，如果不能全涂至少涂料必须刷在耐蚀金属上！形成小阴极大阳极的有利面积比。以减缓不耐蚀金属的腐蚀速度。牺牲阳极保护要求管道阴极涂层完好，才能降低电位负的镁阳极消耗，如保护劣质涂层或裸管，阳极消耗快，寿命短。,参比电极,进行电位测量时要选用合适的参比电极，要求参比电极电位稳定，能做参比的电极有氢电极、甘汞电极、银一氯化银电极、铜一硫酸铜电极、锌电极等。人为规定氢电极电位为零，那么上述电极相对氢电极的电位值分别是：饱和甘汞电极+0.24V，银一氯化银电极+0.22V，铜一硫酸铜电极+0.316V。甘汞电极多在实验室的试验中使用，银一氯化银电极在海水中使用，铜一硫酸铜电极多用于测量埋地管线的电位。,极化与去极化,揭开金属的电子与离子“分家”的秘密：活泼金属与电解质溶液接触时，便发生腐蚀倾向，腐蚀电池的电动势越大，金属腐蚀的动力越大，发生腐蚀的可能性就越大。但电动势越大，是否腐蚀速度就越大呢？不是的，决定腐蚀快慢速度的因素，除腐蚀电池的电动势外，还有另一个重要因素，即极化作用和去极化作用。,什么是极化作用呢？,在腐蚀电池中，当通过阳极电流时，阳极电位往正方向变化称为阳极极化;当通过阴极电流时，阴极电位往负方向变化称为阴极极化，极化的结果，使两极间电动势减小、腐蚀电流减小。腐蚀速度减慢。如果没有极化作用，金属的腐蚀速度将会大几十倍上千倍，极化作用使金属电子与离子“分家困难”金属腐蚀自然会减慢，这对防腐蚀有利。金属的腐蚀电子与离子分家的秘密，是由于去极化剂氧气作用结果（酸性溶液是氢离子）。如果没有氧气，金属腐蚀很难发生。,什么是去极化作用呢？,去极化剂是指能够减弱或消除极化作用的物质，例如酸性介质中，氢离子会减弱极化作用，使腐蚀加速，氢离子即称为去极化剂;在中性介质中，氧的存在也会减弱极化作用而使腐蚀加速，故氧也是去极化剂。氢离子和氧分子不断在阴极接受电子，这样金属上“分家”的电子不断逃走，金属离子不断溶入介质中，腐蚀便不断发生。,腐蚀电解池产生的条件,腐蚀电解池：这种电池的形成是由于外界电源漏电形成杂散电流造成的。所谓杂散电流是指土壤中漫流的一种大小、方向都不同的强电流，如电气化火车形成两个电解池，见图铁轨（+）阳极（腐蚀）管道（-）阴极（不腐蚀），管道（+）阳极（腐蚀）铁轨（-）阴极(不腐蚀)杂散电流从管道流出的地方，成为电池的阳极，腐蚀破坏就发生在这个地方。金属损失量与流过杂散电流的电量成比，符合法拉第定律计算表明：一安培电流流出一年就相当于约910公斤的铁电解腐蚀而溶解掉了。可见，杂散电流引起的腐蚀是相当严重的。由于这种腐蚀是由外电源引起的一种强制性腐蚀行为，故称为电解腐蚀。杂散电流有时可达几百安培，腐蚀强度大，腐蚀速度可快到几个月使钢管穿孔，必须引起人们重视。,埋地钢管腐蚀,管道的外腐蚀一土壤腐蚀因材质的成分不同及表面状态不同形成的腐蚀电池(内因)因土壤介质差异引起的腐蚀电池(外因)：氧浓差、盐浓差、温差、细菌等外界杂散电流腐蚀(强制电解腐蚀)。管道的内腐蚀一介质腐蚀输送介质的成分流速的影响防止间歇流,管道外腐蚀,揭开管道腐蚀的秘密就是金属离子和电子分家，也就是活泼金属产生的电子不断被氧消耗，造成串联过程不断进行，金属腐蚀不断发生。腐蚀速度取决于电子消耗速度，腐蚀速度大小用电流密度大小来衡量。腐蚀分宏电池和微电池二类，腐蚀形式分均匀腐蚀和局部腐蚀，以局部腐蚀危害性最大，埋地管道多以局部腐蚀为主。地下管线腐蚀形态:微电池腐蚀：微电池腐蚀对地下管线的危害性较小。宏电池腐蚀由于阳极区和阴极区相距较远,土壤介质的电阻在腐蚀电池回路总电阻中占有相当大比例。在埋地管道的表面上出现的斑块状,孔穴状腐蚀即是宏电池腐蚀所致,其危害性特别大。按宏电池腐蚀的起因,可分成下列5种:1)通气差异电池腐蚀2)盐分差异电池腐蚀3)差异电池腐蚀(电偶、温差)4)杂散电流腐蚀5)交流电腐蚀总之,金属管道在土壤中的腐蚀，一般分自然腐蚀和电解腐蚀两类。造成金属腐蚀的原因除内因外，土壤环境的影响(外因)有必要深入研究。,涂料不能完全阻止腐蚀的发生！,高分子化合物结构性空隙有一定的透氧率、透水率“半透膜”压力温度浓差,涂料(油漆)涂层防腐,涂料(油漆)防腐仍然为有效的、主要的手段重防腐涂料将重点发展新材料发展为高性能的重防腐涂料出现提供基础,涂料(油漆)涂层防腐的原理,屏障作用缓蚀作用阴极保护作用,涂料的主要成份,1.基料(BINDERS)2.颜料(PIGMENTS)3.溶剂(SOLVENTS)4.添加剂(ADDITIVES),基料,有两种类别的基料可变基料（环氧、无机锌、聚氨酯等）发生化学变化固化作用2.不可变基料（氯化橡胶、乙烯、丙烯酸等）发生物理变化-干燥作用干燥-溶剂挥发引起的基料由液态变成固态的物理变化（可逆过程）固化-基料由液态变成固态的化学变化（不可逆过程）,颜料(PIGMENTS),三种类型着色颜料(COLOURING)填充颜料/体质颜料(EXTENDING/FILLER)3.防锈颜料(ANTI-CORROSIVE),填充颜料（体质颜料）,主要功能1.提供固体体积2.控制光泽3.控制触变性（粘度）4.提供保护膜（吸收紫外线）5.提供漆膜硬度6.提供机械强度,溶剂,溶剂:-溶解基料-稀释基料涂料中的溶剂是有机挥发混合物（VOC）涂料中的溶剂能降低涂料的粘度施工和漆膜形成后，就不再需要溶剂因此，溶剂成了污染环境的废物涂料在满足施工和干燥的条件下，尽可能少添加稀释剂,物理干燥涂料的主要特性(如氯化橡胶涂料),优点1.单组份产品2.容易施工3.重涂性好4