無論是暴露于海洋環(huán)境或是工業(yè)大氣中的鋼結(jié)構(gòu),腐蝕的問題都相當(dāng)突出,由此引起的經(jīng)濟(jì)損失和對人身安全的威脅十分嚴(yán)重,因此,采取有效的防腐措施,以減少這種腐蝕造成的損失極為重要。在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防護(hù)涂層,是防止腐蝕的主要手段之一。而防護(hù)涂層與鋼材表面間的良好附著力是保證防護(hù)涂層有效防護(hù)壽命的前提,防護(hù)涂層的附著力與許多因素有關(guān),如涂裝前表面處理的質(zhì)量、涂料類型、涂裝施工的工藝條件等,其中涂裝前表面處理的質(zhì)量是決定防護(hù)涂層附著力的最主要因素。涂裝前對鋼材表面的處理,俗稱“除銹”,它不僅指除去鋼材表面的鐵銹,還包括除去覆蓋在鋼材表面的氧化皮、舊涂層、油脂、焊接殘留物、灰塵及鹽分等其他附著物,同時(shí)也包括對鋼材不規(guī)則表面的處理。鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷的防護(hù)涂層通常是靠涂料分子與金屬表面極性基團(tuán)之間的范德華力相互吸引以及基料、顏料與金屬鐵之間的化學(xué)反應(yīng),使涂層緊密覆蓋在鋼鐵表面,達(dá)到保護(hù)鋼鐵的目的。因此,涂裝前鋼材表面應(yīng)盡可能除去非鐵物質(zhì),使金屬鐵裸露在表面,才能保證涂層與鋼材表面間具備足夠的結(jié)合力以達(dá)到好的防護(hù)效果。

　　1 鋼材表面各種附著物及不規(guī)則表面對涂層附著力的影響

　　鋼材在進(jìn)行表面處理前,因環(huán)境及所處生產(chǎn)工藝階段的不同,表面上會有氧化皮、銹蝕產(chǎn)物、舊涂層、油脂、焊接殘留物、灰塵及鹽分等各種附著物,有些工藝階段還會使鋼材表面產(chǎn)生不規(guī)則形狀,下面就這些附著物及不規(guī)則表面對涂層保護(hù)性能的影響一一進(jìn)行分析。

　　1.1 氧化皮對涂層保護(hù)性能的影響

　　各種鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材大多是熱軋鋼材,這些鋼材剛出廠時(shí),表面完整地覆蓋著一層堅(jiān)硬的氧化皮,這一層氧化皮肉眼看起來很緊密,但實(shí)際上有許多縫隙,這些縫隙會滲透水和氧氣。熱軋鋼材的氧化皮大體上是由三層鐵的氧化物組成的,表層是Fe2O3,中間層Fe3O4,與金屬表面直接接觸的是FeO。Fe2O3在化學(xué)上是穩(wěn)定的,而FeO很不穩(wěn)定,在水和氧的作用下,FeO很容易水解成鐵的氫氧化物,這樣,上述水解作用和腐蝕就會慢慢從縫隙開始,并沿著金屬和氧化皮的界面向內(nèi)深入,在界面上生成較大體積的銹蝕產(chǎn)物,從而引起氧化皮表層應(yīng)力的變化,而氧化皮本身沒有延展性,這樣氧化皮很快就會帶著它外面的涂層一起剝落下來。此外溫度的變化、機(jī)械作用等物理因素也會引起氧化皮翹起或剝落。另外,從電化學(xué)觀點(diǎn)看,氧化皮的電極電位比金屬鐵本身要正0.15～0.20V,當(dāng)鋼板的大部分表面上仍附有氧化皮時(shí),在腐蝕性介質(zhì)中氧化皮部分便構(gòu)成一個大陰極,而在氧化皮不連續(xù)處的鋼材則構(gòu)成一個小陽極,從而發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。同時(shí)有國內(nèi)外大量的試驗(yàn)證實(shí),除去氧化皮以后再涂裝的鋼材比帶有氧化皮的鋼材受保護(hù)的效果更好。因此,要提高防護(hù)涂層的附著力,必須充分重視鋼材表面氧化皮的清理工作。

　　1.2 銹蝕產(chǎn)物對涂層保護(hù)性能的影響

　　鋼材表面上存在未清除的銹蝕產(chǎn)物時(shí),涂層與金屬表面之間不能直接接觸,涂層的附著力會因此降低,影響涂層的保護(hù)性能。銹蝕產(chǎn)物對涂層保護(hù)性能的影響主要是來自于其中所含可溶性鐵鹽的作用?？諝庵械腟O2和氯氣在潮氣的作用下,侵蝕鋼板生成可溶性鐵鹽FeSO4或FeCl2。這些鐵鹽一方面水解、氧化成大量的鐵銹,另一方面又起到催化作用,使鋼材繼續(xù)腐蝕,這一過程若發(fā)生在涂層下面,會很快引起涂層銹蝕穿透,形成早期的蝕點(diǎn),使涂層過早起泡,其腐蝕過程見圖1。可見,鋼材表面銹蝕產(chǎn)物的清理情況是防護(hù)涂層附著力大小的決定性因素之一。

　　1.3 鋼板表面上其他附著物及不規(guī)則表面對涂層保護(hù)性能的影響

　　鋼板表面上其他附著物,包括舊涂層、油脂、焊接殘留物、灰塵及鹽分等等。這些附著物會導(dǎo)致過早出現(xiàn)砂眼并大大縮短涂層壽命,在這些表面附著物的消極影響中,少量的鹽分要比油脂更嚴(yán)重;灰塵和焊接殘留物會進(jìn)入表面上的微孔和不規(guī)則區(qū)域中,致使鋼板局部腐蝕;舊涂層一般已老化并且是局部分布的,它的存在會局部地分隔開新涂層與鋼材表面,降低涂層附著力,使新涂層局部脫落。另外,由于焊接、火攻、切割等操作而導(dǎo)致的不規(guī)則表面,如焊接氣孔、焊接飛濺、銳邊或其他成型不好的鋼材表面也要進(jìn)行表面處理,一方面可以將能夠?qū)е峦繉佑行诳s短的附著物清除掉;另一方面,如果對這些不規(guī)則表面不進(jìn)行處理,這些部位涂層的涂膜就會太薄,也很容易受流動液體的腐蝕,從而降低涂層的壽命。綜上所述,充分的表面處理是提高防護(hù)涂層附著力,并獲得優(yōu)質(zhì)涂層、延長涂層有效壽命的保證。