钢结构防腐解决方案（如何阻止钢铁腐蚀）

钢的腐蚀防护

钢的腐蚀是一种电化学反应，需要存在水(H2O)、氧气(O2)和氯离子(Cl-)等离子，所有这些都存在于大气中。电泳沉积是一种将带电粒子从水悬浮液中沉积出来以涂覆导电部件的过程。该过程通常称为电泳涂装或电泳涂装。腐蚀是一种多方面的现象，通过氧化对金属产生不利影响并导致其劣化。整个金属行业数百万美元的损失可归因于金属腐蚀。

当具有不同电势的两种金属耦合在一起并包含在导电电解质中时，电流将流动并开始腐蚀。电流将从负电位较大的金属通过电解质流向正电位较大的金属。腐蚀会发生在电流离开金属表面的地方。

钢的腐蚀是一种电化学反应，需要存在水(H2O)、氧气(O2)和氯离子(Cl¯)等离子，所有这些都存在于大气中。在海岸线附近的任何地方，大气中的氯离子含量最高。当大气中的氧气在水存在下氧化铁时，这种电化学反应就开始了。

此外，大气中还携带着人类活动产生的排放物，例如二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、一氧化二氮(NO2)和许多其他化学物质，这些物质也可能对腐蚀产生重要影响过程。

此外，如果任何两种不同的金属相互接触，反应性较强的金属将优先于反应性较低的金属发生腐蚀。

我们如何阻止钢铁腐蚀？

可以使用三种方法来保护钢材免受腐蚀。

被动屏障保护

被动屏障保护的工作原理是在钢材上涂上保护涂层系统，形成紧密的屏障，防止接触氧气、水和盐（离子）。涂层系统对水的渗透性越低，提供的保护就越好。以足够厚的膜层施加的双组分环氧涂料和氯化橡胶通过被动屏障保护提供最成功的腐蚀保护。

主动防护

当含有反应性化合物的底漆直接涂在钢材上时，就会发生主动腐蚀保护。活性化合物以某种方式破坏了钢表面阳极的正常形成。例如，磷酸锌等无机锌抑制剂颜料可为钢材基材提供活性防腐保护（磷酸锌(Zn3(PO4)2)仅微溶于水）。它在水中水解产生锌离子(Zn2+)和磷酸根离子(PO43-)。磷酸根离子通过使钢磷化并使其钝化而充当阳极抑制剂。锌离子充当阴极抑制剂。

牺牲保护（阴极保护或电流保护）

异种金属之间的上述反应可用于保护钢材免受腐蚀。用于保护钢材的最广泛使用的金属是锌。与钢基材直接接触的锌金属通过锌金属的优先氧化提供保护。锌是保护钢材的绝佳选择，因为它不仅优先于钢材腐蚀，而且腐蚀速度通常较慢。然而，在沿海地区存在氯化物等离子时，该速率会加快。

电泳漆(E-coat)

电泳沉积是一种将带电粒子从水悬浮液中沉积出来以涂覆导电部件的过程。该过程通常称为电泳涂装或电泳涂装。在1930年代首次考虑使用放电聚合物来覆盖物体的想法。大多数基础研究是在1960年代在欧洲进行的。北美公司在1960年代后期开始电泳涂装，该工艺已广泛用于从简单的冲压件到复杂的汽车车身等金属零件的涂装。

该工艺需要一个用于浸入零件的涂层槽，以及温度控制、过滤和循环设备。根据部件在电化学过程中是阳极还是阴极，电泳涂装系统被称为阳极或阴极。阴极系统更常见，因为它们需要较少的表面处理并提供更好的耐腐蚀性。电泳涂装要求涂料粘合剂、颜料和添加剂带电荷。这些带电材料在电场的影响下通过水迁移到零件表面。

一旦到达部件，带电材料就会因电化学产生的OH-离子（阴极过程）中和而放弃其电荷。在放弃电荷后，涂层材料从水悬浮液中脱落，并在零件表面上形成涂层。电泳涂装厚度通常在10到30微米（0.4到1.2密耳）之间。电镀的汽车零件通常在沉积前接受磷酸锌或磷酸铁处理。这种处理增强了电泳涂层的应用。

金属涂料

可以将各种类型的金属涂层应用于铁质和非铁质基材以抑制腐蚀和/或提供装饰性饰面。特定涂层材料的选择取决于腐蚀环境的严重程度、部件是否受到磨损和磨损，以及部件在使用中的可见度。

应用金属涂层的四种常见方法是：

电镀：在存在电解质的情况下，通过在基材金属（阴极）和合适的阳极之间施加电势，将涂层沉积到基材金属上。电解液通常由含有待沉积金属盐的水溶液和有助于电镀过程的各种其他添加剂组成。

机械电镀：通过将零件、金属粉末和合适的介质（例如玻璃珠）在含有其他试剂的水溶液中翻滚，将细碎的金属粉末冷焊到基材上。机械电镀通常用于将锌或镉涂到紧固件等小零件上。

化学镀：在这种非电镀系统中，涂层金属（例如钴或镍）在催化剂存在下通过化学反应沉积在基材上。

热浸镀：通过将基材浸入镀层金属的熔浴中，将镀层金属沉积在基材上。许多底部结构部件由带有金属涂层的钢板制成。钢厂供应卷材形式的热轧或冷轧薄板，并通过电镀或热浸镀金属涂层。最常提供的涂层包括锌、锌铁、锌镍、铝、铝锌、锡和铅锡。

有机涂料

有机涂层（例如油漆）的应用是一种经济有效的防腐蚀方法。有机涂层可作为腐蚀性溶液或电解质的屏障。它们防止或延迟电化学电荷从腐蚀性溶液转移到有机涂层下方的金属。自沉积薄膜的涂层厚度取决于时间和温度。最初，沉积过程非常快，但随着薄膜开始形成或成熟而减慢。只要被涂部件在浴中，该过程就会继续；但是，沉积速率会下降。

通常，薄膜厚度控制在15至25微米（0.6至0.8密耳）。自动沉积会覆盖液体接触的任何金属。管状零件、组装零件或设计复杂的零件也可以通过此工艺进行涂层。自动沉积不需要磷酸盐阶段，涂层在相对较低的温度下固化。

粉末涂料

在粉末喷涂过程中，将干粉涂在干净的表面上。涂抹后，将涂层物体加热，将粉末熔化成光滑、连续的薄膜。粉末有多种化学类型、涂层特性和颜色可供选择。最广泛使用的类型包括丙烯酸、乙烯基、环氧树脂、尼龙、聚酯和聚氨酯.粉末喷涂的现代应用技术分为四个基本类别：流化床工艺、静电床工艺、静电喷涂工艺和等离子喷涂工艺。静电喷涂工艺是最常用的粉末喷涂方法。在这个过程中，导电和接地的物体被喷涂带电的非导电粉末颗粒。带电粒子被吸引到基板上并粘附在基板上。烤箱加热然后将颗粒融合成光滑的连续薄膜。获得了25至125微米（1至5密耳）范围内的涂层厚度。控制低膜厚是困难的。喷房和收集系统可用于收集过喷物以供重复使用。