2015-12-03 15:47:44 来源:互联网

不锈钢基材涂装的必要性

  【中国涂料采购网】前言

  不锈钢通常是指一组黑色合金,包括至少11%~12%(质量分数)的铬,主要性能是在相对温和的气候环境中能够抗腐蚀或者防锈。所有不锈钢共有的一个特点是有一层薄而极其致密的氧化铬(Cr2O3)表层,在氧气的存在下形成,并与基层金属成为一体。它类似金属铝的氧化物表层,而和碳钢(软钢)截然不同,碳钢(软钢)所形成的氧化物及氢氧化物腐蚀产物与钢材基层不是一体的。在大多数服务环境下,如果不锈钢的品级选择正确,其氧化层是惰性的,并以不同的方式进行自我保护,能够减少沾污,防止表面腐蚀,使基层金属免受腐蚀冲击。因此在很多情形下,没有必要对不锈钢进行涂装。

  但是,为了外观的需要或者在特定的环境中有助于提高耐久性,经常有需要对不锈钢进行涂装。而且,不同制造商所生产的不锈钢的配方是千差万别的,对涂装材料的选择也应随之改变,因此近年对不锈钢涂料的研究呈现新的热点。本文从不锈钢涂装的必要性着眼,探讨了不锈钢对涂料性能的要求和涂料体系的选择,并对高性能不锈钢涂层体系的发展进行展望。

  不锈钢基材涂装的必要性

  不锈钢由于出色的抗腐蚀和耐高低温性能,通常用于化工、加工、电厂领域,尤其适用于贮罐、管线和反应装置。而食品、医药业等某些直接接触产品的器件设计还特别规定须用不锈钢材质制造。不锈钢是含有铬金属的一系列合金,其他金属合铸进去以提高防腐蚀、耐化学品、耐高低温度的性能,产生多种的奇异钢,像蒙耐合金、铬镍铁合金等。工业上常用的标准不锈钢是奥氏体不锈钢,其中316级的不锈钢最为常用。当正确选用不锈钢材料时,其设备、构件将具有较长的服役寿命。但是,若使用环境或操作工艺不当,那么不锈钢的腐蚀失效现象就会发生。

  由于焊接或者热加工的原因,奥氏体不锈钢存在所谓的“阿基里斯之踵”,就是存在潜在的敏感点。在特定的条件及环境下,这些敏感点就会被激活,形成金属晶间的开裂。例如,当拉伸应力和氯离子存在,并有时伴有温度升高时,就会形成“氯化物应力腐蚀开裂”(ClSCC),致使不锈钢形成穿晶并发生高支化开裂。氟化物也会引起“氯化物应力腐蚀开裂”,这点鲜为人知。在特定的环境中,化学反应会降低不锈钢的韧性,在应力的作用下俨然变成一种脆性材料。在海洋、某些化工厂、室外游泳池等环境中,到处充斥的氯化物对不锈钢是极大的威胁。氯化物应力腐蚀开裂引起的防腐蚀失效通常不具有任何外部的特征和预兆。无论是在石油天然气厂还是在石化工厂,不锈钢通常作为管道、容器和加工设备的结构金属,表层用隔热材料及套式材料所覆盖,如果环境中存在氯气或者其他因素,就有可能发生氯化物应力腐蚀开裂。保温层下腐蚀(CUI)经常是管线和设备发生泄露的起因,是精炼和化工设备最主要的维修开支,为了检修不得不停机,并成为最大的风险因素。在CUI状况下,不锈钢并没有发生明显的金属损耗,也没有产生颜色不同的腐蚀物质,因此没有任何金属性能失效的前兆。在没有任何风险警示的时候,不锈钢就开裂了。所导致的泄露、起火,甚至爆炸等事件时有发生。20世纪80年代发生在瑞典的一起案件,就是一个因不锈钢支撑的室内游泳池混凝土屋顶完全坍塌,造成的严重事故[1]。

  因此,不锈钢涂装通常就是用来降低氯化物应力腐蚀开裂的风险,提高耐久性及装饰性能。

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