淺談鋼材環(huán)保型水性防銹處理技術(shù)及使用管理

張保利

（河北省冶金研究院，河北 石家莊 050031）

鋼材是基建工程中的核心內(nèi)容，但由于外界環(huán)境的變化或保護(hù)處理措施不當(dāng)，每年因腐蝕造成的鋼材數(shù)量依然十分龐大，占年產(chǎn)量的15%左右，因此要對(duì)鋼材采取合理的防護(hù)措施，采用水性的環(huán)保防銹措施。利用保護(hù)涂層將鋼材與外界環(huán)境隔離開來，將腐蝕程度降到最低。

1 水性防銹處理技術(shù)

鋼材的防銹手段和技術(shù)種類繁多，水性防銹材料作為其中的一種因其使用方便已經(jīng)成為技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，它是一種可溶于水的有機(jī)的防護(hù)材料，可以有效的保護(hù)鋼材通過防銹期限要求，而且可以與水按照一定比例混合，動(dòng)態(tài)調(diào)整防繡（銹）性能。其具有優(yōu)秀的防銹能力，使用比較方便，一般浸泡操作即可，不會(huì)污染鋼材表面，由于水溶良好性，不容易發(fā)生燃燒反應(yīng)，成本較低廉，可以代替市面上大部分的防銹產(chǎn)品。

2 鋼材腐蝕機(jī)理

市面上的大多數(shù)鋼材有、由鐵，碳兩種元素組成，而鐵元素作為鋼材的主要組成部分，決定了鋼材的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，由于鐵原子特殊的排列方式，其化學(xué)性質(zhì)活潑，易與非電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在常溫干燥的空氣環(huán)境中，或處于石油等有機(jī)液體中，會(huì)發(fā)生簡(jiǎn)單的氧化還原反應(yīng)。此外，鋼材基本處于惡劣的外界環(huán)境中，單純的化學(xué)腐蝕基本上不常見，經(jīng)常伴隨的是電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕過程中存在電流的傳遞，在陽極金屬中的電子轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)中從而發(fā)生腐蝕?？梢愿鶕?jù)環(huán)境酸堿度分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，電化學(xué)腐蝕則是損害鋼鐵的重要原因，在基本的電化學(xué)腐蝕中，存在電流的定向移動(dòng)問題，導(dǎo)致腐蝕速率加快，鐵離子會(huì)和空氣作用形成三氧化二鐵，導(dǎo)致鋼材表面出現(xiàn)一層厚重的鐵銹。

3 鋼材環(huán)保型水性防銹處理技術(shù)

目前市場(chǎng)上水性防銹劑種類繁多，相關(guān)人員在進(jìn)行鋼材防銹處理時(shí)，既要考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，又要考慮產(chǎn)品的使用效果和作用時(shí)間，保證水性防銹劑穩(wěn)定工作。選用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該對(duì)水性防銹劑的廠家進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，利潤(rùn)考察等。有目的、有方法的進(jìn)行選擇，最大程度上降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，符合新時(shí)期企業(yè)管理要求。

3.1 綜合應(yīng)用，持續(xù)創(chuàng)新

近年來納米技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)人員可以在水性防銹中融入納米技術(shù)和量子信息，從天然植物中提取防銹產(chǎn)品，綜合利用自然力量，提高水性產(chǎn)品的防銹功能，不斷創(chuàng)新配比，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。在應(yīng)用水性防銹劑的同時(shí)，也可以綜合應(yīng)用保護(hù)層法，將轉(zhuǎn)化膜和金屬涂層相結(jié)合，保證離子有效注入鋼材結(jié)構(gòu)中，憑借電鍍、增加外部電流等方法，共同維持金屬的穩(wěn)定性，達(dá)到陰極保護(hù)的目的。一般水性防銹物質(zhì)都有一定的微毒性，相關(guān)人員在操作時(shí)一定要保證安全，禁止服用和皮膚接觸，一旦防銹劑進(jìn)入眼睛后，要用干凈的水清洗20分鐘以上，然后用氯霉素眼膏進(jìn)行反復(fù)擦拭，保證施工人員的身體健康。

例如許多天然產(chǎn)品，如芒果皮，石榴皮，松香等，都存在著大量的天然防銹劑原料，相關(guān)人員可以利用這些農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)品進(jìn)行二次提取，達(dá)到資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，保持防銹性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉。將防銹、油兩個(gè)功能合二為一，保證水性防銹產(chǎn)品持續(xù)發(fā)展。與相關(guān)的技術(shù)員工進(jìn)行交底，合理洞察市場(chǎng)的走向。同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)新水性防銹劑的原料來源，制定有效的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，通過合理的實(shí)驗(yàn)考核項(xiàng)目來測(cè)定水性防銹劑的價(jià)值，才能平衡鋼鐵鋼材系統(tǒng)中的各個(gè)理化性質(zhì)，提高鋼材的使用價(jià)值

3.2 明確污染類型

不同的鋼材在不同的作業(yè)環(huán)境中存在不同的腐蝕原因、工作人員要仔細(xì)分析鋼材所處的外界環(huán)境，以外界環(huán)境為導(dǎo)向，采用不同的水性防銹處理劑，使鋼結(jié)構(gòu)外部得到真正有效的保護(hù)。

3.2.1 水環(huán)境

許多大型鉆井設(shè)備都需要在水中作業(yè)，海水作為強(qiáng)電解質(zhì)本身就有極高的導(dǎo)電率，海水的PH在8左右，偏堿性（海水中含有大量的氯離子，堿性溶液有助于防銹）。高鹽也會(huì)加速鋼材內(nèi)部的離子傳遞，因此相關(guān)人員在選擇保護(hù)劑時(shí)，要明晰鋼材腐蝕的吸氧腐蝕、有效隔絕空氣，將鋼結(jié)構(gòu)與外界水環(huán)境隔離開來，保證鋼結(jié)構(gòu)正常穩(wěn)定工作。

例如，管理人員應(yīng)該合理利用氣相防銹措施，保證在鋼結(jié)構(gòu)在巨大蒸氣壓條件下穩(wěn)定工作，快速溶解在水中揮發(fā)的氣體，防止在金屬表面與海水接觸，有效抑制陰陽極接觸，從而降低了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。氣相防銹措施不僅能夠應(yīng)用于高碳鋼、低碳鋼的應(yīng)用，同時(shí)能夠有效防止生成銅綠，在合金中應(yīng)用廣泛。

3.2.2 土壤腐蝕

許多鋼材需要在土壤環(huán)境中作業(yè)，而土壤具有一定的復(fù)雜性，土壤是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的三相混合物。固體土壤中存在著多種物質(zhì)和微生物，能夠溶解各種離子，如氫離子，氯離子，碳酸根離子等。土壤氣孔較多，同時(shí)含有大量的二氧化碳?xì)怏w，三類物質(zhì)相互影響導(dǎo)致鋼材工作環(huán)境復(fù)雜。不同地區(qū)的土壤酸堿度差值很多，許多生物的新陳代謝都會(huì)產(chǎn)生各種有機(jī)酸和硫化物，從而使土壤中發(fā)生大量的吸氫腐蝕。

相關(guān)人員在選擇水性防護(hù)劑時(shí)，要綜合考量土壤的各種性質(zhì)，以全面保護(hù)為主根據(jù)外界條件制定合理的防銹期限，選用乙醇，有機(jī)酸的復(fù)配防銹劑，利用醇胺類溶劑，將鋼鐵與外界環(huán)境隔離開，利用防銹劑的耐水解性，同時(shí)保證防銹水具有一定的吸附性，有效避免防銹劑從金屬表面流失，使防銹劑牢牢的附著在金屬表面，形成一層完整的生物防護(hù)膜。

3.2.3 大氣污染

大部分鋼材仍在大氣環(huán)境中使用，主要原因是氧氣和水共同作用發(fā)生大量的吸氧腐蝕，氧氣溶解于金屬表面，而電解質(zhì)薄層作為陰極，在大氣中發(fā)生吸氧腐蝕速率較慢。相關(guān)人員可以根據(jù)腐蝕原理入手，綜合考慮介質(zhì)的交換速度，從而選擇合理的水性防銹產(chǎn)品，改善腐蝕環(huán)境，保持在常溫時(shí)間作業(yè)，使鋼結(jié)構(gòu)表面風(fēng)干八小時(shí)以上。

在處理時(shí)可以綜合應(yīng)用多元醇酯的防銹劑和自組裝防銹劑，多元醇酯的防銹劑與基體的金屬結(jié)合能力強(qiáng)，形成了穩(wěn)定的螯合環(huán)，并在金屬表面形成一層致密的透明單分子膜，保證金屬外形不發(fā)生任何改變，很好的適應(yīng)了高精度、有色金屬的加工，同時(shí)還可以避免危害元素的濫用。

3.3 規(guī)范操作條件

相關(guān)人員在涂抹水性防銹材料之前，要保證鋼材表面平整無油，如果基材表面油污過多，可以用清洗劑進(jìn)行清洗。在施工時(shí)要將處理劑直接噴灑，保證表面均勻時(shí)再進(jìn)行涂刷，或者采用浸漬法，一旦采取浸漬法時(shí)，存放處理液必須用耐酸槽，施工人員一定要配備相應(yīng)的防護(hù)措施，防止酸性氣體外泄。如果對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防銹程度要求較低，可以采用噴涂的方法，噴涂方法只需先去掉表面鐵銹，通常以噴刷兩遍就可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)重點(diǎn)的腐蝕接頭部位要進(jìn)行來回噴涂，使鋼結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中能夠穩(wěn)定使用，維持表面的防銹膜均勻分布。相關(guān)人員在噴涂水性處理劑時(shí)，一定要注意保持鋼鐵工件表面完全干燥，否則會(huì)導(dǎo)致防銹膜與工件的附著力降低，影響防腐效果，一旦干燥時(shí)間過長(zhǎng)，就有可能出現(xiàn)發(fā)黃脫落現(xiàn)象。

此外，水性防銹材料性質(zhì)特殊，管理人員要制定相應(yīng)的管理?xiàng)l例。例如，在日常保存過程中，將水性處理劑保存在陰涼通風(fēng)干燥處，儲(chǔ)存溫度不得高于30℃，保持現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)良好，具有一定的消防設(shè)備。

4 總結(jié)

時(shí)代在不斷發(fā)展，目前的鋼材貿(mào)易經(jīng)營(yíng)也在不斷的擴(kuò)大，相關(guān)的企業(yè)建設(shè)公司應(yīng)該創(chuàng)新，鋼材環(huán)保模式注重日常的規(guī)劃和管理，以鋼材的工作環(huán)境入手，制定合適的保護(hù)措施，加強(qiáng)與一線施工人員的聯(lián)系，對(duì)可能出現(xiàn)腐蝕的鋼材進(jìn)行二次保護(hù)，配合當(dāng)前的資金管理模式，綜合應(yīng)用水性防銹處理技術(shù)，加大對(duì)于鋼材外表面的保護(hù)力度。