关键的外卖
根据最近的估计数在美国，腐蚀给美国经济带来了2,760亿美元的成本。这些成本包括关键故障、财产损失、维修和恢复成本、停机损失，甚至生命损失。这些损失估计反映了全球范围内的损失，尤其是发达经济体。
好消息：通过规划和实施积极的和系统的腐蚀预防措施和计划，可以防止这些损失的大块。因为腐蚀的过程由于表面具有腐蚀性环境的表面的电化学反应而开始，所以最有效的策略之一是通过用保护屏障或涂层覆盖它来有效地将基板的表面与电化学（腐蚀性）攻击分离。不同类型的涂层用于在表面上创造和维持这种类型的保护屏障，并且在市场上连续开发并提供大量涂层。在本文中，我们将研究一些最广泛使用的涂层，用于选择特定涂层的标准，以及涂层施加所需的表面制备。
什么是防腐蚀涂层?
抗腐蚀涂层主要用于保护固体金属表面，有时也用于一些非金属表面。在选择合适的防腐系统时，我们必须考虑被保护资产所面临的腐蚀环境的性质，如管道、构筑物、车辆、船舶、桥梁、厂房设备和建筑物。这种环境可以是城市或农村，埋在土壤下，地下隧道;露天环境、海洋环境、采矿业或工业环境都容易受到腐蚀。然而，涂料的选择必须与底物材料，它的组成和材料在野外将面临的条件。所以，让我们先来看看腐蚀工程师必须考虑的主要因素。服务公开
为了选择合适的防腐蚀系统，腐蚀工程师必须考虑环境因素（服务风险）的影响，例如：- 土壤化学（反应性盐，酸和碱的存在），电阻和水分
- 腐蚀性空气污染物(室内或室外)
- 温度范围及最高水平、雾、风暴及降雪、辐射(紫外线照射)
- 湿度，凝结，飞溅暴露
- 在部分，完全或波动的情况下暴露于盐水或天然水中
- 要运输、加工或处理的产品类型的反应性，以及与泄漏相关的危险
- 接近任何电化学活动，如阴极或阳极保护、高压线路、接地站或铁路系统引起的意外诱导杂散电流的流动，以及缓解技术的可用性
- 暴露在紫外线辐射、阳光和化学物质(如溶剂)下
- 预期的项目运营寿命，如果有的话
- 可能暴露于反应性酸和碱性物质，从工业，酸雨和污水中烟雾烟雾
- 站点考虑和限制适用于表面制备，灌注，涂层和固化流程需求
材料
阴极保护和表面涂层技术在最关键的保护应用中同时使用。表面涂层的主要功能是用作绝缘屏障，其消除了工作环境中基板和电解质之间的接触的可能性，从而防止了可能导致腐蚀的可能的电化学反应。由金属和某些非金属物质组成的薄涂层可以在被保护的固体基体与其工作环境之间形成有效的屏障。在某些情况下，金属涂层可以作为牺牲涂料，例如锌涂层。
金属涂料
金属涂层具有固有的成形性的优点，并提供耐用的屏障免受腐蚀性物质的任何攻击。然而，诸如孔隙率的任何表面缺陷会导致局部腐蚀性故障。不同的金属涂层可用于各种基材以防止腐蚀。有时它们用于美学以及装饰目的。使用以下技术施加金属涂层：- 热浸渍
- 电沉积或电镀
- 热喷涂
- 机械镀
锌涂层
锌涂料通过电沉积(根据ASTM A591)提供的涂层厚度小于0.2 mil，适用于室内电器面板(仅限于轻型室内使用)。ASTM B 633适用于类似应用的镀锌钢板电镀，镀层厚度小于1.0 mil。
钢上锌涂层的热浸过程由ASTM A653，ASTM A123，ASTM A153覆盖，并提供高达5.0英尺的涂层厚度。它用于室外和室内结构物品，屋顶，汽车身体部位和坚果螺栓。
彭化或机械电镀(ASTM B695)提供0.2至4 mil的涂层厚度，这对室内或室外使用的硬件项目是有用的。
扩散层
扩散层包括合金元素在基体上扩散而形成的合金。因此，这一过程也称为表面合金化。要涂覆的固体部件被包装在一个腔内，并暴露在合金元素的蒸气中。例如锌、铬和铝在钢上的沉积。
该方法确保了具有良好耐钢的耐腐蚀性的高强度，用于处理含有腐蚀性硫化合物的气体的气体管。铝制钢材用于处理腐蚀性酸的石油和化学工业，而玻璃衬里的钢用于食品工业，啤酒厂和药业中的腐蚀过程。
电镀
在里面电镀过程中，涂层层是通过在基板金属(作为阴极)和要沉积的物质的阳极之间插入电压在基板上形成的，浸没在电解质中。电解液通常是由在基材上形成的金属盐和其他促进电化学过程的化学物质组成的水溶液。(进一步阅读，请参阅Jane Debbrecht电镀采访简介．)
虽然镀铬和镀镍工艺为母金属提供必要的耐腐蚀性，所以得到的残余拉伸应力会导致损失疲劳强度，需要牢记设计计算。通过在电镀过程之前氮化钢部件，可以最小化这种疲劳强度的损失。
镀铬钢广泛用于工艺行业。它适用于从超细孔和圆柱辊的非常宽的几何形状，到孔和近距离曲率。与最佳热处理金属相比，它提供超高耐磨性。它具有明亮的装饰性饰面，响应抛光，非常适合纺织品和造纸工业。镀铬钢适用于曝光有机酸和气体（除氯），热氧化或还原环境外，以及生产和处理盐水，气体燃料，熔融玻璃，油和液体燃料的过程中。
化学镀
在化学镀，涂层形成由于纯化学反应，通过催化剂而不施加电压。镀镍或钴镀层也通过该方法进行。
机械镀
在这个过程中，一种超细金属粉末通过翻滚部件、粉末溶液(水)和介质(例如玻璃珠)冷焊接到金属基体上，以促进这一过程。该工艺用于在紧固件和其他汽车部件上形成锌或镉涂层。
热浸渍
在一个热浸工艺过程中，通过将部件浸入涂层物质的热熔池中，在部件表面形成一层薄的金属涂层。这是一种流行的制造工艺耐腐蚀的下车身钣金结构件。
钢铁厂供应热轧以及冷轧板，具有必要的防腐蚀涂层，如锌，锌 - 镍，铝 - 锌，铅锡或锡。热浸和电镀是使用的常用设施。许多钢铁厂也提供定制的涂料。
热喷涂
热喷涂有助于开发各种涂料，用于不同的严重腐蚀和耐磨应用。热喷涂涂层的一些例子是在喷射发动机，矫形植入物，外科手术应用和电气电子设备的组分中。
这里的涂层厚度约为0.003至0.010英寸，这对于严重的化学腐蚀条件是有利的。这种类型的涂层也倾向于提供一个没有空洞和销孔。涂层完成后，可能需要进行动态应用的表面处理。然而，覆盖范围仅限于简单的几何形状和外部表面。该方法适用于在氧化和极端温度的恶劣化学环境中使用的黑色金属。
非金属涂料
大多数非金属涂层通过形成一个完全不透水和电解质的绝缘屏障来提供保护，这对腐蚀过程是必要的。这些液体的非金属涂层是由一种溶剂组成的树脂和颜料。这些中的每一个都具有其有效性的作用。溶剂
溶剂溶解和分散树脂材料，这是涂层的骨干。它有助于提供方便的应用，足够的附着力，和整体效果。
树脂
涂层的树脂是基本成膜成分，提供防腐和其他重要性能。因此，涂料通常根据所使用的树脂的名称而为人所知。
颜料
颜料构成涂料的第二固体部分。该组件的主要功能是提供不透明度，以防止有机物质暴露在阳光下。钛常用于不透明。颜料还可以改善附着力，颜色，耐候性，或减少水分的进入。
在溶剂挥发后，具有颜料的树脂残留在表面上，因此决定了涂层的膜厚度。
涂料的分类
根据保护机理，非金属涂层分为:- 障碍涂料
- 抑制剂涂料
- 电镀涂料
Barrier-Type涂料
障碍涂料形成绝缘和物理屏障，从而阻止腐蚀性元素，如电解液与基板的接触。煤焦油环氧涂料就是这种机理的一个例子。
抑制剂涂料
抑制剂涂料使色素释放出一种化学物质。这会干扰电解液并阻止电化学反应。铬酸盐型颜料就是这种机制的一个例子。
电镀涂料
电镀涂料是含锌丰富的底漆，提供牺牲型的涂层和对铁基的阴极保护。这些底漆必须直接涂在基材上。(关于电镀膜的更多信息可在镀锌及其防腐效果．)
通用聚合物涂料
一些广泛用于防腐的通用聚合物涂层包括:
- 丙烯酸涂料：丙烯酸涂料是水性，环保，适用于户外用途，具有显着暴露于阳光。它们可以用作底漆或一种面漆，适用于中高温。
- 醇酸涂料：这些基于改性的天然油，用作大气环境的底漆。它们不适合混凝土等碱性环境。
- 基于沥青的涂料：沥青涂层具有非常好的防潮性，但不耐溶剂。它们用于保护铝和黑色表面。
- 胺环氧：这对酸，溶剂和碱具有良好的抵抗力，但对温度，水分和阳光敏感，因此在地下使用。
- 聚酰胺环氧：具有耐盐溶液和水，但不适合其他化学品。它适用于沉浸和埋地服务。
- 环氧煤焦油和聚氨酯:这些涂层广泛应用于石油工业中的大直径管道涂层系统。
- 多层环氧或挤出聚烯烃系统：这些多层体系在聚乙烯下具有很强的附着力。由于添加了环氧底漆，这些多层系统在美国和欧洲的户外和地下应用管道中最受欢迎。
- Mill-Applied录制系统:磨削的胶带系统设有底漆，胶带内层和一些外层磨损保护。由于阴极保护，对分离涂层的关注有助于磁带的融合层的发展。可用性、现场施工的便利性和低成本使这种磁带系统非常受欢迎。
- 煤焦油环氧树脂：它具有防潮性和耐化学性，但它可能会随着时间的推移而变得脆弱。适用于浸水作业，也适用于罐衬和工业维护涂料。玻璃纤维增强的煤焦油环氧树脂也能在高温下工作。
- 熔结环氧树脂:广泛应用于埋地和浸水作业。现在有时被熔接尼龙所取代。熔合环氧树脂用于中等高温。
- 聚氨酯和聚氨酯：聚氨酯是一种聚氨酯。它是通过化学反应和溶剂蒸发固化的。这些适用于大气暴露和波动浸泡作业。
- 湿气固化的聚氨酯：适用于潮湿的环境，这可以定制特定的颜料配方，以适应各种服务暴露，如掩埋，浸泡，化学品和气体。
- 挤出的聚烯烃系统：该系统适用于大直径管道(直径达24的管道)。最近，聚丙烯在广泛和高温下(高达190±F[88±C])的粘接性能和可用性的改善，使该系统有效和普及。它能够提供假期- 免费涂料。
选择涂层的一般提示
- 对于耐酸、耐碱或耐盐，可使用聚氨酯、煤焦油环氧和氯化橡胶涂料
- 对于耐溶剂性，使用锌无机，氨基甲酸酯或氯酸盐橡胶
- 对于氧化环境，使用乙烯和氨乙烷，或无机锌涂料
涂层失效原因
除了应用不当，其他负责涂料失败的因素是：- 表面处理不当
- 引发涂层的粘附性差
- 面漆的选择不当
- 一种不正确的清洁和制备的基材表面
- 底漆附着力差或与面漆不相容的底漆
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