Làm thế nào để ngăn chặn sự ăn mòn của kết cấu thép?
Với sản lượng thép tăng đều đặn, kết cấu thép ngày càng được ưa chuộng.Nó được sử dụng rộng rãi làm nhà kho, nhà xưởng, gara, căn hộ tiền chế, trung tâm mua sắm, sân vận động tiền chế, v.v. So với các tòa nhà bê tông cốt thép, các tòa nhà kết cấu thép có ưu điểm là xây dựng thuận tiện, hiệu suất địa chấn tốt, ít ô nhiễm môi trường và có khả năng tái chế.Tuy nhiên, kết cấu thép rất dễ bị rỉ sét nên việc chống ăn mòn là rất quan trọng đối với kết cấu thép.
Các loại ăn mòn kết cấu thép bao gồm ăn mòn khí quyển, ăn mòn cục bộ và ăn mòn ứng suất.
(1) Ăn mòn khí quyển
Ăn mòn kết cấu thép trong khí quyển chủ yếu là do tác động hóa học và điện hóa của nước và oxy trong không khí.Hơi nước trong khí quyển tạo thành một lớp điện phân trên bề mặt kim loại và oxy trong không khí được hòa tan trong đó dưới dạng chất khử cực catốt.Chúng tạo thành một tế bào điện ăn mòn cơ bản với các thành phần thép.Sau khi lớp gỉ được hình thành trên bề mặt các cấu kiện thép do ăn mòn trong khí quyển, sản phẩm ăn mòn sẽ ảnh hưởng đến phản ứng điện cực của ăn mòn trong khí quyển.
(2) Ăn mòn cục bộ
Ăn mòn cục bộ là hiện tượng phổ biến nhất trong các tòa nhà kết cấu thép, chủ yếu là ăn mòn điện và ăn mòn kẽ hở.Ăn mòn điện chủ yếu xảy ra ở các tổ hợp kim loại khác nhau hoặc các kết nối của kết cấu thép.Kim loại có điện thế âm bị ăn mòn nhanh hơn, trong khi kim loại có điện thế dương được bảo vệ.Hai kim loại tạo thành một tế bào điện ăn mòn.
Ăn mòn kẽ hở chủ yếu xảy ra ở các kẽ hở bề mặt giữa các bộ phận kết cấu khác nhau của kết cấu thép và giữa các bộ phận thép và phi kim loại.Khi chiều rộng kẽ hở có thể làm cho chất lỏng đọng lại trong kẽ hở, chiều rộng kẽ hở nhạy cảm nhất của sự ăn mòn kẽ hở kết cấu thép là 0,025 ~ o.1mm.
(3) Ăn mòn ứng suất
Trong một môi trường cụ thể, kết cấu thép ít bị ăn mòn khi không chịu ứng suất, nhưng sau khi chịu ứng suất kéo, bộ phận đó sẽ bị gãy đột ngột sau một thời gian.Do không có dấu hiệu rõ ràng về hiện tượng gãy xương do ăn mòn ứng suất nên thường dẫn đến hậu quả tai hại như sập cầu, rò rỉ đường ống, sập tòa nhà, v.v.
Theo cơ chế ăn mòn của kết cấu thép, sự ăn mòn của nó là một loại hư hỏng không đồng đều và sự ăn mòn phát triển nhanh chóng.Khi bề mặt kết cấu thép bị ăn mòn, hố ăn mòn sẽ phát triển nhanh chóng từ đáy hố đến độ sâu, dẫn đến sự tập trung ứng suất của kết cấu thép, điều này sẽ đẩy nhanh quá trình ăn mòn thép, tạo thành một vòng luẩn quẩn.
Ăn mòn làm giảm khả năng chống giòn lạnh và độ bền mỏi của thép, dẫn đến các bộ phận chịu lực bị gãy giòn đột ngột mà không có dấu hiệu biến dạng rõ ràng, dẫn đến sụp đổ các tòa nhà.
Phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kết cấu thép
1. Sử dụng thép chịu được thời tiết
Dòng thép hợp kim thấp giữa thép thường và thép không gỉ.Thép phong hóa được làm bằng thép carbon thông thường với một lượng nhỏ các nguyên tố chống ăn mòn như đồng và niken.Nó có các đặc tính về độ bền và độ dẻo dai, độ giãn dẻo, tạo hình, hàn và cắt, mài mòn, chịu nhiệt độ cao và chống mỏi của thép chất lượng cao;Khả năng chống chịu thời tiết gấp 2 ~ 8 lần so với thép carbon thông thường và hiệu suất lớp phủ gấp 1,5 ~ 10 lần so với thép carbon thông thường.Đồng thời, nó có đặc tính chống gỉ, chống ăn mòn của các bộ phận, kéo dài tuổi thọ, giảm độ mỏng và tiêu hao, tiết kiệm nhân công và tiết kiệm năng lượng.Thép phong hóa chủ yếu được sử dụng cho các kết cấu thép tiếp xúc với khí quyển trong một thời gian dài, chẳng hạn như đường sắt, xe cộ, cầu, tháp, v.v.Nó được sử dụng để sản xuất container, phương tiện đường sắt, giàn khoan dầu, công trình cảng biển, giàn sản xuất dầu và container chứa chất ăn mòn hydro sunfua trong thiết bị hóa chất và dầu khí.Độ bền va đập ở nhiệt độ thấp của nó cũng tốt hơn so với thép kết cấu thông thường.Tiêu chuẩn là thép chịu thời tiết cho kết cấu hàn (GB4172-84).
Lớp oxit Spinel vô định hình dày khoảng 5O ~ 100 m được hình thành giữa lớp gỉ và nền rất dày đặc và có độ bám dính tốt với kim loại nền.Do sự tồn tại của màng oxit dày đặc này, nó ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và nước trong khí quyển vào ma trận thép, làm chậm sự phát triển ăn mòn sâu của vật liệu thép và cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn trong khí quyển của vật liệu thép.
2. Mạ kẽm nhúng nóng
Chống ăn mòn mạ kẽm nhúng nóng là nhúng phôi cần mạ vào bể kẽm kim loại nóng chảy để mạ, để tạo thành lớp phủ kẽm nguyên chất trên bề mặt phôi và lớp phủ hợp kim kẽm trên bề mặt thứ cấp, để nhận ra bảo vệ sắt, thép.
3. Phun hồ quang chống ăn mòn
Phun hồ quang là sử dụng thiết bị phun đặc biệt để làm nóng chảy dây kim loại được phun dưới tác dụng của điện áp thấp và dòng điện cao, sau đó phun lên các bộ phận kim loại đã được chà nhám và tẩy gỉ trước bằng khí nén để tạo thành lớp phủ kẽm và nhôm được phun hồ quang. được phun sơn phủ chống ăn mòn để tạo thành lớp phủ composite chống ăn mòn lâu dài.Lớp phủ dày hơn có thể ngăn chặn hiệu quả môi trường ăn mòn nhúng vào chất nền.
Đặc điểm của phun hồ quang chống ăn mòn là: lớp phủ có độ bám dính cao, độ bám dính của nó không thể sánh bằng sơn giàu kẽm và kẽm nhúng nóng.Kết quả thử nghiệm uốn va đập trên phôi được xử lý bằng xử lý chống ăn mòn phun hồ quang không chỉ đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn liên quan mà còn được gọi là “thép tấm nhiều lớp”;Thời gian chống ăn mòn của lớp phủ phun hồ quang dài, thường là 30 ~ 60A, độ dày lớp phủ quyết định tuổi thọ chống ăn mòn của lớp phủ.
4. Lớp phủ composite nhôm (kẽm) phun nhiệt chống ăn mòn
Sơn phủ composite nhôm (kẽm) phun nhiệt là phương pháp chống ăn mòn lâu dài có tác dụng tương tự như mạ kẽm nhúng nóng.Quá trình này là loại bỏ rỉ sét trên bề mặt cấu kiện thép bằng cách phun cát, để bề mặt lộ ra ánh kim loại và được làm nhám;Sau đó dùng ngọn lửa oxy axetylen làm nóng chảy dây nhôm (kẽm) được đưa liên tục và thổi lên bề mặt cấu kiện thép bằng khí nén tạo thành lớp phun nhôm (kẽm) tổ ong (độ dày khoảng 80 ~ 100m);Cuối cùng, các lỗ rỗng được lấp đầy bằng nhựa epoxy hoặc sơn cao su tổng hợp để tạo thành lớp phủ composite.Lớp phủ composite nhôm (kẽm) phun nhiệt không thể được áp dụng trên thành trong của các bộ phận hình ống.Vì vậy, cả hai đầu của các cấu kiện dạng ống phải được bịt kín để tránh ăn mòn thành trong.
Ưu điểm của quá trình này là nó có khả năng thích ứng mạnh mẽ với kích thước của các bộ phận, hình dạng và kích thước của các bộ phận gần như không giới hạn;Một ưu điểm khác là hiệu ứng nhiệt của quá trình là cục bộ nên các bộ phận sẽ không tạo ra biến dạng nhiệt.So với mạ kẽm nhúng nóng, mức độ công nghiệp hóa của lớp phủ composite nhôm (kẽm) phun nhiệt thấp, cường độ lao động phun cát và phun nhôm (kẽm) cao và chất lượng cũng dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi cảm xúc của người vận hành .
5. Lớp phủ chống ăn mòn
Lớp phủ chống ăn mòn kết cấu thép cần hai quá trình: xử lý nền và thi công lớp phủ.Mục đích của việc xử lý lớp nền là loại bỏ các gờ, rỉ sét, vết dầu và các chất bám dính khác trên bề mặt các bộ phận, để lộ ra ánh kim loại trên bề mặt các bộ phận;Việc xử lý nền càng kỹ lưỡng thì hiệu quả bám dính càng tốt.Các phương pháp xử lý cơ bản bao gồm xử lý thủ công và cơ học, xử lý hóa học, xử lý phun cơ học, v.v.
Đối với thi công lớp phủ, các phương pháp chải thường được sử dụng bao gồm phương pháp chải thủ công, phương pháp lăn thủ công, phương pháp phủ nhúng, phương pháp phun khí và phương pháp phun không có không khí.Phương pháp đánh răng hợp lý có thể đảm bảo chất lượng, tiến độ, tiết kiệm nguyên vật liệu và giảm chi phí.
Về cấu trúc lớp phủ, có ba dạng: sơn lót, sơn trung bình, sơn lót, sơn lót và sơn lót.Lớp sơn lót chủ yếu đóng vai trò bám dính và chống rỉ sét;Lớp phủ ngoài chủ yếu đóng vai trò chống ăn mòn và chống lão hóa;Chức năng của sơn trung bình là giữa lớp sơn lót và lớp hoàn thiện, có thể làm tăng độ dày màng sơn.
Chỉ khi sơn lót, sơn giữa và sơn phủ được sử dụng cùng nhau thì chúng mới phát huy được vai trò tốt nhất và đạt được hiệu quả tốt nhất.
Thời gian đăng: 29-03-2022