门式起重机金属结构的腐蚀及防腐

1机械设备因腐蚀造成的损失相当惊人，轻则锈迹斑斑，影响外观，重则降低设备能力，缩短使用寿命，甚至提前报废。据有关统计资料显示，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料相当于当年金属产量的门式起重机由于安装在露天场所，其金属结构常年经受灰尘杂质、酸碱气体、潮湿空气和烈日曝晒的侵袭。由于特殊的工况和超载作业导致金属疲劳，以及长大重货物棱角的磕碰，破坏了金属结构表面的防腐材料，加速金属结构腐蚀的形成和扩散。最常出现腐蚀的部位是完全暴露在空气中的主梁外表面、内表面、联结件和传动件。

同时，起重机自安装使用到报废期间，需要进行多次中、大修，机械传动件、联结件可进行修复或更换，但金属结构件几乎不进行更换，从这个意义讲，保护金属结构件更显得重要。

为减少金属结构件的腐蚀，必须了解金属腐蚀形成的原因和影响腐蚀的因素，从而对症下药，及时采取有效措施，加强金属结构件表面的保护，以提高金属结构和整机的寿命。

1金属结构的腐蚀形式和原因分析1-1金属结构的腐蚀形式金属因腐蚀而遭到损坏的形式有两类。一类是均匀腐蚀，它是在腐蚀介质作用下，金属整个表面遭受的腐蚀（如）这种腐蚀的危害性较小，因为构件都有一定的截面尺寸，微量的均匀腐蚀不会明显降低金属的机械性能。但箱形金属结构内腔表面因此而脱掉一层“皮”，使腹板变薄，也不可忽视。第二类是局部腐蚀。它是在金属体的局部范围内发生的腐蚀。这种腐蚀会减小构件的有效截面积，使零件容易发生突然断裂（最明显的就是螺栓）局部腐蚀分为孔腐蚀和晶间腐蚀（如、），比均匀腐蚀的危害大得多。

其中尤以晶间腐蚀最为危险，因为晶间腐蚀沿晶界发展，使晶体之间的联结遭到破坏，金属的机械性能显著下降，而这种不良影响又往往不容易发现。

（a）均匀腐蚀孔腐蚀晶间腐蚀金属结构的腐蚀形式1.2金属结构腐蚀原因的分析腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

化学腐蚀是在干燥气体或非电解质溶液中进行的。例如，钢铁在干燥空气中，表面生成铁锈Fe34和Fe23.另外，温度对化学腐蚀的影响也很大。钢铁在常温下的干燥空气里，其腐蚀的速度是很小的，几乎观察不出来；但是在高温的情况下，钢铁却很容易同空气里的氧气作用，形成氧化铁皮FeO.而且，钢铁中的渗碳体组织也容易在高温下与气体发生如下反应：Fe3C+2=3Fe+C2个反应生成的气体逸出钢铁表面，于是钢铁表面便形成了脱碳层（如）钢铁脱碳必然导致其强度的降低，从而影响材料的使用性能。

（：1999钢铁表面在高温下形成脱碳层有电解质溶液存在时，由于电化学作用而引起腐蚀。

所谓电化学作用就是在化学反应过程中有电流产生，才使腐蚀过程逐渐进行。金属电化学腐蚀的原理与原电池原理相同。形成电化学腐蚀必须具备三个条件：其一，要有电位差存在。就是说不同的金属或同种金属的不同区域之间存在电位差，且电位差愈大，腐蚀愈快。其二，要有电解质溶液存在。即有两个电极材料共处于电解质溶液中。其三，要发生接触。就是说在不同电位的两部分金属之间必须有导体相连或直接接触。只要同时满足上述三个条件，就可以形成电化学腐蚀。

2金属结构的防腐蚀方法根据上述的讨论，只要防止化学反应的产生、破坏腐蚀电池的形成或者强烈阻滞阴、阳极间的电化学过程的进行，就能有效地防止金属锈蚀。大多数金属材料总是存在着电极电位不同的组织和杂质，而且它们又总是紧密接触的，所以，只要不让金属表面与电解质溶液接触，就能够有效地防止金属锈蚀。

目前，被用来防止金属锈蚀的方法主要有：利用钢的基体组织合金化和金属组织单相化来提高金属材料本身的抗蚀能力；利用覆盖法提高金属的抗蚀能力。

覆盖法也称防护法，其实质是把金属同能引起腐蚀的外界条件（如氧气和水份）隔离开来，从而达到防锈的目的。根据防护层的材料不同，可分为耐腐蚀金属覆盖法和非金属覆盖法两种。

耐腐蚀金属覆盖法就是把锌、铅、锡、铬、镍、铜等活泼性很小的耐腐蚀金属覆盖在被保护的金属表面而达到防锈的目的。其工艺一般有电镀法、包镀法、热镀法、渗镀法、喷镀法等。但这些方法由于工艺要求高，材料费用大，工本费高，适用于小型工件，而对于己投产的大型机械，裸露的金属部分面积大，并非上述方法能所及，故未被广泛采用。因此，对于门式起重机等大型机械设备的防腐蚀多采用非金属覆盖法。使金属表面与水和空气中的氧隔离开来，起到防锈作用。由于基础防锈油有一定的透水和透气性，其防锈效果较差，一般只能防锈6~12个月，因此，这种方法也只适用于机械的传动、关节部位的防锈。而另一种涂油漆防锈法，由于成本低、操作简便，则广泛被门式起重机所采用。油漆层防锈的作用在于它能隔开介质与金属，但是，单一的油漆膜不能完全阻止水份和氧气渗透至金属的表面，加上涂油漆时工艺上的差距，也会导致油漆不能完全起到长期有效的防锈作用，所以，必须采取必要的、有效的补救措施，才能更好地防止金属结构的腐蚀。

3金属结构防腐蚀的补救方法针对非金属覆盖法所存在的不足，可采取下列补救办法加以解决。

3.1钝化基础防锈油和油漆为了增强基础防锈油的防锈效果，可加入钝化剂，使金属表面形成一层钝化防护膜，降低金属的腐蚀速度。同样，在油漆里添加一定的钝化剂或颜料等一些辅助材料，也可以钝化油漆，即使水份和氧气到达金属表面，也能防止金属生锈或大大推迟开始生锈的时间。3.2改善防腐工艺机械设备在制造过程中和投入使用之前，必须做好前期的防腐工作。金属结构的内外表面和相联部位在涂油漆和基础防锈油前，先彻底地清理干净金属表面的油污和氧化皮等杂质（如喷丸处理等）然后使用钝化过的油漆或基础防锈油涂抹于金属表面，而且要做到无一处漏涂，使金属的每个表面、每个联结部分都形成一层水和氧气无法渗透的防锈保护层。

3.3加强检查，及时补防由于金属的腐蚀是缓慢的、局部的，因此加强检查，及时发现并补油补漆也能有效地控制金属腐蚀的速度和扩散范围。如果能够加强周期养护、改善润滑状况，把金属的护腐工作列入日常的检查保养工作中，就能及时掌握金属结构的腐蚀状态，发现一处，补救一处，把腐蚀现象消除于形成扩散之前。同时，提高司机的技术素质，减少或避免撞击与磕碰，对金属结构的防腐工作也是相当有利的。

来源：乐收防腐