Cómo prevenir el óxido y la corrosión en una estructura de acero.

Edificio de ingeniería de estructura de acero.Conocido como el proyecto ecológico del siglo XXI, la estructura de acero tiene muchas ventajas como alta resistencia, gran capacidad de carga, peso ligero, pequeño volumen de espacio ocupado, fácil fabricación e instalación de componentes, ahorro de madera, etc., por lo que es Se utiliza cada vez más en edificios industriales y civiles. Los edificios con estructura de acero y los almacenes con estructura de acero están en todas partes.

Con el rápido desarrollo de la industria, la resistencia a la corrosión del acero y la mala resistencia al óxido y la corrosión y otros problemas aparecieron gradualmente, especialmente en las zonas costeras y la industria química se ha convertido en un problema importante.

La corrosión de la estructura de acero no sólo causa pérdidas económicas, sino que también trae peligros ocultos para la seguridad de la estructura, y los accidentes de ingeniería causados ​​por la corrosión del acero son comunes, por lo que el tratamiento anticorrosión de la estructura de acero (especialmente los componentes de acero de paredes delgadas) es de gran importancia económica y social, y a continuación se presentan algunas introducciones y discusiones sobre los problemas encontrados en el proceso de construcción y algunos métodos de tratamiento.

1. Principales causas de corrosión de las estructuras de acero

La prevención de la corrosión del acero comienza con la comprensión de las causas de la corrosión del acero.

1.1 Mecanismo de corrosión del acero a temperatura ambiente (por debajo de 100°C)

La corrosión del acero a temperatura ambiente es principalmente corrosión electroquímica. Las estructuras de acero se utilizan en la atmósfera a temperatura ambiente y el acero se corroe por la acción de la humedad, el oxígeno y otros contaminantes (escoria de soldadura sin limpiar, capa de óxido, suciedad superficial) en la atmósfera. La humedad relativa de la atmósfera es inferior al 60%, la corrosión del acero es muy leve; pero cuando la humedad relativa aumenta hasta cierto valor, la velocidad de corrosión del acero aumenta repentinamente y este valor se denomina humedad crítica. A temperatura ambiente, la humedad crítica general del acero es del 60% al 70%.

Cuando el aire está contaminado o hay sal en el aire en las zonas costeras, la humedad crítica es muy baja y es fácil que la superficie del acero forme una película de agua. En este momento, la escoria de soldadura y la capa de óxido sin tratar (óxido de hierro) como cátodo, los componentes de la estructura de acero (material base) como ánodo en la corrosión electroquímica de la película de agua. La humedad atmosférica adsorbida en la superficie del acero para formar una película de agua es el factor determinante de la corrosión del acero; la humedad relativa de la atmósfera y el contenido de contaminantes son factores importantes que afectan el grado de corrosión atmosférica.

1.2 Mecanismo de corrosión del acero a alta temperatura (por encima de 100 ℃)

La corrosión del acero a altas temperaturas es principalmente corrosión química. A alta temperatura, el agua existe en estado gaseoso, el efecto electroquímico es muy pequeño, reducido a un factor secundario. Contacto de metal y gas seco (como O2, H2S, SO2, Cl2, etc.), generación superficial de los compuestos correspondientes (cloruros, sulfuros, óxidos), formación de corrosión química del acero.

2 Métodos de protección contra la corrosión de estructuras de acero.

De acuerdo con el principio electroquímico de la corrosión del acero, siempre que se evite o destruya la formación de batería corrosiva o se bloqueen fuertemente los procesos catódicos y anódicos, se puede prevenir la corrosión del acero. El uso del método de capa protectora para prevenir la corrosión de la estructura de acero es un método común en la actualidad; la capa protectora comúnmente utilizada tiene los siguientes tipos:

2.1 Capa protectora metálica: la capa protectora de metal es un metal o aleación con efecto protector catódico o anódico, mediante galvanoplastia, revestimiento por pulverización, revestimiento químico, revestimiento en caliente y revestimiento por filtración y otros métodos, la necesidad de proteger la superficie del metal para formar una capa protectora de metal (película) para aislar el metal del medio corrosivo en contacto con el medio corrosivo, o el uso del efecto protector electroquímico de la protección del metal, para prevenir la corrosión.

2.2 Capa protectora: mediante métodos químicos o electroquímicos para hacer que la superficie del acero genere una película compuesta resistente a la corrosión, con el fin de aislar el medio corrosivo y el contacto del metal, para evitar la corrosión del metal.

2.3 Capa protectora no metálica: con pinturas, plásticos, esmalte y otros materiales, mediante pintura, pulverización y otros métodos, para formar una película protectora en la superficie del metal, de modo que el metal y los medios corrosivos se aíslen, a fin de evitar la corrosión del metal. .

3. Tratamiento de superficies de acero

Antes del procesamiento del acero en la fábrica, la superficie de los componentes inevitablemente se manchará con aceite, humedad, polvo y otros contaminantes, así como la presencia de rebabas, óxido de hierro, capas de óxido y otros defectos superficiales. De las razones principales anteriores para la corrosión de la estructura de acero, sabemos que el contenido de contaminantes es un factor importante que afecta el grado de corrosión atmosférica, y los contaminantes de la superficie afectarán seriamente la adhesión de los recubrimientos en la superficie del acero y harán que la pintura La película bajo la corrosión continúa expandiéndose, lo que resulta en fallas o daños en el recubrimiento, incapaz de lograr el efecto protector deseado. Por lo tanto, se debe enfatizar la calidad del tratamiento de la superficie del acero en el efecto protector del recubrimiento y la vida útil, a veces incluso más que el propio recubrimiento. Las diferencias de rendimiento en el impacto de los siguientes aspectos deben enfatizarse:

3.1. Para los componentes de soporte que son difíciles de reparar durante el período de servicio, el grado de desincrustación se debe aumentar adecuadamente.

3.2. Antes y después de la descalcificación, se deben eliminar cuidadosamente la grasa, las rebabas, la piel de medicamentos, las salpicaduras y el óxido de hierro.

3.3. La aceptación de calidad de los trabajos de desincrustación y pintura se ajustará a lo reglamentado.

4.Revestimiento anticorrosión

Los recubrimientos anticorrosión generalmente se componen de imprimación y capa superior. Imprimación en polvo más, menos material base, película rugosa, la función de la imprimación es hacer la película de pintura con el nivel básico y la combinación de capa superior de sólido, es decir, tener una buena adherencia; La imprimación tiene pigmentos que inhiben la corrosión, pueden prevenir la corrosión y algunos también pueden pasivar el metal y proteger electroquímicamente para evitar que el metal se oxide. La capa superior es menos polvo, más material base, después de que la película esté brillante, la función principal es proteger la capa inferior de imprimación, por lo que debe ser impermeable a la atmósfera y la humedad, y debe poder resistir la descomposición física y química. causado por la meteorización. La tendencia actual es utilizar resinas sintéticas para mejorar la resistencia a la intemperie del medio. Los recubrimientos anticorrosión con resistencia atmosférica generalmente solo son resistentes a la corrosión en fase de vapor en la atmósfera. Para lugares sujetos a corrosión por ácidos y álcalis y otros medios, se deben utilizar recubrimientos resistentes a ácidos y álcalis.

La pintura anticorrosión según la función protectora se puede dividir en imprimación, pintura intermedia y capa superior, cada capa de pintura tiene sus propias características, cada una responsable de su propia responsabilidad, la combinación de las capas, la formación de un recubrimiento compuesto para mejorar el rendimiento anticorrosión, prolongar la vida útil.

4.1 cebadores

Los recubrimientos anticorrosivos comúnmente utilizados son la imprimación rica en zinc y la imprimación epoxi roja de hierro, la pintura rica en zinc se compone de una gran cantidad de polvo de zinc microfino y una pequeña cantidad de materiales formadores de película. Las propiedades electroquímicas del zinc son superiores a las del acero y, cuando se somete a corrosión, tiene un efecto de "autosacrificio", de modo que el acero queda protegido. El óxido de zinc, producto de la corrosión, llena los poros y hace que el recubrimiento sea más denso. La imprimación rica en zinc de uso común tiene los siguientes tres tipos:

(1) imprimación rica en zinc inorgánico de vidrio soluble, es vidrio soluble como material base, se agrega polvo de zinc, se mezcla y se cepilla, después del curado se enjuaga con agua, el proceso de construcción es complejo, condiciones de proceso duras, el tratamiento de la superficie debe Sea en Sa2.5 o más, además de la temperatura ambiente y los requisitos de humedad, la formación de la película de recubrimiento es fácil de agrietar, pelar y rara vez se usa.

(2) imprimación inorgánica soluble rica en zinc, la imprimación se basa en ortosilicato de etilo, alcohol como solvente, polimerización parcialmente hidrolizada, agrega polvo de zinc mezclado uniformemente con una película recubierta.

(3) imprimación rica en zinc, es resina epoxi como material base formador de película, se agrega polvo de zinc y se cura para formar un recubrimiento. La imprimación epoxi rica en zinc no solo tiene excelentes propiedades anticorrosivas y una fuerte adherencia, y con la siguiente capa, la pintura epoxi de nube de hierro tiene un buen tipo de adherencia. Se utiliza principalmente en la atmósfera general de la estructura del marco de acero y en la corrosión de equipos petroquímicos.

La imprimación roja de óxido de hierro epoxi se divide en latas de pintura de dos componentes, el componente A (pintura) hecho de resina epoxi, el rojo de óxido de hierro y otros pigmentos antioxidantes, agente endurecedor, agente antihundimiento, etc., el componente B es un agente de curado. la construcción de la proporción del despliegue. El óxido de hierro rojo es un tipo de pigmento físico antioxidante, su naturaleza es estable, fuerte poder cubriente, partículas finas, puede desempeñar un buen efecto de protección en la película de pintura y tiene un buen rendimiento antioxidante. La imprimación roja de óxido de hierro epoxi sobre la placa de acero y la capa superior de pintura epoxi tienen buena adherencia, secado rápido a temperatura ambiente, la capa superior de pintura de la superficie no pierde color, se usa más comúnmente en tuberías de acero, tanques y proyectos anticorrosión de estructuras de acero. , como imprimación contra el óxido.

4.2 capa intermedia de pintura

La pintura de la capa intermedia es generalmente pintura epoxi de mica y escamas de vidrio o pintura epoxi espesa en suspensión. La pintura de mica epoxi está hecha de resina epoxi como material base agregando óxido de hierro de mica, la microestructura del óxido de hierro de mica es como mica en escamas, su espesor es de solo unos pocos micrómetros y su diámetro es de decenas de micrómetros a cien micrómetros. Es resistencia a altas temperaturas, resistencia a los álcalis, resistencia a los ácidos, no tóxica, la estructura de escamas puede evitar la penetración del medio, un rendimiento anticorrosión mejorado y una baja contracción, rugosidad de la superficie, es una excelente capa intermedia de pintura anticorrosión. La pintura epoxi de escamas de vidrio es resina epoxi como material base, con escamas de vidrio escamosas como agregado, además de una variedad de aditivos compuestos de pintura anticorrosión espesa tipo paleta. El espesor de la escala de vidrio es de sólo 2 a 5 micras. A medida que las escamas están dispuestas en capas por encima y por debajo del revestimiento, se forma una estructura protectora única.

4.3 capa superior

Las pinturas utilizadas para los acabados se pueden dividir en tres grados según su precio:

(1) El grado ordinario es pintura epoxi, pintura de caucho clorado, polietileno clorosulfonado, etc.

(2) El grado medio es pintura de poliuretano;

(3) El grado más alto es pintura de poliuretano modificada con silicona, capa superior acrílica modificada con silicona, pintura con flúor, etc.

Pintura epoxi después del curado químico, estabilidad química, recubrimiento denso, fuerte adhesión, altas propiedades mecánicas, es resistente a ácidos, álcalis y sal, puede resistir una variedad de corrosión de medios químicos.

5. La selección de pintura anticorrosiva debe considerar varios puntos

5.1 Se debe considerar la consistencia de las condiciones de uso de la estructura y la gama de pinturas seleccionadas, en función del medio corrosivo (tipo, temperatura y concentración), fase gaseosa o fase líquida, áreas calientes y húmedas o áreas secas y otros. condiciones para la selección. Para medio ácido, se puede usar pintura de resina fenólica con mejor resistencia a los ácidos, mientras que para medio alcalino, se debe usar pintura de resina epoxi con mejor resistencia a los álcalis.

5.2 Se deben considerar las posibilidades de las condiciones de construcción. Algunos son adecuados para cepillar, otros son adecuados para rociar, otros son adecuados para secado natural para formar una película, etc. Para condiciones generales se aconseja utilizar pintura seca y de fácil aplicación en frío.

5.3 Considerar la correcta combinación de revestimientos. Como la mayor parte de la pintura es un material coloidal orgánico como material base, en cada capa de pintura de la película, inevitablemente hay muchos medios microporosos excepcionalmente pequeños y corrosivos que aún pueden penetrar la erosión del acero. Por lo tanto, las construcciones de las pinturas actuales no son recubiertas monocapa, sino recubiertas multicapa, el propósito es reducir los microporosos al mínimo. Debe haber una buena adaptabilidad entre la imprimación y la capa superior. Como la pintura de cloruro de vinilo y la imprimación fosfatada o la imprimación alquídica roja de hierro que respaldan el uso de buenos resultados, y no se pueden usar con una imprimación a base de aceite (como la pintura roja a base de aceite) que respalda el uso. Debido a que la pintura de percloroetileno contiene solventes fuertes, destruirá la película de imprimación.

Es de gran importancia hacer un buen trabajo en materia de protección contra la oxidación y la corrosión para promover el desarrollo de la construcción con estructuras de acero, ahorrar materiales, extender la vida útil del edificio, garantizar una producción segura y reducir la contaminación ambiental.