锌_铝长效防腐涂层在核电乏燃料贮存罐中的应用
外加电流法阴极保护技术在大型原油储罐上的应用
外加电流法阴极保护技术在大型原油储罐上的应用发布时间：2022-05-12T12:34:45.174Z 来源：《科技新时代》2022年3期作者：于涛李鹏飞廖扬冯凯[导读] 目前，阴极保护系统在大型储罐的防腐蚀保护中起到重要作用。
中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524000摘要：外加电流法阴极保护技术是一种电化学技术防腐蚀措施，作用原理是向被保护设备的金属表面施加一个负电流给被保护金属补充大量电子，使被保护的金属整体处于电子过剩状态，从而抑制金属腐蚀发生的电子迁移，达到减小或者避免腐蚀的发生。
目前，阴极保护系统在大型储罐的防腐蚀保护中起到重要作用。
关键词：阴极保护；储罐；腐蚀前言原油储罐作为油气生产储运过程中重要的储存容器，在使用中长期受到内外环境及介质的侵蚀。
加强原油储罐的腐蚀防护，对提高其使用寿命，保证储罐安全、正常运行至关重要。
经过技术参数对比，某公司选择外涂油漆防腐与外加电流法阴极保护技术相结合的方案，对现用的4个原油储罐进行施工，文中对该防腐方法进行了详细的阐述。
1 原油储罐内部罐底腐蚀原理及防腐方案 1.1金属腐蚀原理原油储罐的腐蚀主要是由于电化学腐蚀。
当储罐表面油漆脱落后，罐体金属铁的电位比空气中的氧电位低，造成铁是负极，氧是正极。
根据在阳极区，金属释放电子（腐蚀）形成金属阳离子，反应式为：Fe→Fe2+＋2e。
在阴极区，吸收阳极释放的电子发生电化学反应，反应式为：O2＋H2O＋4e→4OH-。
电子转移过程可以清晰发现金属不稳定的电子转换体系，加快了金属罐体的腐蚀速度[1]。
1.2罐体防腐方案分析传统的原油储罐防腐方案主要有两种，一是对金属罐体施行整体涂料防腐；二是在罐体内安装锌块，采用牺牲阳极的保护技术。
厂区原储罐采用以上两种防腐措施，但这两种防腐措施存在一定的局限性和时效性。
先进的电化学保护防腐对储罐和地下管线不方便进行人工防腐的结构提供优良的保护作用，减小防腐费用的投入。
Zn-5%Al-混合稀土合金镀层
Zn－5%Al－混合稀土合金镀层，简称Galfan
GALFAN，中文译名高尔凡，亦锌-5%铝-稀土合金镀层。
锌铝合金镀层中，铝是提高抗腐蚀能力的决定因素，当镀层中铝含量为5%时为共晶组织，具有极佳的抗腐蚀性能和其他综合性能，是替代传统的纯锌镀层的新型镀层。
试验和实际应用表明，同等条件下，GALFAN镀层耐蚀性是传统纯锌镀层的2～3倍，因而日益受到广泛的重视，并在沿海国家和地区（如欧美和日韩等地）不断推广。
我国也制定了国家标准GB/T20492-2006《锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》，并于近年大力推广此种镀层产品，目前国内外主要应用于金属丝网和桥梁缆索行业。
上个世纪八十年代国外研制成功专利权属于国际铅锌组织（ILZRO）其性能优越性主要体现为：1.具有较高的抗腐蚀性能，其产品的抗腐蚀性能约是普通镀锌的2－3倍。
无论在户外、在潮湿环境、或在海洋气候等恶劣环境，该合金镀层钢丝的抗腐蚀性能均比普通镀锌、电镀锌优越；2.该合金镀层钢丝的延展性及可变形能力极强，甚至超出了它所保护的钢基。
能经得起在强力变形工艺条件下缠绕、弯曲的考验，而不必担心镀层的龟裂与脱落；3.该合金镀层钢丝可焊接性能优于镀锌钢丝；4. 该合金镀层钢丝的锌－铝结构提供了一个极佳的均匀相表面，与其他镀层相比，其合金镀层本质就是一种极好的预处理基底和涂抹黏合剂，这种优良的特性可改善涂抹后的龟裂、腐蚀和起泡。
锌铝涂层资料
BNC®水性无铬锌铝涂层BNC®水性无铬锌铝涂层无铬锌铝涂层是为满足世界各国的VOC法规和汽车行业规定的环保要求而开发出的表面处理新概念，无铬锌铝涂层作为锌铬涂层（达克罗）的更新换代产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受。
一．防腐机理无铬锌铝涂层的外观呈亚光银灰色，光泽较锌铬涂层略暗，是一种将超细锌鳞片和铝鳞片叠合包裹在特殊粘结剂中的无机涂层。
无铬锌铝涂层从四个方面对钢铁基体提供保护作用。
1．屏障保护经过处理的层层叠合的锌鳞片和铝鳞片在钢铁基体和腐蚀介质之间提供了一道优良的屏障，阻碍了腐蚀介质和去极化剂到达基体；2．电化学作用锌层作为牺牲阳极被腐蚀以保护钢铁基体；3．钝化作用由于钝化而产生的金属氧化物减慢了锌及钢铁的腐蚀反应速度4．自修复作用当涂层受损时，锌的氧化物和碳酸盐向涂层被损坏的区域移动，积极地修复涂层，恢复保护屏障。
二．环境效益无铬锌铝涂层所采用水性涂料，不使用有机溶剂,不含有毒的金属（如镍、铅、钡和汞）以及六价铬或三价铬，符合美国环保署（EPA）、美国职业安全和健康行政部门（OSHA）的相应规范和世界各大汽车制造厂商的标准要求。
三．性能特点1．涂层薄无铬锌铝涂层的厚度通常为8-10μm；2．无氢脆涂覆过程不采用酸洗，避免了氢脆的产生；3．抗双金属腐蚀大多数锌层与铝或钢紧密配合时会产生典型的双金属微电池，而无铬锌铝涂层中的铝鳞片能够消除上述现象的发生。
4．耐有机溶剂作为一种无机涂层，能够耐受有机溶剂；5．耐热性涂层即使在3小时内300°C高温也保持优异耐蚀性；6．导电性涂层中叠合在一起金属锌、铝薄片允许电流通过并传导到基体；7．耐蚀性对于螺纹零件来说，8～10μm的无铬锌铝涂层可以耐72 0h盐雾试验不出现红锈；而对于非螺纹紧固则可以达800h。
单纯的无铬锌铝涂层的耐盐雾腐蚀性能稍逊于锌铬涂层，但在模拟真实自然环境的循环腐蚀试验中的表现与锌铬涂层相当。
四．涂覆工艺无铬锌铝涂层与锌铬涂层在涂覆生产工艺上是相近的。
关于油品、化学品储罐内壁富锌底漆的使用问题
关于油品、化学品储罐内壁富锌底漆的使用问题1、富锌底漆可用于纯净油品及中性化学品储罐的内防腐底漆，是得到各界人士认同的。
但鉴于锌的化学活泼性，通常只能用于PH值=5-9的近中性介质条件下。
当用于含水及其它杂质（如硫化物）的油品（如原油、中间产品、渣油、污油等）储罐内壁，以及用于水和杂质易沉积的油水线以下罐内壁及罐底板上表面时，效果如何？是否会导致锌粉的快速消耗以及析氢腐蚀的发生？有待进一步探讨。
2、一种理论认为，锌在大于54℃和有酸碱等介质存在的情况下，可能发生极性逆转现象，导致锌丧失阴极保护功能，是否属实？如果属实，在一些保温储罐（如原油、重油、渣油等）中是否会发生？3、由于富锌底漆涂膜是具有导电性和阴极保护功能的涂层，当涂层与阳极保护配合使用时，采用富锌类防腐蚀涂料，是否存在阴极保护功能的重复？是否会影响牺牲阳极的数量和消耗速度以及强制保护电流密度？4、《GB50393-2017钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》中规定：4.2.5 介质腐蚀环境下按照涂料性能、使用温度及耐介质性能的不同，可采用玻璃鳞片、环氧、酚醛环氧、无机富锌等涂料。
4.2.6 介质环境防腐蚀方案应符合下列规定：4 中间产品储罐宜采用无溶剂环氧、酚醛环氧、水性环氧、无机富锌等涂料；6 介质环境油品储罐常用防腐蚀方案应符合本规范附录C 的规定。
B.2 “介质环境常用防腐蚀方案”中列出了一些介质环境腐蚀等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时采用富锌底漆的防护涂料体系样例。
附录C“介质环境油品储罐常用防腐蚀方案”中注明：环氧富锌底漆与牺牲阳极阴极保护不可同时使用；中间油品产品储罐可采用环氧富锌底漆；成品油品储罐可采用环氧富锌底漆。
以上仅是个人思考与总结，仅供参考。
参考阅读：储油罐用防腐涂料与涂装文章集锦十头鸟2021年9月29日。
核电站钢结构防腐
核电站钢结构防腐核电站钢结构防腐是保证核电站安全运行的重要环节。
由于核电站处于恶劣的气候环境和工作条件下，加之钢结构长期暴露在海洋环境中，容易受到腐蚀和侵蚀，因此必须采取适当的防腐措施来保护钢结构，确保核电站的正常运行。
首先，核电站钢结构防腐措施的选择应符合国家标准和规范要求。
根据国家有关部门的规定，核电站必须采用特殊的防腐材料和工艺，以确保钢结构在极端环境下的抗腐蚀性能。
这些防腐材料包括有机硅涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料等，其选择应根据实际情况确定，并经过严格的检测和评估。
其次，要对核电站钢结构进行全面的防腐处理。
核电站的钢结构防腐措施要包括防锈预处理、底漆涂覆、中涂和面漆涂覆等环节。
防锈预处理包括物理方法和化学方法，如砂轮打磨、热浸镀锌、喷砂清洗等，以去除钢结构表面的锈蚀物和杂质。
底漆涂覆是为了提高涂膜的附着力和耐腐蚀性能，中涂和面漆涂覆则是为了增强防腐性能和美观度。
此外，核电站钢结构防腐还需要采用一定的防腐措施。
核电站的环境比较特殊，存在高温、高湿、腐蚀性气体和化学物质等因素，容易导致钢结构腐蚀。
因此，在防腐处理过程中，还需要采取一些技术措施，如喷涂防腐涂料之前进行表面清洁、涂膜干燥和硬化、涂膜评定和检测等，以保证涂膜的质量和防腐效果。
最后，要加强核电站钢结构防腐的监测和维护。
核电站钢结构在使用过程中应定期进行检查和维护，发现防腐层有损坏或腐蚀现象应及时修复。
同时，要建立完善的档案和记录系统，记录钢结构的防腐工艺、涂膜质量和防腐效果等信息，为后续的维护和管理提供参考依据。
总之，核电站钢结构防腐是确保核电站安全运行的重要环节。
通过选择合适的防腐材料和工艺、进行全面的防腐处理、采取一定的防腐措施、加强监测和维护等方式，可以保护钢结构不受腐蚀，延长其使用寿命，确保核电站的安全和稳定运行。
核电厂设备及管线保温层下腐蚀与防护技术
核电厂设备及管线保温层下腐蚀与防护技术发表时间：2017-01-18T11:01:39.747Z 来源：《基层建设》2016年31期作者：冯唯一王洪[导读] 摘要：电力能源在现代社会发展中占据重要地位，随着社会不断发展，相应提高了发电企业的实际工作要求。
核电厂利用核能转换为热能，再使用汽轮机发电的机构，对于电力生产条件有着较高的要求，其内部设备及管线普遍装有保温层。
福建福清核电有限公司 350318摘要：电力能源在现代社会发展中占据重要地位，随着社会不断发展，相应提高了发电企业的实际工作要求。
核电厂利用核能转换为热能，再使用汽轮机发电的机构，对于电力生产条件有着较高的要求，其内部设备及管线普遍装有保温层。
随着社会和管线使用时间不断增加，在多种因素影响下，其保温层下腐蚀问题会日益严重，如不进行管理，就会影响核电厂的正常生产运行。
笔者从核电厂实际生产工况入手，就保温层下腐蚀机理和相应的防护技术，发表几点看法，以供相关单位参考。
关键词：核电厂；保温层下腐蚀；防腐技术；监测保温是保冷、保温、以及防烫装置的总称，在核电厂生产中，承载着提高能源有效利用率、维护设备和管线热平衡的重要作用，直接影响着装置安全有效的运行状态。
保温措施在核电厂中应用较为广泛，包括主回路和辅助系统中均设置有大量的保温层，因此核电厂需对保温层下腐蚀问题引起足够的重视，从保温层下腐蚀机理入手，对其进行防护，以确保稳定的生产状态，提高核电厂生产效益。
一、核电厂设备和管线保温层下腐蚀问题概述保温层下腐蚀（Corrosion Under Insulation）具体是指产生于安设有外保温层的设备及管道外表面的腐蚀现象。
保温技术的广泛使用，节约能源、提高能源利用率的同时，也相应增加了保温层下腐蚀的风险，如进一步恶化为泄露或火灾爆炸事故，不仅会给核电厂带来巨大的经济损失，还可能导致更为严重的不良后果。
（一）保温层下腐蚀基本机理分析安设有保温层的设备及管道，如发生保温材料安装不当、保温材料受外力印象破损、检维修不当、外保温材料性能劣化等问题时，就可能导致外界水分渗入保温层，随着水分不断积累，设备及管道金属表面与保温层间，潮湿腐蚀环境逐渐形成，在薄层电解质液膜的影响下，就会发生腐蚀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
腐蚀与控制锌2铝长效防腐涂层在核电乏燃料贮存罐中的应用卢媛媛1刘金华2(1.绵阳师范学院,四川绵阳,621000;2.中国核动力研究设计院,成都,610041)摘 要 乏燃料贮存罐的腐蚀破坏可能导致灾难性事故,其维护的特殊性,要求一种长效安全的防护技术。
简述了钢铁在海洋大气中的腐蚀,对比分析了几种钢铁表面防护方法,探讨Zn2Al合金防腐蚀机理。
在上述基础上,推荐了关于乏燃料贮存罐长效防腐蚀建议方案。
关键词:乏燃料贮存罐 海洋大气 热喷涂 Zn2Al合金 防腐蚀涂层1前言随着核电事业的发展,必然会产生越来越多的乏燃料。
乏燃料仍具有一定的放射性和衰变热,其安全贮存成了一个倍受关注的问题。
目前,干法贮存越来越受到世界各国的青睐。
乏燃料贮存罐价格便宜、易于制造,成为一个重要选择[1,2]。
贮存罐主材质一般为碳钢(也有不锈钢如304L),设计贮存期一般为40～60年。
腐蚀是贮存罐损坏的主要原因之一,腐蚀穿孔引起介质泄漏,会造成灾难性事故。
出于安全、可靠和节能等方面的考虑,迫切需要一种长效防护方法,在60年内免维护。
热喷涂Zn2Al合金涂层技术是一种新发展起来的防腐技术[3]。
采用热喷涂技术,喷涂材料选用锌铝合金,再进行合适的封闭处理,可以达到乏燃料贮存罐的防腐蚀要求。
2乏燃料贮存罐腐蚀环境211 海洋大气环境中的腐蚀目前,我国现有建成的核电站,均位于沿海。
干式贮存罐一般置于混凝土窖中,罐内装有乏燃料并填充惰性气体。
罐体外侧与混凝土窖之间留有间隙,与外部环境的大气连通。
这是为了利用空气自然对流对贮存罐进行被动冷却,以带走余热。
海洋大气通常具有高腐蚀性,海风席卷着氯化物颗粒并使氯化物沉积到表面是这类大气的特性。
海洋大气腐蚀是由于潮湿的气体在物体表面形成一个薄水膜而引起的,其腐蚀机理:金属暴露于海洋大气中,其表面会形成一层液膜,空气中Cl-溶于这层液膜中从而引起金属的腐蚀[4]。
在侵蚀性的沿海环境中,由于表面液膜中氯化物盐粒的存在,碳钢一般不能建立钝态,主要表现为均匀腐蚀,其腐蚀速率见表1。
与碳钢相比,不绣钢的均匀腐蚀速率小一些,但在含氯环境中易遭受应力腐蚀破裂。
不锈钢材料的腐蚀主要由三大因素引起:湿度、有害物质如氯离子和应力。
贮存罐外侧基本具备这些条件。
贮存罐在大气环境下会在表面形成一层含氯液膜,在金属罐制作与密封过程中,不可避免地存有残余应力。
这些的焊缝,尤其是其热影响区,是应力腐蚀破裂最为敏感的部位。
除此之外,源自乏燃料的γ辐射,会引起大气的辐解,导致极端腐蚀环境如硝酸和臭氧[5]。
对于暴露于这种环境中的碳钢,将加剧腐蚀,所带来的危害也将更加严重。
212 海洋大气环境中的防腐蚀方法海洋大气环境中形成的电解液膜是不连续的,并且时干时湿,不能采用电化学防腐蚀方法,而应采用涂层和其他覆盖层的方法,用以将金属与腐蚀性介质隔离开来。
日本“海洋钢质构建筑物设计指南”中明确规定,海上建筑物无论是固定式结构还是浮式结构,其大气区外壁均采用涂层防腐蚀。
我国对于海洋大气的腐蚀也多数采用涂层保护系统。
对于腐蚀严重又难于维修的钢铁构件,国外多采用喷锌、喷铝及喷锌铝合金加封闭涂层进行保护。
鉴于其优良的保护效果及较长的保护寿命,我国也正在逐步推广这种技术[6]。
3锌2铝长效复合涂层英国标准BS54931977《钢铁结构防腐蚀保护层的使用规程》中指出,只有喷Zn、Al涂层才能保证在各种工业及海洋环境中维持20年而无需维护;美国焊接学会进行的19年腐蚀试验及LaQue腐蚀中心的34年海洋环境使用性能报告也有力地说明了在各种不利的环境下,Zn、Al涂层长效防护的有效性。
311 防腐蚀涂层方法比较钢质贮存罐传统防腐蚀方法主要采用油漆防护、阴极保护、缓蚀剂保护和材料升级。
阴极保护使用场合仅限于贮存罐底部保护,且保护寿命一般只有10～15年;缓蚀剂限于液体贮存介质且效果不佳;材料升级不仅存在成本问题,更重要的是目前还没能找到适用的长期耐蚀材料。
利用涂层技术对贮存罐进行腐蚀防护是行之有效而经济的方法,在大气腐蚀防护中尤为广泛应用。
其优缺点见表2。
利用喷涂金属对钢铁进行长效防护,国外早在上世纪30年代就开始应用,至今仍然被普遍采用,并且还在继续发展。
热喷涂金属层主要使用的金属材料有:Zn、Al及Zn2Al合金。
锌和铝对钢铁基体的保护机理既有相同之处又各具特色,见表3。
表1不同大气中钢、锌、铝腐蚀速率(μm/a)材质乡村大气城市大气工业大气海洋大气碳钢264710065合金钢13-5126锌214994铝01111015表2 几种防腐蚀涂层比较项 目涂层结合力涂层防护年限(a)优 点缺 点简单涂漆防护低3～5方便、灵活、可现场施工,涂层强度低;易老化、开裂和剥落;污染环境;维修频繁重防护涂层中3～10外观美丽,工艺简单;可对大件现场施工维护频繁,难度大且费用很高;旧油漆污染环境热浸镀高10～15镀层均匀,耐磨蚀无法对大件现场施工;成本高热喷涂高30～60可现场大面积施工;涂层结合力强,耐蚀性能好,单位造价高;施工复杂,操作要求高,需专用设备表3 几种热喷涂金属涂层比较项 目防护机理优 点缺 点热喷涂Zn 通过涂层自身的牺牲实现对钢铁的保护高阴极保护性Zn的活性;涂层耐腐蚀性能不高;喷涂过程中会有大量有害的烟雾产生,对环境和人类健康造成危害热喷涂Al 在表面外层形成致密氧化膜,具有隔离保护作用铝的耐蚀性比锌好,氧化膜修复快Al的弱牺牲保护性;涂层孔隙率较高;对Cl2敏感热喷涂Zn2Al 合金涂层本身比钢铁高的耐腐蚀性;牺牲阳极的保护作用;机械的封闭作用合金兼具二者的优点,即Zn的高阴极保护性,Al的耐蚀性,又克服了二者的缺点,即Zn的活性和Al的弱牺牲保护性;防腐寿命更长成本较高;Zn2Al合金配比确定及制作难度高 纯铝在自然环境中会形成一种非常致密的氧化膜,降低了腐蚀活性,这层膜的隔离效果是十分有效的,表现出铝在许多腐蚀性介质中具有良好的耐蚀性。
因此,铝作为防护涂层具有隔离保护作用。
在自然环境中,铝的耐蚀性比锌好,但氧化膜使得铝的牺牲阳极保护性能降低。
锌涂层的保护作用主要依靠其自身的“腐蚀”来对钢铁施行“牺牲”保护作用,其电化学特性为钢铁提供了一种很好的阴极保护作用。
但和铝相比较,在大气环境下,锌仍具有一定活性。
Zn2Al合金涂层综合了二者的优点[7,8],即Zn 的高阴极保护性和Al的耐蚀性,又克服了二者的缺点,即Zn的活性和Al的弱牺牲保护性。
其防护年限是单纯锌或铝涂层寿命的115倍。
312 热喷涂锌2铝合金热喷涂锌2铝合金发展应用已有40多年历史,我国在上世纪80年代中也有部分应用并推荐用于海港钢结构的防腐蚀。
电化学测量表明,当Zn2Al合金中铝含量在5%～30%时,其腐蚀电位和Zn几乎一样,其阳极极化亦与Zn相似。
可以理解为Zn+2Cl-→ZnCl2的反应,但它的阴极极化曲线又与纯Al相似。
Zn2Al合金兼具二者的优点,又克服了二者的缺点,是一种很有前途的喷涂材料。
目前,喷涂用锌铝合金丝中铝含量范围一般为5%～55%。
常用的是已工业化生产的锌215铝合金。
热喷涂Zn2Al合金防腐蚀原理:(1)锌、铝层有比钢铁高的耐腐蚀性。
(2)牺牲阳极的保护作用:锌、铝都有比铁更好的负电极电位。
(3)机械的封闭作用:锌铝合金喷涂层本身有一定的机械隔离作用,封闭处理,隔离作用进一步加强。
热喷涂锌2铝涂层技术是依靠特制的火焰或电弧喷枪,将通过喷嘴高温火焰区的锌2铝合金丝熔化,并利用压缩空气将熔融态的锌2铝雾化,高速撞击到基体表面,相互粘结,形成与基体结合牢固的涂层。
涂层内含有3%～15%的孔隙,需要进行相应的封闭处理。
封闭处理可以使原来喷涂层表面膜的活性态变为非活性的复合膜,减少其活性面积,从而提高耐蚀性。
荷兰热镀研究所通过20余年研究,指出喷锌或喷铝后,进行封闭处理,构成复合防护体系,其耐蚀性比单一的喷金属和单一的有机涂层(采用封闭涂料)的寿命总和还要高50%～130%(此谓协同效应)。
313 热喷涂锌2铝复合涂层应用实践国外对钢铁桥梁、海洋钻井平台、大型石油管道、电厂的钢构件、锅炉、炼油厂反应塔等采用喷涂锌2铝复合涂层长效防腐技术,涂层平均寿命均达到15～20年以上。
英国普利茅斯Tamar公路大桥80μm锌2铝复合涂层30年来只重新喷涂过一次。
英国北海近海钻井平台采用喷涂锌2铝复合涂层加封闭技术,效果良好。
美国某大型变电站全部钢架、铁塔喷涂锌2铝复合涂层,30年后涂层全部完好。
近年来,我国亦进行了一些喷涂金属锌2铝复合涂层长效防腐工程,例如湖南长沙湘江北大桥双塔斜拉索结构采用表面喷涂锌2铝复合涂层加封闭进行长效保护;大连炼油七厂大型塔罐、塔盘、热交换器封头进行喷涂锌2铝复合涂层加封闭处理;在煤矿井筒钢结构件中,采用电弧喷涂长效防腐技术,设备耐腐蚀寿命由原来10～15年提高到45～60年以上。
314 乏燃料贮存罐防腐涂层设计英国Metallstion公司提出:采用喷Al或Zn (厚100μm)用一般涂料涂覆,在海水中的极限防护寿命为20～25年。
当厚度为175μm,用长效封闭涂料封闭时,在飞溅条件下,防护寿命可达为40～50年。
前苏联的试验也表明,120μm的铝涂层在盐雾腐蚀环境下的寿命可达20～25年,150μm的锌铝涂层在潮湿大气中有40年或更长的寿命。
表4长效防腐蚀涂层方案工序设计要求表面处理Sa310粗糙度80μm底层喷Zn2Al合金175μm 封闭漆及中间漆环氧云铁封闭漆①两道干漆膜共80μm面漆②脂肪族丙烯酸聚氨酯干漆膜100μm 注:①第一道加稀释剂,调低黏度,增强渗透性,不增加涂层厚度或涂层厚度20μm。
②面漆也可选用耐候性更优良的长效防护氟碳涂料。
针对乏燃料贮存罐维护的特殊性及防护的长效性的特点,选用热喷涂Zn2Al合金+封闭涂料+面漆的复合涂层进行防腐蚀,其方案见表4[9,10]。
315 防腐蚀涂层寿命估算电弧喷铝层在中性盐雾腐蚀试验的腐蚀速率为010012g/m2・h,即416μm/a[11]。
由此可以计算出厚度为175μm的电弧喷铝涂层的耐蚀寿命Larc:Larc=175μm/416μm/a=38a封闭涂层的2道环氧云母氧化铁加上面漆至少可单独提供5年的防腐蚀保护,即Lep=5a。
另外,按照世界公认的最佳协同效应,电弧喷铝复合涂层的耐腐蚀寿命L为铝涂层寿命Larc与封闭涂层寿命Lep之和的115～213倍。
于是可以得出电弧喷铝复合涂层的耐腐蚀寿命L≥(Larc+ Lep)×115=6415a,即耐腐蚀寿命大于60年。
喷锌铝合金涂层在海洋环境条件下的耐蚀性优于喷铝涂层及喷锌涂层。
由此可见,厚度为175μm锌铝合金复合涂层耐腐蚀年限大于60年。
4 结论(1)乏燃料贮存罐外侧可采用锌2铝复合涂层进行长效防护。