本帖最后由 一介书生第二 于 2013-10-11 08:42 编辑 1、引言 钢结构是以钢材为主要组成材料的一种结构形式。钢结构因其具有材料强度高、结构自重轻、构件刚度大等特点，故特别适合于建造大跨度和超高、超重型的建筑物，如桥梁、电视塔、高压输电塔、海上采油平台、超高层建筑、罐车、水工钢闸门，等等。但钢结构也存在一个不容忽视的问题——钢结构腐蚀。 在大气环境中，钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露、温度与干湿变化等种种作用，易引起金属材料的电化学腐蚀问题；工业气体中的
1、引言
钢结构是以钢材为主要组成材料的一种结构形式。钢结构因其具有材料强度高、结构自重轻、构件刚度大等特点，故特别适合于建造大跨度和超高、超重型的建筑物，如桥梁、电视塔、高压输电塔、海上采油平台、超高层建筑、罐车、水工钢闸门，等等。但钢结构也存在一个不容忽视的问题——钢结构腐蚀。
在大气环境中，钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露、温度与干湿变化等种种作用，易引起金属材料的电化学腐蚀问题；工业气体中的SO2、CO2、NO2等，对钢结构也会产生腐蚀效应；海上采油平台等海工结构物中的钢构件，更易受到氯离子的侵蚀，对金属表面的腐蚀作用尤为显著。
钢结构腐蚀是金属材料与周围环境发生化学或电化学反应而被破坏的现象。由于钢材的腐蚀并不均匀，易造成钢结构表面的坑蚀，导致其应力集中，而应力集中又会加速钢材的腐蚀。腐蚀使得钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低，最终使钢结构材料产生破坏而变成一堆废料。腐蚀不只是浪费了自然资源，造成经济损失，有时还会带来一定的社会危害。所以，对钢结构的腐蚀及其防治应引起足够的重视。
2、钢材腐蚀的主要成因
（1）冶金因素。主要包括化学成分、钢组织及冷加工和焊接等三个方面。（a）化学成分的影响包括碳、磷、硫、锰与硅的含量，其中磷与硫对钢材的腐蚀性危害很大；锰会降低钢的抗腐蚀能力；硅能增强钢在自然条件下的耐蚀性和抗高温氧化性；碳的影响视介质而定，在中性介质中对钢的腐蚀影响较小，在酸性介质中腐蚀性相对较大。（b）碳钢的组织形态对其抗腐蚀性有一定的影响。如在碳含量相同的情况下，片状珠光体比球状珠光体腐蚀速率高。（c）在酸性介质中，冷加工一般会使钢的腐蚀增加好几倍。焊接造成的表面缺陷会引起缝隙腐蚀，焊缝和热影响区是腐蚀因素最突出、腐蚀行为最复杂和集中的区域。
（2）环境因素。包括水环境、土壤环境、化工介质环境等。（a）淡水（无盐天然水、井水、饮用水和工艺水等）对钢的腐蚀性与水中溶解氧的浓度有关，氧的含量越高会增加腐蚀的速度；当水中含有SO2、CO2时，会加速钢的腐蚀。（b）土壤对钢的腐蚀其影响因素较多，包括土壤类型、透气性、湿度、pH值、电阻率、腐蚀率等。据相关试验数据表明，在没有杂散电流和宏电池的加速作用下，碳钢和低合金钢在大多数土壤中的平均腐蚀速度为0.2~0.4mm/a。（c）化工介质包括酸、碱、盐及有机物。酸的种类主要是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸等，一般在酸性环境中钢的腐蚀性都很强。钢在常温的碱溶液中一般是耐腐蚀的，但当浓度增加时其腐蚀性会相应增加。盐溶液对钢的腐蚀性一般也较大，尤其是酸性盐溶液影响更大。当介质中存在硫化氢和硫醇等有机杂质时，会使钢的腐蚀速度快速上升。
3、钢材腐蚀的主要类型
钢材腐蚀的主要类型包括三种：
（1）大气腐蚀。主要是由空气中的水和氧气等的化学及电化学作用所引起。大气中的水汽形成金属表层的电解液层，而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。
（2）局部腐蚀。这是钢结构腐蚀破坏最常见的形态，包括电偶腐蚀和缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或连接处，两种金属构成了腐蚀原电池。缝隙腐蚀主要发生在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度窄到可以使得液体在缝隙内停滞时发生。
（3）应力腐蚀。即在一定的介质中，钢结构不受应力作用时腐蚀甚微，但受到拉伸应力后，经一段时间后构件会发生突然断裂。此种腐蚀断裂事先无明显征兆，故往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、建筑物倒塌、管道泄漏等，并带来巨大的经济损失和人员伤亡。
4、钢结构的防腐蚀涂装
涂料被涂装至钢结构表面，形成一定厚度的涂层，直接将钢铁与腐蚀环境隔离开来，使金属产生一道防腐蚀保护屏障，推迟腐蚀介质与钢铁相接触的时间，即只有等漆膜在所处腐蚀环境中失效损坏后，钢铁被曝露于外界环境时才于腐蚀性介质相接触产生腐蚀，涂料的涂装层从而实现了钢铁的防腐蚀保护作用。
涂料通常由膜物质、颜料、溶剂和助剂等组成。钢结构常用的防腐蚀涂料主要有：油脂涂料、醇酸涂料、氯化橡胶涂料、环氧涂料、丙烯酸树脂涂料及聚氨酯涂料等。
钢结构的防腐蚀涂装工艺包括表面清理、除油、除锈和涂料涂装等步骤。
（1）钢结构表面会由于各种原因导致存在焊口不平、焊渣现象，这些会严重影响涂装层表面质量，故在涂装前应对钢结构表面进行清理、打磨整平，以保障涂装的钢结构表面全部曝露。表面主要污染物包括尘土、锈蚀物、氧化皮、旧漆等，一般可用机械方法进行清除。
（2）钢结构表面的油污来源于机械加工过程中的润滑及冷却，以及在搬运、存储与安装过程中的油污。油污的存在将严重影响漆膜的附着力和使用寿命，故在涂装前应彻底清洗干净，一般可用有机溶剂或化学法等进行除油。
（3）钢材表面一般都会存在氧化皮和铁锈，导致漆膜被锈层隔离而不能牢固地附着于钢铁表面，从而影响实际防护效果。尤其是疏松的铁锈含有大量水分，对周围的钢铁会产生进一步腐蚀，造成新的漆膜起泡、龟裂、脱落。因此在钢结构表面进行涂装前，除锈是极其重要的工序，一般采用机械动力除锈。
（4）涂料涂装是将涂料薄而均匀地涂布在钢铁表面的工艺过程，其涂装方法的选择将直接影响涂膜的质量和涂装效率。常用涂装方法包括刷涂、滚涂、空气喷涂和高压无气喷涂等。不同类型涂料的涂装方法有其自己的适应性。
