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螺絲防蝕處理


螺絲防蝕處理 (五)
                     油漆
  油漆是一種有機涂料,主要用于?;そ鶚裊慵?、設備及結構以抵抗空氣之腐蝕,是用來作為被?;そ鶚粲牖肪臣渲韙粑?。用油漆防止金屬的腐蝕已有悠久的歷史,也是一種應用最廣及最常見之防蝕技術,施工方便,成本低廉。

  油漆涂層之有效壽命,決定于油漆本身之耐久性及涂層對于被?;そ鶚糝階判?,而油漆之適當應用為獲得永久性附著力及最佳?;ぷ饔彌饕椒?。依據試驗顯示,影響油漆壽命最重要的一個因素是金屬表面要適當的處理,被處理之金屬表面必須無灰塵、油、脂、銹、氧化物及任何最初腐蝕物質等。這個因素比油漆本身的品質還重要,品質差的油漆用在表面處理良好的金屬上比品質好的油漆用在表面處理不良的金屬上還要好。金屬表面所有的臟物、油漬和油脂可用溶劑或堿性溶液去除后再水洗,銹和氧化物可用酸洗或噴砂方式去除。

  金屬表面清潔干凈后,頭道漆應馬上涂到干燥的表面上,以達到良好的吸附,最好先涂上一層磷酸鹽再涂第一道漆。油漆通常須涂數道,涂層之次數及種類,為達成適當防銹作用之重要因素。在油漆過程中,底漆之涂刷極為重要,用途為供給金屬之基本附著性,一般須涂兩道防銹底漆及一道面漆。一些研究人員認為鋼暴霧在腐蝕環境下,至少要上四道漆且厚度不得小于0.l3mm,臺電核電廠為三道底漆,兩道面漆,臺塑麥寮廠則為三道底漆,一道面漆。常用為防銹底漆者有為紅丹漆及富鋅涂料兩種,紅丹漆是將紅丹(氧化鉛)與各種漆基調制而成,富鋅涂料是由大量的鋅粉與少量的成膜物質(粘結劑)混合而成,漆膜干燥后,其中鋅粉占絕大部分(約90%以上)。紅丹漆中的氧化鉛離子對金屬腐蝕具有抑制作用,故能防銹。而富鋅涂料是依靠鋅對金屬之陰極?;ぷ饔?,所以有良好之防銹性能。

  常用為防止金屬腐蝕的面漆有環氧樹脂漆、矽樹脂漆、氯化乙烯樹脂漆、三聚氰胺樹脂漆、醇酸樹脂漆等,其中屬于環氧樹脂漆類之環氧煤焦瀝青漆,是目前國際上最廣泛使用之高效能防蝕涂料,其附著性、堅固性、耐水性、耐化學腐蝕等都較其它涂料優異。

陶瓷?;つ?/P>

  陶瓷?;つな翹沾剎牧鮮┯誚鶚舯礱嬉栽黽悠潿愿呶卵躉摯剮約澳腿刃?,對于堿類及氫氟酸以外之所有腐蝕環境皆具有良好之而腐性,并有耐磨、易清潔、悅目之外觀及良好之絕緣性等優點。陶瓷是指金屬氧化物、碳化物、硼化物、矽化物及氮化物的總稱,具有熔點高、硬度高、性能脆等特點,目前應用較多的是氧化物和碳化物,也少量應用硼化物及矽化物。

  適當使用噴鍍方法將熔融狀態之陶瓷材料微粒,噴附在金屬表面以形成覆蓋涂層,即陶瓷?;つ?。膜厚在0.4公厘以內者一般稱為塘瓷或琺瑯,0.4公厘以上者一般稱為玻璃襯里。噴陶適用于高溫下使用,噴陶層可以防止金屬與合金的晶粒間腐蝕,作為腐蝕性氣體的隔絕障礙,降低熱點發生的機會,對于重要部位可代替低合金金屬,并可抵抗污染物的侵蝕。若使用浸鍍法,則需于干燥后再于爐中烤干以形成附著力良好之?;げ?。

  臺灣鍍鋅公司在今年年初引進名為RUSPERT之復合瓷膜生產技術,專門應用于螺絲及扣件之防銹處理。該復合瓷膜由金屬鋅層(第一層)、磷酸鹽皮膜(第二層)及陶瓷表面燒結層(第三層)所組成,膜厚約10,據說在嚴苛之環境下具有卓越之防銹抗蝕及耐熱等性能,現正由臺灣島田陶瓷公司(圣揮)向業界推廣中。

結論

  金屬防蝕技術之學問廣泛,內容十分豐富,對于螺絲的腐蝕現象,究竟要采用那種防蝕措施,不能一概而論。例如防蝕的費用遠超過螺絲購買的成本,或直接更換新螺絲較為經濟,是否有特別需要,非采用最佳防蝕效果之螺絲不可。要妥慎選用材質及表面處理方式,如不銹鋼、合金鋼、碳鋼或鍍鋅螺絲等,皆應于事先周延考量,否則事后再作防蝕等補救措施,就更為困難,且效果不彰。甚至只要將會造成腐蝕的環境隔離,便能有效控制腐蝕,如臺電核電廠之機組設備皆建構于封閉之廠房內。也有人使用一種螺絲專用之塑膠帽(如RADOLID),有各種尺寸,可將暴露大氣之螺絲或螺帽緊密覆蓋而達到防蝕效果。另外要盡量避免將不同的金屬材料以螺絲結合,否則螺絲很容易因此兩種材料電化位能之差異造成嚴重腐蝕。所以必須依據螺絲腐蝕的原因、環境條件、防蝕的要求、各種措施防蝕效果,及成本與經濟效益等因素綜合考量,決定最經濟有效之防蝕措施,達成防蝕的目的。

酸鹽皮膜的過程。常用作鍍鋅層(電鍍鋅、熱浸鍍鋅、鋅合金)及鍍鎘層的后處理,以提高鍍層的耐蝕性,也可用作其他金屬如鋁、銅、錫、鎂、鎳及其合金的表面防蝕。鉻酸鹽皮膜的結構比較緊密,黏附性好,具有良好的化學穩定性,其皮膜干燥后為無孔性者,能當作阻隔物來阻止水份到達底層金屬,在腐蝕環境中對金屬表面有可靠之隔離?;ぷ饔?。

  鉻酸鹽皮膜的主要成份是含有三價鉻和六價鉻的化合物,以及基體金屬或鍍層金屬的鉻酸鹽。其中不溶性的三價鋁化合物構成膜的骨架,使膜具有一定的厚度,又其穩定性高,故使膜亦具有良好強度??扇芐緣牧鄹躉銜鋟稚⒃諛さ哪誆坑辛己錳畛渥饔?,當膜受到刮傷時,可使該處再次鈍化,即具有抑制作用以阻止底層金屬遭受腐蝕。在鹽霧試驗和溫熱試驗中,有鉻酸鹽皮膜的鍍鋅層比無膜鍍層的耐蝕性要高十倍甚至十倍之多。

  不同的基體金屬采用不同之鉻酸鹽處理溶液,得到之膜層和膜的成份也不同。而鉻酸鹽溶液中,Cr+6/SO4-2比值直接影響膜的顏色及厚度,在硫酸鹽濃度不變時,三價鉻約含量較高,則形成鉻酸鹽皮膜的數量較多。在沒有添加酸或堿的鉻酸鹽溶液中無法形成鋁酸鹽皮膜,所以要得到較厚的膜層,必須使溶液保持最佳的PH值。用水清洗過的鋁酸鹽皮膜,不可在5O℃以上的溫度干燥,因高于此溫度以上時,皮膜中之六價鉻化合物會由可溶性變為不溶性,而降低自愈能力,甚至隨著溫度升高使膜層出現裂化。

(三)氧化處理

  將鋼鐵件浸于含有氧化劑的堿性溶液中,例如硝酸鉀或硝酸納之氫氧化鈉溶液中,并保持其沸點為140℃左右,或將鋼鐵件浸于硝酸鈉及硝酸鉀之熔鹽中,取出后淬于水中,在其表面可得到一層悅目之黑色氧化物即氧化鐵膜,其成份為氧化亞鐵與氧化鐵之混合物,是提高黑色金屬防蝕能力的一種簡便又經濟的方法。鋼鐵化學氧化膜的厚度極薄,一般為0.5~1.6μm,耐蝕性有限,厚度在2μm上的膜,外觀暗淡無光,呈黑色或黑灰色,膜層有很好的吸附性,如浸以防銹油或涂漆后,其抗鹽霧腐蝕的性能可增加幾倍至幾十倍。

  鋼鐵零件在氧化處理前需要除油及酸洗,表面油脂較少且無腐蝕產物的零件,可直接放進濃堿性溶液中進行化學氧化。一次氧化處理是在一種槽液中完成,兩次氧化處理則在溶液成份不同的兩種槽液中完成,采用一次氧化處理時,生成的膜層較薄,耐蝕性較差。采用兩次氧化處理時,生成的膜層較厚,其耐蝕性也較好。氧化處理后的零件,必須經過充分洗凈,而后在肥皂水中煮沸,按著進行干燥和涂油。

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