涂层失效的原因有哪些？如何延长涂层的使用寿命

介绍

任何有机油漆涂层都有一定的使用寿命。 可以说没有不坏的油漆。 如何尽可能延长涂层的使用寿命是涂料行业永恒的话题。 不同的产品对涂层寿命的要求不同。 例如：冰箱、空调、洗衣机、微波炉、洗碗机等家用电器的使用寿命一般在十年以上。 外墙涂料主要起装饰作用。 即使购买后十几年涂层没有损坏，压缩机、管道、电机等核心部件也会磨损、老化、损坏，最终整体报废。 然而，涂层的功能主要是防腐。 涂料的涂层使用寿命越长越好，因为其应用对象不是简单的个人，而是庞大的线路、网络或群体，影响着千家万户。 例如，钢筋上的涂层一般与整栋建筑的寿命相同； 输油、输气、输水钢管防腐层的防腐效果关系到管道的使用寿命。 如果数千公里的管道发生泄漏，也会导致整个管道停运，对国家财产和人身安全造成巨大损失。 涂层失效的原因很多，不仅与涂层本身有关，还涉及涂层施工技术、被涂基材表面处理、工件使用环境等多个方面。 因此，涂层的失效分析在一定程度上被提及。 研究人员需要研究涂层的失效机理，为新型涂层的开发提供理论依据； 制造商还需要了解涂层应用过程中失败的原因，以便改进和改进涂层。 质量; 工程技术人员需要掌握涂层失效分析的方法，现场分析判断造成涂层失效的可能因素，避免涂层工程中再次发生。 因此，在研究涂层时，有必要研究其失效。

腐蚀研究的主要对象是金属，尤其是钢的腐蚀，这是最重要的材料，因为它是一种用途广泛的材料，而且极易腐蚀。 将矿石冶炼成钢铁需要大量的能源。 这种能量潜藏在钢铁中。 钢处于不稳定状态。 它们可以随时恢复到原来的自然化学状态并释放能量。 这是化学热力学中的自发过程。 ，即腐蚀现象。 人们利用钢及其合金的特性创造了当今的文明。 因此，保护​​钢铁等金属，使处于不稳定状态的金属正常发挥作用，防止其转变成化合状态（生锈），延长物体的使用寿命，就是防腐工作。 一项重要任务。

在防腐理论方面，很多科学家已经奠定了基础，但近年来进展甚微。 在防腐涂料技术方面，发展迅速。 新的涂料品种、新的涂装工艺、新的应用领域不断涌现。 烧结环氧粉末涂料是防腐领域中非常重要的品种； 有了成套的配套原材料、生产设备、检测仪器、喷涂设备，粉末涂料得到了空前的发展，无论在品种、数量、质量、应用、人们的认识上都发生了很大的飞跃； 粉末涂料具有传统溶剂型工业涂料无法比拟的优异特性。 它们在环境、经济、涂膜质量、涂装效率等方面具有竞争优势。 现在粉末涂料已渗透到家用电器、汽车、机械仪表、家具、厨具、建筑材料、园林设施、电力设施、交通设施、油、气、水管道防腐等领域。 ，烧结环氧粉末因其独特的功能而备受关注。 广泛应用于输送天然气、原油、成品油、水、海水、污水等领域的管道防腐领域。 能有效防止土壤、大气、水和有机溶剂的腐蚀。 、微生物以及对植物根部的腐蚀和损害。

熔融环氧粉末涂料概述

烧结环氧粉末涂料是以环氧树脂为基体的热固性粉末涂料（加热熔化后固化成膜，受热不再熔化）。 它在管道防腐领域的应用已有50多年的历史。 它是最早使用环氧粉末涂料涂装的防腐管道，在使用中仍然发挥着作用，表明它们能够经受住实践和时间的考验。

烧结环氧粉末涂料是一种以空气为载体进行输送和分散的固体涂料。 它涂敷在预热的钢材表面，熔化、流平、固化，形成均匀的涂层，因此得名，英文名称为FusionBonding Epoxy Powder Coatings，简称FBE。

FBE的每个颗粒都均匀地含有所有成分，使包衣操作过程和形成的包衣具有连续稳定的均匀性。 其优异的物理性能、化学性能、使用性、耐久性能、安全环保性能、经济性（涂层薄，仅300-500μm，成本低）受到防腐行业的普遍认可，显示出其强大的生命力，广泛应用于水运、石油运输、天然气运输、建筑、高铁、水利、矿山等领域，发挥着独特的作用。几十年来，经过不断的发展和完善，该技术在国内已趋于成熟。管道领域，在不同管径、不同输送介质、不同连接方式、不同地理环境下均具有优异的性能。 随着近20年来我国油气管道行业的快速发展，FBE粉末涂料已得到大规模应用，产品配方、生产工艺和涂装工艺技术日益完善。 其独特的功能备受关注，广泛应用于输送天然气、原油、成品油、水、海水、污水等领域的管道防腐领域。 能有效防止对土壤、大气、水、有机溶剂、微生物及植物根系的腐蚀和损害。 。

熔结环氧粉末涂料的优异特性

防腐涂料有多种类型。 为什么 FBE 如此独特？ 这得益于其粉末涂装方法（无溶剂、零VOC含量）和环氧树脂独特的分子结构。 环氧树脂有多种类型。 最常用的双酚A型环氧树脂的分子式通式（如图1所示）：

从上述分子结构可以看出：环氧基和羟基赋予树脂反应活性，使树脂固化物具有较强的内聚力和附着力； 醚键和羟基是极性基团，有助于提高润湿性和附着力。 附着力； 醚键和CC键使大分子具有柔性； 苯环赋予聚合物耐热性和刚性； 异丙烯基团减少分子间作用力，赋予树脂一定的韧性； -共-键的键能高，从而提高耐碱性。 主要缺点是：分子中的极性基团导致分子具有一定的亲水性，芳基醚键的存在导致树脂的抗紫外线性能差，耐候性差，易粉化。

FBE是一种有机涂层。 涂层是一种聚合物薄膜，可以阻隔水、电解质、氧气等腐蚀因素，防止化学和电化学腐蚀。 FBE涂层的突出性能在于其耐用性。 涂层具有良好的耐化学药品和溶剂性能； 坚韧、致密、耐磨，具有优良的抗冲击、抗弯曲性能； 可与钢材形成化学键，具有优异的附着力。 环氧树脂分子中富含羟基，不含酯键（不水解）。 它们具有一定的透水性和良好的绝缘性能。 与阴极保护结合，可实现长期保护； 涂层具有很好的玻璃化转变温度高，使用温度范围宽，在-30-120℃之间能保持最佳性能； FBE施工方便，不需要底漆，固化快，特别容易实现流水线作业，涂装效率高； 工件检测和修复容易，涂层质量易于控制。 该涂料有一定的吸水性，耐候性较差，不适合户外装饰。 而且涂装需要专用设备，现场施工性能较差。

FBE涂层的工作原理及失效原理

4.1 FBE工作原理

FBE应用于预热钢材的表面。 FBE快速熔化、润湿、流平、交联、固化，形成均匀的涂层，即聚合物薄膜。 分子通过低分子线性预聚物交联。 三维网状结构。 这层薄膜兼具附着力和韧性，能阻挡水、电解质、氧气的渗透，防止腐蚀。 在大多数情况下，粘附力来自二级化学键或极性键。 次级化学键是极性相互作用，例如氢键和范德华力。 这些力依赖于分子内电荷的不均匀分布，从而导致偶极子的产生。 这样，带正电部分的分子一端将被吸引到与带负电部分相邻的分子上。 环氧树脂上由原子组成的官能团，如固化剂中的羟基（OH）和胺基（NH），电负性差异明显，很容易与基材形成极性键。 如果固化温度达到230℃，FBE涂层可能与钢材表面形成化学键，附着力将进一步提高。

涂层必须与基材形成紧密的物理接触以实现良好的结合。 无论是化学键还是二级键，它们都只发生在只有几个A（10-10m）的距离内。 FBE熔化并与钢材紧密接触。 该过程称为润湿。 只有充分的润湿才能有良好的附着力。 FBE在高温下具有高熔融粘度并快速凝固。 为了充分润湿，需要进行良好的预处理（去除氧化铁皮、灰尘、油污、制作锚线）。 管道和钢筋一般采用喷砂或抛丸处理。 该处理方法不仅有利于润湿，而且增加了接触面积，影响表面张力，提高了机械结合力，附着力将得到显着提高。

至少在一定程度上，涂层具有阻隔性和渗透性，这也是FBE涂层保护基材的关键因素。 FBE涂层可以阻挡水、氧、盐的渗透，对水有一定的渗透性。 这不仅可以保护基材免受电化学腐蚀，还可以使阴极保护发挥作用。

4.2 失效原理

任何涂层都可能失效，FBE 也不例外。 人们一般将涂层失效的原因归结为四个方面，即涂层质量因素； 涂层制造因素； 涂层选择因素； 以及涂料使用环境因素。 。 涂层失效可能是由上述四种原因之一引起的，也可能是其中几种原因共同引起的。

4.2.1 FBE的品质因素

涂料的质量与其原材料、生产工艺、配方、运输和储存有关。

FBE的品质与原材料选择、配方设计和加工工艺密切相关。 目前，国内一些环氧树脂生产企业为了降低成本，在生产环氧树脂的过程中添加一定比例的聚酯中间体。 这种材料价格便宜，但由聚酯组成，没有官能团，不参与化学反应。 FBE的固化性能、耐水性、耐阴极剥离性、机械强度、附着力等都有很大的影响。

一些 FBE 应用需要在特殊环境下使用部分改性环氧树脂，以增加交联密度或提高韧性。 由于这些材料相对昂贵，已被一些FBE制造商放弃，无法达到预期的性能。

配方设计是根据产品性能要求和工艺条件，合理选择原料，确定各种原料的用量和配比。 FBE由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和添加剂组成。 各种成分之间存在复杂的物理和化学相互作用。 目前，利用理论计算方法还无法完全确定各种原料的配比。 ，在一定程度上还是依靠长期积累的经验。 配方设计是一项专业性很强的技术工作，对产品质量和成本具有决定性影响。 此外，合理的配方是保证加工性能的关键。 因此，配方设计是FBE生产的重要环节。 如果比例不合理的涂料流入市场，势必造成涂料不合格。 因此，需要多个检验环节来检查油漆的质量，以防万一。

配方设计的目的不仅仅是研究原料的配比组合，更重要的是了解原料的基本性能、各种配比对FBE性能的影响以及与工艺性能的关系，进而了解原料的配比组合。各种结构和性质之间的关系。 之间的关系。 在追求经济合理性的同时，获得最佳的综合性能，做出高品质、低价位的产品。

运输、储存环节主要是防止粉体结块、吸潮、变质。 FBE含有反应性环氧树脂和固化剂。 它是一种非常活泼的物质，在某些情况下会发生轻微的化学反应。 FBE粉末在常温下保存期可达一年，超过40℃时保存期更短。 过期或变质的粉末可能会结块、凝胶时间较短、流平性差、机械性能和耐化学性差等。

4.2.2 FBE涂层施工因素

4.2.2.1 基材预处理

涂装前良好的表面处理可以提高钢管的使用寿命，达到事半功倍的效果。 使用好的涂料就像给钢结构“穿”了一件外套来阻挡腐蚀，达到良好的涂层保护效果。 涂装前良好的表面处理至关重要，这可以增加涂层与钢管的接触面积，使这层涂层牢固地附着在钢结构表面，对钢管起到持久的保护作用。

钢管刚出厂时，其表面完全覆盖着一层坚硬的氧化皮。 这层氧化皮肉眼看起来非常紧密，但实际上有很多缝隙，这些缝隙可以渗透水和氧气。 氧化皮一般由三层氧化铁组成，表层为Fe2O3，中间层为Fe3O4，与金属表面直接接触的一层为FeO。 Fe203化学性质稳定，但FeO很不稳定，不会与水和氧气发生反应。 在铁的作用下，FeO很容易水解成氢氧化铁。 这样，上述的水解和腐蚀就会慢慢地从间隙开始，沿着金属与氧化皮的界面向内深入，在界面上形成较大的体积。 锈产物引起氧化皮表面应力的变化，而氧化皮本身没有延展性，因此氧化皮很快就会与其外层一起剥落。 此外，温度变化和机械作用等物理因素也会导致氧化皮翘起或剥落。 另外，从电化学角度来看，氧化皮的电极电位比金属铁本身高0.15-0.20V。 当钢板大部分表面仍附着有氧化皮时，氧化皮部分在腐蚀介质中形成较大的氧化皮。 阴极，而氧化皮不连续处的钢管表面形成小阳极，引起严重的电化学腐蚀。 同时，我们大量的实验证实，去除氧化皮后涂漆的工件比有氧化皮的工件得到更好的保护。 因此，为了提高防护涂层的附着力，良好的预处理是必要的。

4.2.2.2 FBE涂层的涂覆工艺

FBE是一种热固性粉末涂料。 加工工艺主要是指粉末涂料的固化温度和固化时间。 只有完全固化才能获得涂层良好的物理和化学性能。 涂层大口径管材长度一般为12米。 废热用于使其固化。 凝胶时间必须足够快，以便在冷却前完全凝固； 同时，凝固速度必须足够慢，以便使表面适当润湿和流平。 ，渗透到锚定图案的深处，这是一个矛盾； 由于熔融环氧粉末涂料FBE是热固性涂料，涂装后不仅需要流平，而且要完全固化，必须发生一系列化学反应，形成三维网络。 具有相似结构的大分子需要在一定的温度下保持一段时间才能完全反应和成熟。 如果没有完全反应，固化百分比不能达到95%以上，就无法达到涂层的物理和化学性能，而且涂层中的树脂仍然是脆性预聚物，没有强度和抵抗力，更不用说钢管的保护。 这在烧结环氧粉末的使用中非常重要。 只有固化率达到95%以上才可以考虑。 已经完全治愈了。 固化不完全或过度固化都会损害涂层的质量。 当固化温度高于260℃时，涂料分子链易断裂，引起降解、分解等副反应。 涂层被烧焦，无法达到预期的性能，基体的金相组织也可能发生变化。 影响管道的主要强度。

总之，要想获得良好的附着力，就必须有良好的前处理、良好的环氧粉末、良好的固化工艺，否则涂层失效在所难免。

4.2.3 FBE应用选择

FBE有很多品种，每种都有自己的特点，并且对性能指标的侧重点不同。 构造和应用都不同。 我们选择FBE的原则是“物尽其用”。 不同的工件使用不同的 FBE 和施工技术。 例如，管道上的FBE内涂层需要致密、坚硬、耐磨的涂层，以减少输送介质的二次污染，减少摩擦阻力，延长钢质管道的使用寿命，提高管道输送效率； 管道外涂层注重涂层的韧性和抗冲击性能，其次是表面流平。 毕竟保护功能才是最重要的。 如果用反了，就达不到预期的目的。 又如：由于钢筋涂层的现场弯曲要求，韧性优先，而管内FBE涂层则优先考虑附着力。 这两种材料不能混合，因此FBE的合理选择与FBE的生产同样重要。

4.2.4 FBE服务环境因素

管道遍布世界各地，从陆地到海洋，从城市到乡村，从赤道到极地，从地面到地下，从平原到山脉、河流、湖泊、沼泽、草原、沙漠。 地质结构、温度、大气、水体、杂散电流等都不同，因此腐蚀条件也不同。 虽然FBE涂层的应用范围很广，但必须区别对待。 有些场所可采用普通级防腐，腐蚀严重的场所应采用加强级。 一些特殊管道，如注水管道，需要采用高交联密度、耐高温的涂层。 如果采用普通FBE涂层，由于该层的玻璃化温度低于环境温度，会很快软化、脱落并堵塞管道。

涂层失效的各种表现形式及失效分析

5.1 孔隙

孔隙率是涂层表面或内部的不连续部分。 粉末涂料是一种以空气为载体的涂料。 FBE 快速固化。 成膜后，微量空气或挥发物被封闭在涂层内或冲破涂层形成孔隙。 固化热喷涂涂层中的快速孔隙率是不可避免的，但可以通过改进粉末和涂层工艺将其控制在无害水平。 在显微镜下可以清楚地发现横截面和粘合表面的孔隙（图2和图3）。

SY/T-0442标准将孔隙率从低到高分为5个等级。 2级或以下被视为合格。 过多的孔隙会吸收水分并沿界面扩散，消散涂层与钢基体之间的结合力。 严重导致分层。

5.2 气泡

好的FBE涂层除了能够屏蔽水、氧气、离子的渗透外，还必须保持高度的附着力。 涂膜对金属的附着力，除少数来自初级价键外，大部分来自次级价键力：氢键和范德华力。 当涂膜浸入水中时，水分子穿透涂膜到达金属界面，置换极性基团，特别是渗入孔隙并沿界面扩散。 在渗透压和热膨胀的作用下产生气泡，涂层部分剥落（如图4所示）。

5.3 泄漏点

所谓漏点，英文是holiday，是指防腐层上不连续的点或渗入铁屑杂质。 FBE检漏的本质是检查和发现钢管表面防腐层不完整的情况。 如气孔、磁性物质等导电物质渗入涂层，这些部位日后很可能较快地被水溶液等腐蚀介质腐蚀，造成腐蚀损坏。 因此，防护涂层的检测，特别是防腐层的连续性或完整性，对于防腐涂层施工的验收起着非常重要的作用。

埋地钢质管道防腐层的泄漏检测比其他行业的防腐涂层更为重要。 这不仅留下了涂料泄漏点，而且留下了涂料隐患。 管道防腐层的完整性直接影响阴极保护的电流密度和阴极保护的经济性。 因此，在埋地管道防腐层施工过程中，无论是在防腐预制厂防腐层管道的生产和预制过程中，还是在防腐层管道运输到埋地时，施工现场，进行现场焊接和修补。施工过程中，必须对管道外防腐层进行泄漏检测。 特别是入沟前，应对全线进行100%火花检漏。 检漏方法通常采用高压火花检漏仪。 检测到的泄漏可以使用双组分无溶剂环氧涂料进行修复。 （如图5所示）

5.4 损坏

所谓损伤是指防腐管道在搬运、运输、施工等过程中造成的损伤，大面积损伤表明涂层已经失效，需要重新涂装。 小面积损坏可用双组分无溶剂环氧漆修复。 （如图6所示）

5.5 阴极剥离

阴极保护作为埋地管道的防腐方法之一，得到了广泛的应用，在防止钢管电化学腐蚀方面效果显着。 阴极保护的负面影响早已为各国防腐工作者所认识。 副作用之一是阴极反应产物造成防腐层局部剥落，导致涂层失效。 原理是阴极是析氢和碱度增加造成的，所以要求FBE有足够的附着力和耐碱性； 从原料来看，环氧树脂具有较高的功能性和活性，且不含任何酯类物质。 膜后涂层具有更高的交联密度，改善了附着力和抗渗透性，抑制正极剥离的发生。

5.6 分层

所谓分层是指附着力不良，导致涂层与钢管分离。 原因与前处理、FBE质量、加工工艺等有关：

FBE 不含溶剂。 它是一种在高温下迅速固化的热固性涂料。 它熔化成粘稠流体状态并保持较短时间。 涂料流动和润湿基材的能力是有限的，因此预处理的质量对于粉末涂料比对于液体涂料更重要。 油漆更重要。

FBE固化不仅产生聚合物薄膜，而且还是一种良好的粘合剂。 简单的塑料薄膜无法防止金属腐蚀。 必须与钢材表面紧密结合，防止腐蚀介质的渗透。 通常油漆粘附在钢材表面是由于分子间二次价键的极性吸引力，如氢键和范德华力。 .吸引力的大小与分子间距离的六次方成反比，越近则越大； 但吸引范围必须在5A以内才有效，即氧原子直径的3倍以内。 因此，如果钢材表面存在油污，即使是单个油污分子也会超过5A，从而导致涂层失去附着力、分层而失效。

实验方法

腐蚀是一个漫长的过程，有时涂层的质量是在正常条件下检验的。 需要几年的时间来测试，周期太长，无法起到指导作用。 于是人们用一些极端的方法来判断短时间内的测试结果。 盐雾试验、沸腾试验、阴极剥离试验、DSC试验是测试粉末涂料附着力和抗渗透性能的科学测试方法，对FBE生产和涂装具有一定的指导意义。

6.1 煮沸附着力试验

将涂漆后的样品放入水中，浸泡在水中测试附着力，称为湿附着力。 湿附着力是影响涂层防腐性能的关键因素。 若置于高温水中（一般为75℃或95℃），热水的分子运动会加快，渗透性也会增加。 该方法可以在短时间内检测出涂层附着力的下降情况，即煮沸附着力测试是对涂层、前处理等进行综合测试，煮沸样品和附着力测试（如图7所示）可以提供对涂层耐久性的客观判断。

6.2 阴极剥离试验

我们在上面讨论了阴极剥离，这是对涂漆金属造成损坏的常见形式。 涂层钢通常采用阴极保护来防止腐蚀。 阴极保护不理想的后果之一是缺陷部位的涂层因阴极反应​​而失去附着力，涂层会与金属分离。 这种现象称为阴极脱粘。 我们模仿阴极保护过程，人为配制电解质溶液、泄漏点，利用阴极保护电流观察阴极剥离的半径，即为阴极剥离测试（如图8所示）。 阴极剥离试验与温度、电解液种类和浓度、施加电位、涂膜厚度、预处理等有关。该试验可以显示涂层在短期内耐阴极剥离的能力。 （如图9所示）

6.3 盐雾试验

人工模拟的盐喷雾环境测试是使用具有一定体积空间的测试设备，一个盐喷雾测试室，在其体积空间中使用人工方法来创建盐喷雾环境来评估盐喷雾耐腐蚀性性能和质量产品。 ，观察样品的生锈，散布，起泡和剥离的程度。 与自然环境相比，盐喷雾环境中氯化物的盐浓度可能是一般自然环境的几倍或数十倍，这大大增加了腐蚀速率。 对产品进行盐喷雾测试并获得结果。 时间也大大缩短了。

6.4 DSC差异扫描量热法测试

差异扫描量热法（DSC）是一种衡量传递到物质的功率差与参考物质的功率差与在编程温度控制下的温度之间的关系。 因为粉末涂料不含溶剂，并且没有溶液残留问题，因此它们最适合DSC的表征。 由于FBE在高温下固化，因此对粉末的玻璃过渡温度，固化热量释放，涂料的玻璃过渡温度，固化百分比，固化速度和其他参数的玻璃过渡温度，玻璃过渡温度，玻璃过渡温度相对较高，清晰，易于测量。 它可以使用FBE为抗腐蚀厂提供施工和质量控制。 基础。 DSC就像一对特殊的眼睛，测量了FBE的应用参数和涂料参数，以提供管道涂料生产。

抗腐蚀粉末涂料的应用领域和故障分析

7.1 FBE在石油和天然气管道领域的应用

进入21世纪，天然气已经超过了石油和煤炭，成为世界首选，因为它在环境保护方面具有优势。 我国的天然气储量丰富，但它们主要分布在西部的偏远地区。 消费市场主要集中在我国家的东部，那里的经济相对发展，人口稠密。 在21世纪初，我的国家开始铺设“西煤气管道”线。 2008年初，世界上最长的跨境天然气管道“第二次西瓦斯管道”项目正式开始建设。 2012年10月16日，第三次西方天然气管道项目开始建设。 完成后，它可以每年将300亿平方米的天然气运送到该路线的市场，这些天然气可以满足东部地区的需求，尤其是燃气发电厂的需求。 对天然气的需求不断增长，环境保护需求不断增加。

管道运输正成为全球经济一体化发展的新方向。 中国将成为世界上石油和天然气管道网络建设的中心地区之一。 将来，中国的石油和天然气管道建设将朝着大直径，大流量和三维网络的方向发展。 大直径的石油和天然气管道的总里程将在2015年超过150,000公里，形成了具有多元化资源，灵活的运输和稳定供应的国家能源安全系统。 各个地方的城市管道网络也正在如火如荼地进行，使用大量的单层FBE，双层FBE和3PE用于外部抗腐蚀管道。

单层FBE和双层FBE的主要故障模式是：某些反腐蚀制造商，对输出的单面追求，涂料操作速度太快，导致涂层的固化不完全（有时与导致温度变化有关通过季节性变化）； 粉末质量和固化过程的孔隙度以及在运输和施工过程中损坏引起的泄漏点等。

3PE抗腐蚀方法的主要故障模式包括：管头涂层翘曲； 阴极保护电流屏蔽； 焊接后斜率空心； 涂料划痕； 内部环氧粉末涂料泄漏等。

3PE抗腐蚀涂层通常使用中频加热。 管头与外界的接触面积很大。 涂层期间的温度通常低于中部。 如果底层FBE层未完全治愈，则粘结强度将很低。 钢管末端的分层称为边缘翘曲。 同时，中间胶水层和外侧PE层通过滚动施加，这将不可避免地在突出的焊缝处引起空心。

阴极保护是一种电化学保护技术，用于预防介电（海水，淡水，土壤和其他培养基）中的金属腐蚀。 该技术的基本原理是将一定的DC电流应用于受保护的金属表面，以使其产生阴极极化。 当金属的电势比某个电位值为负时，将有效抑制腐蚀的阳极溶解过程。

当阴极保护电流具有通往管子金属的真正途径时，阴极保护最有效。 当抗腐蚀层剥离或水泡时，大多数类型的抗腐蚀层会导致保护电流偏离其原始理想通道。 结果，阴极保护电流无法完全保护管道的外表面。 这样的抗腐蚀层称为“屏蔽类型”，如管道抗腐蚀层，3PE抗腐蚀层是一种屏蔽类型。这主要是因为PE层是隔离电流的，而单层FBE是尽管涂层的电阻很高，但可渗透的“非固定”抗腐蚀层仍然可以直接通过融合的环氧粉末（FBE）屏障即使将抗腐蚀层剥离，仍然会形成较高的pH环境以防止发生腐蚀。

7.2在油田水注入管道中施用

注水油回收技术是改善主要国内油田原油回收率的主要方法。 随着油田的生产时间的增加，水喷水质量继续恶化，硫酸盐氧化还原细菌的数量继续增加，地下温度很高，油田下井管串以及油管管道的腐蚀和缩放问题困扰石油和天然气勘探和运输的持续问题一直是一个持续的问题，造成的严重损失令人震惊。 水温对溶解氧引起的钢腐蚀过程有很大影响。 在封闭的系统中，水的温度越高，金属腐蚀速度越快。 这是因为当温度升高时，水溶液中各种物质的扩散速率会加速，电解质水溶液的电阻会降低，这将加速电池的阳极和阴极电极的腐蚀过程。 对于某些涂层的水注水管，在苛刻的地下环境中，涂层在不到一年的时间内失败并掉落，阻止了管道，并使整个涂层毫无用处。

水，氧和离子是腐蚀的三个要素。 抗腐蚀涂层是一种聚合物膜，可以在不同程度上降低以上三个因素的渗透并发挥抗腐蚀作用。 从微观的角度来看，温度升高时，水分子的运动会加速，这会影响涂层的渗透性。 这意味着加强。 如何更好地降低水的渗透性，氧气渗透性，离子渗透率和吸水性，并增加涂层的交联密度和玻璃过渡温度TG，以使环氧涂层浓度浓密并具有极好的屏蔽能力是解决问题的钥匙。 。

7.3在小直径的供水管道中应用

在小直径的供水管道和消防管道的领域中，该州发布了一项禁止内部镀锌钢管的政策。 塑料涂层的钢管由于价格低，使用范围广泛，操作，安全性和可靠性非常受欢迎，并已成为替代镀锌管的领先产品。 ，成功用于城市供水和排水，消防，工厂腐蚀性中型运输，建筑防火，地铁和隧道供水和排水，海水脱盐工程和其他领域。 涂料钢管的主要抗腐蚀材料是环氧粉，可改善管道的使用寿命。 塑料涂层钢管的使用寿命超过50年。 主要故障模式是：薄管壁，不足的热量存储，某些加热方法无法完全巩固涂层，并在安装和使用过程中发生分层和开裂。 同时，薄壁管通过凹槽连接。 在安装和构造过程中，有时会截获管道的背压槽。 此方法对涂层非常有害。 在轻度的情况下，可能会导致微裂缝和掩埋隐藏危险。 在严重的情况下，管道涂层可能会被完全报废。 。

7.4煤矿管道中的应用

煤矿中采矿煤炭资源的过程将伴随着各种灾难和事故的发生。 在这些事故中，无疑是最严重的气体爆炸。 它们不仅会造成最大的损失，而且还会发生最频繁的损失。 根据事故统计数据，根据州煤炭监督局的说法，大多数杀害10人煤矿的主要事故是天然气爆炸，约占主要事故总数的70％。 因此，天然气可以称为对煤矿安全的最大威胁。

预防气体爆炸的主动保护措施是防止发电的产生。 添加用于塑料涂层的钢管的粉末塑料添加带有导电剂和阻燃剂，因此静态电荷不能在涂层表面积聚，并且不会因突然放电而引起火花，并且会持续很长时间。 在使用过程中不会燃烧或软化。 如今，FBE在煤矿领域也有许多应用，例如排水管，煤矿通风管，燃气管等。这种管道不仅符合机械性能，而且具有静态导电和阻燃性能到满足煤矿中使用的塑料管的安全性。 性能检查规范，MT181-1988标准，该粉末也是所谓的“双电阻”粉末。 主要故障模式：由于主要使用了良好的浸入涂层方法，因此涂层在顶部很薄，底部厚度厚。 厚底端的电阻率无法达到106Ω，这可能无法满足导电要求； 在管道进入井之前，由于温度过高而引起的气泡和孔。 等待。

7.5在阀门配件上申请

随着管道行业的发展，国内阀门和管道拟合产品也正在发展朝着高科技内容，高标准，耐腐蚀性和长寿，这为阀涂层和涂料技术提出了更高的要求。 热喷涂的FBE非常适合涂层特殊形的管道配件。 例如：长途管道（例如西东气管道）需要大量肘部。 这种特殊形状的零件不方便。 有时拖动会在涂层上引起划痕。 双层FBE可以很好地解决这个问题。 此外，阀门，水表，诸如连接器之类的外观零件具有很高的外观要求。 尽管这些工件的尺寸不大，但它们具有足够的壁厚。 喷射热量后，FBE会迅速熔化并平坦。 同时，与传统的液体涂料相比，工作效率大大提高。

主要故障模式是：管道都是外星零件，每个部分的薄零件不能与每个部分完全一致。 它可能会产生某些零件以在某些部分烘烤或烘烤以产生局部跌倒。

7.6涂层加固的申请

所谓的环氧树脂涂层加固是普通钢筋钢表面上FBE保护层的增强。 涂层的厚度通常为180-300μm。 这种加固的使用可以有效防止在恶劣的环境条件下加强加固，从而大大提高了工程结构的耐用性。

带有融化环氧粉末涂料的钢棒具有许多优势，例如快速固化，均匀厚度，良好的柔韧性，良好。

环氧涂料钢产品主要用于铁路，高速公路，桥梁，高层建筑地下室，地下车库，海港，码头，水坝和污水处理池，化学工业和其他需要更重的行业。 1973年，美国的Bencania桥首次使用环氧树脂涂层钢筋。 之后，许多高速公路和盐湖是

使用国际机场和其他环氧钢杆。 与裸钢棒相比，由于涂层成本，这种环氧涂层钢筋仅占项目总成本的2％。 被确认。 从保护要求，建筑绩效，技术成熟度和环氧钢的经济的角度来看，我的国家已经达到了实用性的阶段，并已在某些项目中使用，具有广泛的应用程序前景。

中国的高速铁路建设始于1999年的Qin Shen乘客专用线路。经过10年以上的建设和现有铁路的高速转型，中国目前拥有世界上最大，最高的高速铁路网络。 截至2013年9月，中国高速铁路的总里程达到10463公里，“四个垂直行业”基本形成。 中国的高速铁路行动行驶里程约占全球高速铁路行动里程的46％，将世界高速铁路行驶里程排名。

涂层加固有两个主要功能：抗腐蚀和绝缘。 图13如图13所示，带有成品钢筋。 故障模式是抗腐蚀无效性和绝缘失败。

7.6.1反腐蚀困难

在水下或地下部分，会有一些差距或毛孔可以使水和腐蚀性介质进入。 如果钢筋涂层不完整，则弯曲有裂缝或毛孔和损坏，这将导致混凝土中加固的生锈。 干燥的生锈产生的氧化铁皮肤的体积应肿胀到数十次，导致混凝土开裂，保护层剥落，并且未能将增强剂暴露于大气，水和其他腐蚀性介质中。 它事先被摧毁。 加固涂层FBE是高温和快速固化，它容易产生涂层孔，并容易引起非法固化。

7.6.2绝缘故障

绝缘和故障主要体现在高速导轨的构造中。 高速铁路很快，其信号传输特别重要。 我国家的铁路信号在铁路上传递。 如果轨道没有绝缘，则就像封闭的线圈一样，会产生物理电磁效应。 轨道上有一个电流，形成了钢筋的电磁效应，从而使信号传输之间的距离短或误差信号。 这主要是由带入涂料钢筋或使用涂层加固过程中的损坏造成的损坏引起的泄漏点。

过去，我的国家受到国家状况的限制。 项目通常只专注于尽可能最小化成本，而忽略了结构化对象的耐久性和长期维护问题。 早期成本节省了一点，但将来带来了高维修成本和拆除问题。 随着经济发展概念以及系统的改革和进步的变化，FBE涂料钢筋也将在我国的建筑业中具有广泛的应用前景。

7.7在十字架桥的钢管道堆上应用

跨海桥是世界上公认的建筑问题。 粉底必须与钢管桩一起使用。 以杭州湾桥为例，有超过5,800个钢管堆，每个管道的直径为2.0-2.2m，长度为7188万。 在海的入口处，大气潮湿，氯离子很高，海水中载有大量沉积物。 堆，外国交通的做法是使墙壁变稠。 根据世纪 - 大桥的设计，管壁将增加2厘米。 整个桥的钢管管道的钢量将从370,000吨增加到500,000吨。 更不用说成本的增加，现有的桩设备没有胜任。 经过无数的探索，技术人员创新了FBE绘画过程，为钢管堆包裹了一件特殊的“外套”。 反腐蚀效果非常好，并节省了建筑基金。 它的防护涂层使用类似于管道抗腐蚀的融化环氧粉为了最大化钢管管管管管管管桩腐蚀。 主要故障模式：钢管桩很大，涂层的加热和均匀性受到限制，涂层不均匀； 涂层容易产生毛孔。 携带和容易损坏并不方便。

7.8建筑物预应力的混凝土钢扭曲和锚点电缆

主要的钢制扭曲线主要用于岩土锚定技术。 这是现代岩土工程领域的重要分支。 由于安全，经济和有效性，它越来越多地应用于各个工程领域。 大多数岩土工程项目都是隐藏的项目。 预应力肌腱的培养基暴露于地下岩石和土壤。 环境条件非常复杂。 地层中的预应力锚固电缆通常会受到地下水的约束（尤其是含有腐蚀性培养基的地下水）。 在高压力的作用中，应有应力腐蚀，两者相互交织，这通常会损坏锚电缆。 为了确保在使用期间，锚电缆的安全性，耐用性和可靠性，反腐蚀是关键。

预压后的钢扭曲线主要用于预应力的混凝土结构，例如大型跨度铁路和高速公路的桥梁，起重机梁，岩石锚定项目，多层工业工厂等。14。

FBE填充的钢扭丝的使用具有极好的耐腐蚀性和防水性，从而提高了锚电缆应用的当前腐蚀性。 填充的环氧树脂，钢丝的外层和钢丝的钢丝的填充被FBE完全填充并固化，以形成密集的整体。 通过生产监测并遵循 - 加工处理，树脂涂层在整个树脂的全长中都没有毛孔，可以完全避免腐蚀介质进入钢扭曲线的内部。 填充 - 型环氧涂层钢扭曲的电线具有出色的防腐性能。 它可以用于外部电缆，电缆电缆和其他项目，而无需外包PE盖； 涂料钢扭曲的市场占份额的80％以上，这是预应力工程学工程的首选。 国内天津·鲁伊尤恩（Tianjin Ruiyuan）粉末涂料有限公司，有限公司成功地开发了前刺的钢扭曲线的FBE，在米安扬（Mianyang）的北河河河的anang河Feiyun桥上卢昆·韦斯特（Liushugou of Luquan West），林格古（Lingshugou Bridge）和其他项目等项目已成功应用，并实现了良好的应用效果。 钢扭曲的电线与带有FBE的FBE相同。 这主要是由于高温和高温的快速凝固，这很容易产生涂料孔，并且很容易引起非法固化（弯曲和开裂）。

FBE的最新进展

经过20多年的持续发展和改进，国内FBE从头到尾经历了几次大飞跃，从差异到卓越，从弱到坚强，从一个单一到系列。 没有污染，简化的应用，广泛使用和节能的发展。 最终目标是延长管道的使用寿命，并防止涂层过早失败。 这是一个新产品趋势。

8.1复合涂料

复合涂料是将FBE涂料与其他涂层结合起来，以实现最佳的综合性能。 俗话说，“人们有自己的长度”，世界上所有的材料都与人们相同，而且他们不能完美。 每种材料都有其自身的优点和缺点。 关键是如何利用它。 近年来，在反腐蚀行业推出了各种新型的复合涂料，这是将两种或多种涂料结合在一起，以使它们发挥自己的专业并避免自己的缺点，例如：3PE和双环氧氧气涂层涂料是一个相对好的组合。 三层抗腐蚀结构整合了环氧粉，耐候性和聚乙烯层的抗机械损伤的粘附性，抗腐蚀性和聚乙烯层，从而弥补了它们各自的缺点，从而大大改善了涂层的使用。 生活。 双极氧涂层的底层具有良好的粘附。 表面层具有良好的刮擦电阻。 还使用了双层FBE。 屏蔽问题比三层PE结构要好于三个层次PE结构，并且最适合通过位置和腐蚀使用。

有许多抗腐蚀复合涂料，例如：双氧涂层，3PE，环氧树脂+聚酯，环氧+丙烯酸，环氧树脂+聚氨酯。 可以考虑涂层的粘附，韧性，硬度，抗腐蚀，耐候性，耐磨蚀性等。

8.2管道内外的反腐蚀组合

管道中内部和外部涂料的质量要求不同。 因此，应尽可能使用内部和外部涂料来实现最佳的综合性抗腐蚀作用。 例如：内环氧PE，内环氧的3PE，内环的环氧环氧树脂以及内环中的双极环氧树脂等，它们扩大了钢管道的施用场。

8.3低温固化

低温固化不是一个新话题。 在粉末涂料行业已提出了将近30年的提议。 装饰性粉末涂料可以达到120°C的最低固定温度。在管道场中通常不建议使用低温固化，因为低温固化管道钢表面和环氧涂层该层不能形成有效的组合钥匙，因此粘附和粘附和粘合剂阴极耐药性很差。 通常，单层环氧粉末涂料提出的最佳固化温度为450 0F，即232°C。普通钢管通常用于X45-X75。 它是X80高强度管道钢。 温度过高将改变钢的黄金结构的应用。 最高温度不能超过120°C。在粉末工业的努力下，最低3PE粉末可以在180°C下的温度应用而不会影响性能。

8.4高温粉末涂料

内部高核心密度密度和高TG使外部密度使涂层具有高温耐药性和热水阻力，该涂层用于某些特殊且严峻的环境中，例如：温泉管，油田水注入管道，油抽油，油泵油的施用杆和其他。

8.5特殊功能涂料

例如：导电，阻燃剂，绝缘等，以满足火管道的应用，煤矿地雷燃气管道等。

8.6邮政的粉末 - 格鲁夫工艺

火和供水管道通常通过凹槽连接。 但是，在施工期间，有些需要拦截，然后按凹槽。 由于压力凹槽产生的破坏力和产生的内部应力，很容易导致涂层掉落。 为了满足后压力凹槽的要求，我们必须具有良好的粘附和良好的韧性，但是粘附和韧性是矛盾的。 在环氧修饰和使用辅助剂的使用之后，我们已经产生了可以完全满足的。 GLIP工艺需要粉末涂料。

8.7绘画密度改善

环氧粉末涂料具有很强的阻塞，但是由于高温和快速凝固，热涂层过程可能会导致涂层产生毛孔和孔（如显微镜下的图2和3所示）。 并传播，最后到达界面，这将导致扇区和腐蚀。 经过无数试验，我们通过使用纳米材料和排气材料成功地克服了毛孔的产生。 。 （如图15和16所示，改善的粘附孔率和截面孔速率）

结论

Fackage分析是发展中的一项新兴学科。 近年来，它已开始从军事行业普及到普通企业。 它在改善产品质量，技术开发，改进，产品恢复和仲裁失败事故方面具有强大的实际意义。 故障分析基于故障模式和现象，通过分析和验证，模拟失败现象，找出失败的失败，找出故障的故障，原因是攻击故障机理的机制在材料领域的作用越来越大。

做好腐蚀腐蚀的好工作并不是一个简单的技术问题，而是一系列重大的社会和经济问题，例如保护资源，节省能源，节省材料，保护环境，确保正常生产和个人安全以及开发新技术。 太多了，我们不想从失败中学习课程。 我们应该从实践中获得经验。 准备工作比死绵羊好得多。 失败的分析强调预防预防，消除了芽状态下的所有腐蚀性安全危害，从而使我们的管道和建筑物的长期和稳定作用。 目前，该州预计将投资4000亿至5000亿元，以促进全国的管道走廊的建设。 这是一个机遇，也是一个挑战。 随着草根建设的质量要求的持续改善，失败分析将变得越来越有用。

质量的起点，尊严！

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