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伴隨著我國工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化，工業(yè)生產(chǎn)門類日益增加，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境日益復(fù)雜和多樣化。特別是隨著石油化工、海洋化工、航海運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，有腐蝕性的作業(yè)環(huán)境和領(lǐng)域愈來愈廣，普通的起重機(jī)械很難適應(yīng)這種腐蝕性環(huán)境［1，2］。還有一些電鍍、酸洗、蒸煮、熱處理、鑄造、船用的起重機(jī)械，常常由于金屬結(jié)構(gòu)腐蝕造成整機(jī)可靠性下降、壽命縮短、電氣漏電失效，以至于出現(xiàn)設(shè)備毀壞和人身事故災(zāi)害。統(tǒng)計(jì)顯示，全世界每年因金屬腐蝕造成的損失達(dá)7000億美元，我國因金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失也占了國民總值的4%［3］。而起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)占整機(jī)重量的90%以上，因此研究起重機(jī)械的腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理

起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕，主要是由于在常溫大氣環(huán)境中使用，受空氣中的水分和其他污染物的化學(xué)、電化學(xué)的作用而引起的，它是在金屬結(jié)構(gòu)表面極薄的一層水膜下進(jìn)行的，這些水膜是由于水分的直接沉降或由于大氣溫度的突然變化而產(chǎn)生的凝露。這些水膜又能溶入大氣中的氣體(如O2、CO2、SO2、H2S等)、鹽類、塵土及其他污染物，再加上起重機(jī)械在生產(chǎn)制造、運(yùn)輸及使用過程中人為污染因素，所有這些都會(huì)提高水膜的導(dǎo)電性而使腐蝕過程加速。當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液層時(shí)，便形成電化學(xué)腐蝕過程。一方面，含O2水膜中由于氧的去極化作用產(chǎn)生吸氧腐蝕，其總的反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22Fe(OH)2+2H2O+O2=2Fe(OH)3整個(gè)過程表現(xiàn)為陰極得電子O2+2H2O+4e→4OH－，在陽極鐵被氧化成Fe2+，F(xiàn)e－2e→Fe2+，在形成的Fe(OH)3及脫水后的Fe2O3，便是鐵銹的主要成分。

另一方面，金屬表面電解質(zhì)溶液中會(huì)溶有一定的量的CO2、SO2、H2S等，加上水的電離便產(chǎn)生析氫反應(yīng)，即:H2O=H++OH－CO2+H2O=H2CO3=H++HCO－3鐵及其雜質(zhì)在H+、OH－、HCO－3等離子溶液中形成腐蝕電池，F(xiàn)e－2e→Fe2+，F(xiàn)e2++2OH－=Fe(OH)2，水膜中的H+從陰極中獲得電子生成H2放出，即2H++2e→H2。產(chǎn)物Fe(OH)2繼續(xù)氧化形成的Fe(OH)3及脫水后形成Fe2O3。

上述金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生的腐蝕過程表明，起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)都是作為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而遭受到腐蝕，整個(gè)過程具有以下三個(gè)環(huán)節(jié)組成:①在陽極金屬失去電子變成金屬離子進(jìn)入溶液，F(xiàn)e－2e→Fe2+。②電子由陽極流向陰極。③在陰極，流來的電子被溶液中能吸收電子的物質(zhì)接受生成還原物質(zhì)(2H++2e→H2，O2+2H2O+4e→4OH－)。在這三個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行最慢的一個(gè)環(huán)節(jié)將決定金屬結(jié)構(gòu)整個(gè)腐蝕過程的速度［3，4］。

起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕按照發(fā)生的部位分均勻腐蝕和局部腐蝕。

均勻腐蝕是指腐蝕介質(zhì)對不能形成保護(hù)膜的材料表面的均勻腐蝕。它能使材料厚度逐漸減薄，使材料產(chǎn)生韌性破壞。

局部腐蝕是指腐蝕介質(zhì)通過各種形式作用在金屬結(jié)構(gòu)的局部部位，對金屬產(chǎn)生的腐蝕作用。包括孔腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、氫腐蝕等。孔腐蝕通常發(fā)生在表面上有鈍化膜或有保護(hù)膜的金屬結(jié)構(gòu)上，當(dāng)鈍化膜被局部破壞，微小的破口處和破口周圍的膜形成兩極，產(chǎn)生電化腐蝕;縫隙腐蝕發(fā)生在起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)焊接的焊縫處，焊縫易沉積腐蝕物質(zhì)，腐蝕破壞將由縫隙開始延伸逐漸擴(kuò)大;晶間腐蝕是由金屬表面沿晶界向內(nèi)部深入，使晶界呈網(wǎng)狀腐蝕，使金屬的強(qiáng)度、塑性下降;氫腐蝕是指在高溫高壓下，氫侵入金屬表面，與某種元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬被破壞。但無論是均勻腐蝕還是局部腐蝕，發(fā)生腐蝕的機(jī)理都是一樣的。

2起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕的措施

根據(jù)起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的電化學(xué)腐蝕原理，從三個(gè)環(huán)節(jié)和腐蝕的部位來看，必須消除產(chǎn)生腐蝕電池的各種條件，只有防止或破壞腐蝕電池的形成，防止電解溶液在金屬表面沉降和凝結(jié)，才能夠防止各種腐蝕介質(zhì)的侵入，完成金屬結(jié)構(gòu)的防腐過程。

2．1金屬結(jié)構(gòu)表面涂料涂裝法涂料涂裝法利用涂料的屏蔽作用(即達(dá)到一定厚度而致密無孔的涂膜能夠把金屬與環(huán)境隔離開，阻止腐蝕進(jìn)程)、緩蝕作用(一些氧化性的顏料與鋼鐵接觸時(shí)能夠發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，形成保護(hù)膜，使金屬表面鈍化，提高涂層的保護(hù)作用)和電化學(xué)保護(hù)作用(在涂料中使用活性比鐵高的填料，如鋅，會(huì)起到犧牲陽極的保護(hù)作用)。在起重機(jī)械行業(yè)的實(shí)踐中，常用的涂料涂裝法有表面鍍層、表面噴涂、表面涂漆。在一般的大氣環(huán)境下的金屬結(jié)構(gòu)采用鍍鋅保護(hù)法，如鋼絲繩的鍍鋅抗腐蝕(應(yīng)采用甲級鍍鋅，有酸性氣體的環(huán)境要鍍鉛)。在海洋性等潮濕環(huán)境中使用鍍鉻保護(hù);對于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中的鑄鍛件可采用熱噴法保護(hù)表面，增加抗腐蝕能力，如減速器外殼采用粉末噴涂加環(huán)氧漆的抗腐蝕辦法。對于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中的主梁、端梁、小車架、卷筒組等必須采用表面涂漆的辦法來防腐蝕。涂漆前應(yīng)拋丸除銹，為了提高涂層的質(zhì)量在施工過程中必須注意要嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)除銹等級執(zhí)行，確保表面清潔度與粗糙度滿足要求。在輕度腐蝕環(huán)境使用的起重機(jī)，選用耐腐蝕性能一般的鐵紅醇酸底漆和醇酸面漆。對于在中度腐蝕環(huán)境或潮濕、多雨地區(qū)使用的起重機(jī)，選用附著力好、耐酸堿性能好的環(huán)氧類底漆和耐水性好、保光保色性好、耐腐蝕性能較好的丙烯酸面漆。

2．2金屬結(jié)構(gòu)表面熱處理保護(hù)法

對裸露在大氣環(huán)境中的鋼制零部件(開式齒輪、傳動(dòng)軸、卷筒、鋼制滑輪、法蘭等)可以采用氧化、磷化、鈍化表面處理，提高這些零件的抗腐蝕能力。

2．3加強(qiáng)密封保護(hù)法

有目的地封閉環(huán)境，盡量隔離腐蝕介質(zhì)區(qū)域，部分或全部消除腐蝕因素。如電器控制柜、電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器節(jié)等要加強(qiáng)密封，嚴(yán)防灰塵、水和腐蝕介質(zhì)進(jìn)入殼體內(nèi)。

2．4設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)防腐蝕

設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，避免采用易于積灰、積水及涂料達(dá)不到的截面;合理選擇連接方式和焊接方式，盡量減少縫隙的存在，比如鉚接、螺紋連接、搭接焊的金屬接觸面極易造成O2的濃度差形成縫隙腐蝕，要保證接頭不滲透，金屬與非金屬(如橡膠、塑料等)的連接一定要緊密，潮濕的部位要盡量能更換;盡可能采用表面積最小的圓管和方管的管形截面，閉口截面在節(jié)點(diǎn)處盡可能封閉，防止水汽侵入，桿件為開口時(shí)，開口應(yīng)朝下［5，6］。

3開發(fā)新型防腐蝕起重機(jī)的可能性及遇到的問題

20世紀(jì)80年代，國內(nèi)有學(xué)者以防爆電動(dòng)葫蘆做過模擬防腐試驗(yàn)，采用HF－45A型化工氣體腐蝕試驗(yàn)箱體構(gòu)成腐蝕環(huán)境，對防爆電動(dòng)葫蘆在升溫、高溫高濕、降溫、低溫高濕等條件下進(jìn)行了模擬試驗(yàn)與測定，并積累了一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)的起重機(jī)生產(chǎn)廠家主要對金屬結(jié)構(gòu)的部件密封技術(shù)做了大量研究工作，試制出了粉塵防爆葫蘆式起重機(jī)。近年來，有起重機(jī)械生產(chǎn)廠家已經(jīng)研制出專門的船用電動(dòng)葫蘆，這些都為我國盡快研制生產(chǎn)新型防腐蝕起重機(jī)打下了良好的基礎(chǔ)［1］。目前，國內(nèi)的起重機(jī)械行業(yè)還停留在對部分金屬結(jié)構(gòu)表面加強(qiáng)防護(hù)措施的階段，還沒有專門的廠家來研制、生產(chǎn)防腐蝕起重機(jī)的整機(jī)，國家也沒有出臺(tái)防腐起重機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)缺乏交流，相關(guān)配套設(shè)備的防腐技術(shù)落后，防腐技術(shù)的試驗(yàn)檢測條件也不成熟［7，8］。#p#分頁標(biāo)題#e#

4結(jié)束

語起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕是不可避免的，我們只有了解了金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理，研究出有效的防腐措施，才能更好地防護(hù)起重機(jī)的腐蝕，開發(fā)出新型的防腐起重機(jī)。使起重機(jī)械在化工、水利、電力、冶金等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。