推荐一种螺栓防腐的做法

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推荐一种螺栓防腐的做法

2020年01月10日11:42 来源：涂层与防护

易桂虎，孔琦，季文翔，李本爱，曼得拉•查汗

（海洋石油工程（青岛）有限公司）

摘要：介绍了海上项目中几种常用的螺栓防腐的常规做法，对实际施工过程中遇到的问题进行了分析，提出了一种新的螺栓防腐做法。

关键词：螺栓；防腐；表面处理；油漆

0引言

螺栓连接是海上项目常用的一种连接方式，其结构简单、连接可靠、施工便捷、拆卸方便，因此使用量巨大。但也因其安装位置、安装方法、受重视程度等因素，螺栓的防腐往往容易被忽视。

螺栓在安装过程中容易对其防腐层造成破坏，且难以修补。在项目维保阶段，螺栓也需要定期进行检查更换。螺栓经过多次的拆装，原防腐层极易被破坏。在海洋环境下，螺栓常被滞留在螺栓孔中的水汽包围。这样螺栓与周围金属结构就会形成腐蚀原电池，出现大阴极小阳极的极端腐蚀情况。作为小阳极的螺栓其腐蚀速度非常快。

这些发生在螺栓孔中的腐蚀在中前期从螺栓表面上几乎看不出任何变化，只有到后期才会在其表面有明显的腐蚀产物。因此螺栓的腐蚀具有很强的隐蔽性，这样会产生极大的安全隐患。

1 常用的螺栓防腐方式

常见的螺栓防腐形式分为电镀、热浸镀、化学表面处理、油漆、陶瓷保护膜等。

1.1 电镀

电镀是利用电解原理，在螺栓的表面附着一层均匀且附着力良好的镀层。镀层多为锌、铬等可作为牺牲阳极的材料。当镀层完好时，镀层可以将螺栓与腐蚀环境隔离，抑制腐蚀的发生；当镀层破损时，镀层可以作为牺牲阳极，对螺栓起到电化学保护作用。

1.2 热浸镀

热浸镀是把螺栓浸入到熔融的镀层金属液体中再取出冷却，使其表面形成金属镀层的一种工艺方法。热浸镀的防腐原理与电镀相似，但相比电镀的镀层厚度更厚，层间结合力更好，耐蚀性更强。常见的热浸镀形式为热浸镀锌。

1.3 化学表面处理

化学表面处理是把螺栓放置于一些特定的化学溶液中，使螺栓的表面发生改变，对螺栓的表面进行改造，使其表面形成保护性的覆盖层。大致可以分为磷酸盐钝化、铬酸盐处理和氧化处理3种。化学表面处理多用于不锈钢材质螺栓。化学表面处理具有不可逆性，一旦破损，难以进行修复。

1.4 涂料

涂料是一种最常见且应用最广泛的防腐蚀方法，其可以用不同的施工方法涂覆在螺栓的表面，形成粘附牢固、具有一定强度、且连续的固态薄膜。该薄膜可以将螺栓与周围环境进行隔绝，同时若涂料含有锌等元素时，也可以起到阴极保护的作用。

1.5 陶瓷保护膜

陶瓷保护膜的原理是利用陶瓷熔点高、硬度高、耐磨、耐蚀、绝缘性好的特点，采用喷镀的方法将熔融状态的陶瓷材料微粒喷涂在螺栓的表面上，形成一层陶瓷膜。但陶瓷保护膜的施工相对于其他几种防腐方法的施工难度和成本均较高，难以在项目上大量普及。

2 海洋工程常用的螺栓防腐方式

在海洋工程领域，螺栓作为一种常见的连接方式，使用量巨大，这样在选择螺栓的防腐形式时，不仅需要考虑防腐性能，还需要考虑成本以及维保等费用。目前，在我国海洋工程领域，使用最广泛的碳钢螺栓的防腐形式一般为渗锌。

渗锌是将螺栓包埋在锌合金粉末中，在升高到一定温度后保持一段时间的方法制备，这样将在锌/铁之间产生一种冶金扩散作用。由于渗锌层表面特殊的多孔性，需要在渗锌完成后2h内对渗锌层表面进行封闭处理。渗锌相对于镀锌，锌原子扩散渗入螺栓表面，改变了表层成份和结构，使渗锌层非常均匀致密，附着力强，受到撞击等不易剥落。

但是螺栓在运输、存放、安装过程中，无法避免的会对表面的渗锌层产生不可逆的破坏。通常在安装前使用富锌底漆对破损的渗锌层进行修补。但修补部位的防腐性能较原渗锌层差很多，这样在螺栓安装后容易形成大阴极小阳极的腐蚀原电池，腐蚀常常发生于此。且这些修补只适用于安装前，在安装过程中，螺栓需要满足一定的拧紧力矩，因此在安装过程中，渗锌层易发生破损，且这些破损无法进行修补。这对后期螺栓的腐蚀埋下了隐患。

3 螺栓的一种防腐推荐做法

结合海洋工程的特殊服役环境，采用渗锌涂层加封闭漆的防腐方式，其防腐性能强、耐机械冲击性能好，但封闭漆是用于封闭渗锌涂层的空隙，不起到防腐作用，渗锌涂层本身属于牺牲消耗性的防腐涂层，在海洋环境中会逐渐溶解，后期易发生腐蚀。因此提出一种新的推荐做法，即在原渗锌加封闭漆的防腐形式不变的基础上涂装油漆。螺栓安装前先涂装螺杆，两端预留。在螺栓安装后涂装螺杆两端和螺母。

3.1 螺栓的基本防腐要求

螺栓出厂前按照标准要求进行渗锌，并做封闭漆；到场地后完成安装及涂装工作。

3.2 表面处理

在封闭漆涂层上施工底漆前，应将螺栓表面的所有油、脂、润滑剂等表面污染物去除，去除方法可以选择溶剂擦拭。

3.3 施工方法

喷涂或刷涂均可。考虑到螺栓涂装的特殊性，建议采用刷涂的方式，减少油漆的不必要损耗。

3.4 涂层系统

螺栓螺母的涂装系统需参考周围服役环境，若为高温环境，则需选用高温漆涂装系统。

3.5 施工建议

对于螺栓的涂装，建议按照以下的步骤施工。

3.5.1 单头螺母螺栓

（1）遮盖2个螺母厚度的位置。