橋梁支座錨固螺栓防腐中達克羅和滲鋅的應用

李瑞平

文章編號：2095-6835（2017）04-0134-02

摘 要：目前，為了解決交通擁堵問題，越來越多的橋梁拔地而起，因此，對橋梁支座起到錨固作用的螺栓外表面防腐越來越受到專業人士的關注。主要介紹了達克羅、滲鋅防腐處理的方法，通過對已進行過滲鋅、達克羅和這兩者復合防腐工藝處理過的螺栓做中性鹽霧和自然暴露的對比試驗，以便找到延長橋梁支座錨固螺栓工作年限的方法。

關鍵詞：達克羅；滲鋅；鹽霧試驗；防腐涂層

中圖分類號：TG174.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.134

1 達克羅

1.1 達克羅的防腐機理

達克羅對工件的保護可總結為以下3點：①壁壘效應。空氣中的腐蝕介質被鋅、鋁保護層隔離開，從而對工件起到隔離保護的作用。②鈍化作用。金屬基體與鋁、鋅粉發生化學反應生成鈍化膜，提升其耐腐蝕性。③陰極保護作用。達克羅的保護作用與熱浸鋅原理一樣，也是對工件陰極進行保護。

1.2 達克羅的生產流程

達克羅的生產流程主要為：除油→機械拋丸→浸涂達克羅液→甩干→預熱→高溫烘烤→冷卻→二次浸涂→甩干→預熱→烘烤→冷卻。

2 滲鋅

把裝有工件和滲鋅劑的滲爐加熱至480 ℃，有活性的鋅原子滲入工件內部，將鐵原子從內部擴散出來，從而在工件表面形成厚度為60 μm左右的滲鋅層。

2.1 滲鋅的生產流程

滲鋅的生產流程為：除油→機械拋丸→裝罐→加溫→滲鋅→冷卻→出罐→分離→檢驗。

2.2 滲鋅層、達克羅層的顯微結構和硬度

由于滲鋅層的結構緊密，具有硬度高、耐磨性好等優點，因此工件的平均硬度小于滲鋅層硬度，在拆卸和裝配時，更容易保證滲鋅面的完整性。然而，達克羅的平均硬度均小于滲鋅層和工件的硬度。這是因為達克羅經高溫燒結后沒有與工件形成化學鍵，因此達克羅在工件安裝和搬運過程中容易劃傷其防腐層。

3 達克羅和滲鋅層防腐性能比較

3.1 中性鹽霧試驗

分別選取達克羅螺栓、滲鋅螺栓和滲鋅—達克羅復合涂層螺栓進行安裝前后耐鹽霧性能對比檢測。

3.1.1 試驗條件

試驗前處理：用酒精擦拭試樣除油污；鹽霧試驗箱溫度為35 ℃，飽和溫度為47 ℃；噴霧壓力為1.0～1.5 kg/cm2；試驗溶液為質量濃度為（50±5）g/L的氯化鈉水溶液，水為去離子水，鹽為分析純的氯化鈉，pH值為6.5～7.0，收集液的密度為1.029 g/cm3；試樣的放置角度為試樣表面與垂直方向呈15°～20°。試驗結束后拿出試樣，放置30 min，用自來水沖洗，用紙輕輕吸干水分，檢查試樣。

3.1.2 對比試樣狀態

試樣材質：40Cr螺栓；涂層厚度為達克羅層10～15 μm，滲鋅層為50～70 μm，滲鋅—達克羅復合涂層總膜厚為50～70 μm。

3.1.3 檢測結果

3種經過防腐處理后的螺栓的耐中性鹽霧的優劣順序依次為復合涂層、達克羅和滲鋅。但將3種螺栓安裝后便會顯現不同的差異結果——使用經達克羅處理的螺栓后發現其耐鹽霧性能反而下降了90%左右的防腐能力，而滲鋅層還具有70%左右的防腐能力。發生這種情況的主要原因是有微量鐵元素存在于滲鋅層表面，從而降低了其耐鹽霧性。但是由于滲鋅層較厚，保證了其耐磨性，耐鹽霧性反而降低得少；反之，即便工件與達克羅的屏蔽作用突出，并且其耐腐蝕性能優良，在達克羅未損壞時有良好的耐鹽霧性，但因其防腐層易損壞，導致使用過程中其耐鹽霧性下降迅速。而滲鋅—達克羅復合涂層，即在工件滲鋅層上直接涂裝一層達克羅，彼此各取所長，使防腐層具備耐磨性的同時還具備很好的耐鹽霧性能，在螺栓上形成雙重保護，避免損傷部位發生腐蝕。

3.2 室外自然暴露試驗

3.2.1 試驗條件

將試樣擺放在屋頂石棉瓦瓦槽中，四周及上方無任何遮蓋；試樣放置角度與水平方向約20°，試驗時間1年。

3.2.2 對比試樣狀態

未使用和使用過的達克羅螺栓，膜厚均為10～15 μm；未使用和使用過的滲鋅螺栓，膜厚均為50～70 μm。

3.2.3 試驗結果

從圖1所示的試驗結果可以看出，經過室外自然暴露一段時間后，經由滲鋅和達克羅處理后的且未經使用過的螺栓沒有生銹跡象的出現，使用過的滲鋅螺栓有一部分生銹，而使用達克羅處理后的螺栓則出現較嚴重的生銹現象。由此可見，耐磨性更好的滲鋅層因與工件的結合強度高達650 MPa，難以破壞其防腐蝕層，即便在使用后扔可確保防腐層完好。

4 滲鋅—達克羅復合防腐涂層的具體應用

由上述試驗結果可知，橋梁支座錨固螺栓建議統一使用滲鋅—達克羅復合涂層。具體要求為：①涂層厚度不小于50 μm，保證有不少于1 000 h的耐中性鹽霧時間，規定每年做一次鹽霧試驗，對厚度和外觀的檢查應按規定時間進行。②優化工藝。可在達克羅之后增加一道達克羅密封層，以便增大達克羅層的厚度和抗摩擦性。

5 結束語

通過研究分析達克羅和滲鋅層的硬度、鹽霧試驗和戶外自然暴露，得出以下結論：①滲鋅層的硬度比工件略高，而達克羅層的硬度遠低于滲鋅層和基體；②達克羅層耐中性鹽霧試驗效果要好于滲鋅層，但使用在螺栓上時，實際防腐效果不如滲鋅層；③橋梁支座錨固螺栓采用滲鋅—達克羅復合防腐涂層效果良好。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕