防腐蚀施工与技术的应用发展
文/ 曹备·北京中腐防蚀工程技术有限公司
张小阳·水利部水工金属结构质量检验测试中心
防腐蚀涂层和阴极保护共同应用的组合防腐蚀技术是我国目前多数防腐蚀工程建设中的首选。其成功应用为工程设施的安全可靠运行提供了技术保障，太大延长了其安全服役寿命，有效减少了腐蚀事故和损失，创造了可观的社会经济效益。
防腐蚀涂料和涂装
防腐涂料一般分为常规防腐涂料和高性能防腐涂料，其中高性能涂料是近年防腐产业应用的主力军，也叫重防腐涂料。
常规防腐涂料是在一般腐蚀环境条件下对金属等起到防腐蚀的作用；主要包括铁红防锈漆、醇酸涂料、酚醛涂料等，这类涂料的特点是涂装施工简便，价格便宜，但防腐寿命偏短，一般为1~4年。主要应用于室内环境或室外乡村大气环境等。
高性能防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对较为苛刻的腐蚀环境里应用，并能达到更长保护寿命的一类防腐涂料。
应用现状
我国防腐涂料传统应用的行业主要有船舶桥梁、石油化工、机械电力等。近年新兴产业的发展带动了相关涂料产业的发展，主要有风电、石油管道和储罐、海洋平台、水利行业等，其中大部分都是与能源有关的产业，这与我国能源短缺密切相关；另外，环境恶化和水资源短缺己成为困扰民族生存发展的重要因素，水资源甚至有了第二战略资源之说，国家投入大量的水利工程和远距离调水工程，相应的防腐涂料也得到广泛应用。
现代防腐涂料应用最为广泛的是高性能涂料，主要包括氯化橡胶类、丙烯酸类、环氧树脂类、聚氨酯类等，以及近年开发的氟碳涂料等。
目前用于金属防腐蚀最为广泛、最为重要的是环氧树脂涂料，这是因为环氧树脂具有优异的金属附着性和防腐蚀性，同时还有很好的化学稳定性和粘接性能。很多涂料即使使用其它品种的底漆和面漆，一般也采用环氧云铁作为中间漆；另外还有耐磨、耐水性优良的厚浆型环氧煤沥青涂料，常常用于石油管道和大型水利工程管道的防腐涂装，用量巨大。近年在油气埋地管道中还大量推广应用二层三层PE组合防腐涂层和环氧粉末喷涂涂层。其它常用的还有环氧富锌底漆、各类改性环氧、无溶剂环氧等等。环保型水性涂料是未来发展的重要方向，世界各大公司均投入精力进行水性环氧涂料的研发。
脂肪族聚氨酯类涂料耐候性好、保色性、保光性好，颜色亮丽，但价格稍贵。随着化学工业的发展，成本不断下降，应用越来越多。总的来说，聚氨脂涂料属高档品种，一股用于装饰性要求较高的场合，如大型车辆、火车车厢、港口机械、游艇或重要工程的钢结构。但近期的国家材料腐蚀野外科学观测研究站的报告表明，聚氨酯类涂料不能长期用于水下。
近年来，用丙烯酸酯改性聚氨酯涂料扩大了其应用范围，丙烯酸酯聚氨酯涂料结合了聚氨酯的综合性能优势和丙烯酸酯的价格较低的优势，同时也增强了其施工性能（可覆涂性）。
氯化橡胶在涂料工业中的应用已有多年的历史，其水分子透过率和氧透过率都较低，因而具有优异的防锈性能，是典型的溶剂型涂料，施工性能优良，可覆涂性好。随着厚浆型氯化橡胶涂料的问世和20世纪80年代初劳埃德船级社的规范通知书认可，更是大大推广了其在船舶行业、水上建筑中的应用。但氯化橡胶在制造、施工、干燥、固化和成膜过程中会产生大量的挥发性有机化合物（VOC），对环境污染严重，对人体健康也构成了威胁。世界各国包括中国都制定了相应的环保法规，限制涂料中VOC的排放，所以其生产和应用受到了极大的限制，甚至面临淘汰。
氟碳涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料，又称氟碳漆。在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的性能，如耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低摩擦性。经过几十年的快速发展，氟碳涂料在建筑、机械工业、航空航天产业的各个领域得到广泛应用，近年开始进军风电行业，成为综合性能最高的涂料。但其价格高昂，应用中有局限性。现代工业的发展，尤其中国近年的高速发展为高性能防腐涂料创造了技术条件和市场环境，从陆地到海洋平台，从地下到空间，从传统工业到新兴工业，都为高性能防腐涂料提供了广阔的舞台。例如海水淡化和海水利用工程，就为高性能防腐涂料和应用开辟了一个崭新的领域和市场，并将随之发展。
存在问题
（1）施工质量一般。由于涂料生产和施工行业具有一定的职业危害性，所以造成了从业人员素质偏低的情况，国内大部分防腐施工第一线的工人仍以农民工为主，质量意识不强。另一方面，施工质量把关不严，部分行业质量标准滞后，也是造成当前涂料防腐寿命达不到设计要求的主要原因。
根据统计分析结果，在影响涂料涂层寿命的诸多因素中，涂装前钢材表面预处理质量是最主要的因素，占影响程度的49.5%,而其它如涂料种类、厚度、环境等各种因素综合才占50.5%.所以对于涂料防腐而言，应该重视的关键工序是表面预处理。低质量的表面处理是造成涂层提前失效的主因。另外，一些特殊工序或部位的施工难度较大，往往是施工质量的薄弱环节，这些环节或部位的提前失效，也减少了整个工程的寿命。
（2）产品创新能力弱。从20世纪80年代末开始，国外众多涂料知名品牌纷纷进驻中国，带来了技术和管理经验，使中国防腐涂料的生产管理和产品质量水平上了一个台阶。但其后，国际所有涂料知名厂家均收购或合资了国内大型企业，并将中国作为亚太地区的核心，形成了对国内产业的控制。虽然很多企业将其研发中心迁移或新设置在上海等地，但核心技术及配方仍然掌握在外方手中。我国中小涂料企业在研发方面的投入却捉襟见肘，创新能力弱，导致我国在高端涂料上与国际品牌涂料的差距越来越大。
（3）标准化管理滞后。涂料相关标准主要有两大类，一类是涂料和颜料标准，包括基础标准、试验方法标准、产品标准；第二类是涂装施工标准。我国这两类标准与国外相比均有较大的差距，导致防腐效果整体有差距。
首先在产品标准方面，相对于产品技术的不断进步和社会经济的不断发展，国内涂料行业的标准缺失和标准老化等问题也比较严重，特别是在对健康、环保、可持续发展方面。涂料标准的进一步完善将可提高产品的市场准入门槛，这一方面可以促使涂料企业加强对产品原材料以及生产工艺流程的监控，从而保证相关产品的质量；另一方面，也可以促进涂料企业加快产品结构调整的步伐，对企业的转型升级十分有利。
其次在施工标准方面，国外在各个行业均有针对自己行业的施工标准，且经常随着施工和检验技术的进步修订标准，而国内行业施工标准严重滞后，缺少科研技术支撑，检验方法和验收标准不合理，导致防腐涂装的施工环节、检验环节和验收环节均把关不严，使整体产品质量下降。凡是涉外工程或国外监理咨询的工程，国内防腐施工企业均不适应，也从一定程度上反映了这个问题。因此，我国涂料行业的产品标准及施工标准需要进一步完善。
展望
（1）环保化。随着全世界环保意识的增强，涂料工业正在向更加环保的方向发展，主要有两个方向，一是高固体含量涂料、粉末涂料的应用，二是水性防腐涂料的开发。
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