浅谈钢材环保型水性防锈处理技术及使用管理

张保利

（河北省冶金研究院，河北 石家庄 050031）

钢材是基建工程中的核心内容，但由于外界环境的变化或保护处理措施不当，每年因腐蚀造成的钢材数量依然十分庞大，占年产量的15%左右，因此要对钢材采取合理的防护措施，采用水性的环保防锈措施。利用保护涂层将钢材与外界环境隔离开来，将腐蚀程度降到最低。

1 水性防锈处理技术

钢材的防锈手段和技术种类繁多，水性防锈材料作为其中的一种因其使用方便已经成为技术的发展趋势，它是一种可溶于水的有机的防护材料，可以有效的保护钢材通过防锈期限要求，而且可以与水按照一定比例混合，动态调整防绣（锈）性能。其具有优秀的防锈能力，使用比较方便，一般浸泡操作即可，不会污染钢材表面，由于水溶良好性，不容易发生燃烧反应，成本较低廉，可以代替市面上大部分的防锈产品。

2 钢材腐蚀机理

市面上的大多数钢材有、由铁，碳两种元素组成，而铁元素作为钢材的主要组成部分，决定了钢材的结构性质，由于铁原子特殊的排列方式，其化学性质活泼，易与非电解质发生反应。在常温干燥的空气环境中，或处于石油等有机液体中，会发生简单的氧化还原反应。此外，钢材基本处于恶劣的外界环境中，单纯的化学腐蚀基本上不常见，经常伴随的是电化学腐蚀，电化学腐蚀过程中存在电流的传递，在阳极金属中的电子转移到电解质中从而发生腐蚀。可以根据环境酸碱度分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，电化学腐蚀则是损害钢铁的重要原因，在基本的电化学腐蚀中，存在电流的定向移动问题，导致腐蚀速率加快，铁离子会和空气作用形成三氧化二铁，导致钢材表面出现一层厚重的铁锈。

3 钢材环保型水性防锈处理技术

目前市场上水性防锈剂种类繁多，相关人员在进行钢材防锈处理时，既要考虑产品的经济效益，又要考虑产品的使用效果和作用时间，保证水性防锈剂稳定工作。选用产品时应该对水性防锈剂的厂家进行风险评估，利润考察等。有目的、有方法的进行选择，最大程度上降低风险发生概率，符合新时期企业管理要求。

3.1 综合应用，持续创新

近年来纳米技术不断发展，相关人员可以在水性防锈中融入纳米技术和量子信息，从天然植物中提取防锈产品，综合利用自然力量，提高水性产品的防锈功能，不断创新配比，变废为宝，实现资源的循环利用。在应用水性防锈剂的同时，也可以综合应用保护层法，将转化膜和金属涂层相结合，保证离子有效注入钢材结构中，凭借电镀、增加外部电流等方法，共同维持金属的稳定性，达到阴极保护的目的。一般水性防锈物质都有一定的微毒性，相关人员在操作时一定要保证安全，禁止服用和皮肤接触，一旦防锈剂进入眼睛后，要用干净的水清洗20分钟以上，然后用氯霉素眼膏进行反复擦拭，保证施工人员的身体健康。

例如许多天然产品，如芒果皮，石榴皮，松香等，都存在着大量的天然防锈剂原料，相关人员可以利用这些农业的副产品进行二次提取，达到资源环境的可持续发展，保持防锈性能稳定、价格低廉。将防锈、油两个功能合二为一，保证水性防锈产品持续发展。与相关的技术员工进行交底，合理洞察市场的走向。同时还要创新水性防锈剂的原料来源，制定有效的风险防范措施，通过合理的实验考核项目来测定水性防锈剂的价值，才能平衡钢铁钢材系统中的各个理化性质，提高钢材的使用价值

3.2 明确污染类型

不同的钢材在不同的作业环境中存在不同的腐蚀原因、工作人员要仔细分析钢材所处的外界环境，以外界环境为导向，采用不同的水性防锈处理剂，使钢结构外部得到真正有效的保护。

3.2.1 水环境

许多大型钻井设备都需要在水中作业，海水作为强电解质本身就有极高的导电率，海水的PH在8左右，偏碱性（海水中含有大量的氯离子，碱性溶液有助于防锈）。高盐也会加速钢材内部的离子传递，因此相关人员在选择保护剂时，要明晰钢材腐蚀的吸氧腐蚀、有效隔绝空气，将钢结构与外界水环境隔离开来，保证钢结构正常稳定工作。

例如，管理人员应该合理利用气相防锈措施，保证在钢结构在巨大蒸气压条件下稳定工作，快速溶解在水中挥发的气体，防止在金属表面与海水接触，有效抑制阴阳极接触，从而降低了化学反应的发生。气相防锈措施不仅能够应用于高碳钢、低碳钢的应用，同时能够有效防止生成铜绿，在合金中应用广泛。

3.2.2 土壤腐蚀

许多钢材需要在土壤环境中作业，而土壤具有一定的复杂性，土壤是固态、液态、气态的三相混合物。固体土壤中存在着多种物质和微生物，能够溶解各种离子，如氢离子，氯离子，碳酸根离子等。土壤气孔较多，同时含有大量的二氧化碳气体，三类物质相互影响导致钢材工作环境复杂。不同地区的土壤酸碱度差值很多，许多生物的新陈代谢都会产生各种有机酸和硫化物，从而使土壤中发生大量的吸氢腐蚀。

相关人员在选择水性防护剂时，要综合考量土壤的各种性质，以全面保护为主根据外界条件制定合理的防锈期限，选用乙醇，有机酸的复配防锈剂，利用醇胺类溶剂，将钢铁与外界环境隔离开，利用防锈剂的耐水解性，同时保证防锈水具有一定的吸附性，有效避免防锈剂从金属表面流失，使防锈剂牢牢的附着在金属表面，形成一层完整的生物防护膜。

3.2.3 大气污染

大部分钢材仍在大气环境中使用，主要原因是氧气和水共同作用发生大量的吸氧腐蚀，氧气溶解于金属表面，而电解质薄层作为阴极，在大气中发生吸氧腐蚀速率较慢。相关人员可以根据腐蚀原理入手，综合考虑介质的交换速度，从而选择合理的水性防锈产品，改善腐蚀环境，保持在常温时间作业，使钢结构表面风干八小时以上。

在处理时可以综合应用多元醇酯的防锈剂和自组装防锈剂，多元醇酯的防锈剂与基体的金属结合能力强，形成了稳定的螯合环，并在金属表面形成一层致密的透明单分子膜，保证金属外形不发生任何改变，很好的适应了高精度、有色金属的加工，同时还可以避免危害元素的滥用。

3.3 规范操作条件

相关人员在涂抹水性防锈材料之前，要保证钢材表面平整无油，如果基材表面油污过多，可以用清洗剂进行清洗。在施工时要将处理剂直接喷洒，保证表面均匀时再进行涂刷，或者采用浸渍法，一旦采取浸渍法时，存放处理液必须用耐酸槽，施工人员一定要配备相应的防护措施，防止酸性气体外泄。如果对钢结构的防锈程度要求较低，可以采用喷涂的方法，喷涂方法只需先去掉表面铁锈，通常以喷刷两遍就可以达到标准，对重点的腐蚀接头部位要进行来回喷涂，使钢结构在自然环境中能够稳定使用，维持表面的防锈膜均匀分布。相关人员在喷涂水性处理剂时，一定要注意保持钢铁工件表面完全干燥，否则会导致防锈膜与工件的附着力降低，影响防腐效果，一旦干燥时间过长，就有可能出现发黄脱落现象。

此外，水性防锈材料性质特殊，管理人员要制定相应的管理条例。例如，在日常保存过程中，将水性处理剂保存在阴凉通风干燥处，储存温度不得高于30℃，保持现场通风良好，具有一定的消防设备。

4 总结

时代在不断发展，目前的钢材贸易经营也在不断的扩大，相关的企业建设公司应该创新，钢材环保模式注重日常的规划和管理，以钢材的工作环境入手，制定合适的保护措施，加强与一线施工人员的联系，对可能出现腐蚀的钢材进行二次保护，配合当前的资金管理模式，综合应用水性防锈处理技术，加大对于钢材外表面的保护力度。