防腐环氧粉末涂料如何发挥保护功能

阴极保护和防腐层的联合应用，可使地下或水下金属结构获得最经济和有效保护。通常在使用前涂覆防护涂层，以便将金属与电介质环境电绝缘隔离，良好的防腐层可以保护构筑物99%以上的外表面不受腐蚀。管道的防腐层在生产、运输与施工中，无法绝对保证不受到任何损坏(补口处涂层、涂层致密度、涂层针孔等)，因此不可能将管道与腐蚀环境完全隔离。而且用于防腐绝缘层的各种材料，都不同程度上具有吸水和透气性，因此埋地后会逐步吸水。要维持有效的防腐，就必需同时采取阴极保护即联合保护。管道联合保护时对厚涂层(厚度>1mm)，应选取保护电位-1.10～-1.15V(CSE)，对薄涂层(厚度≤1mm)取保护电位-1.05～-1.10V(CSE)。同时考虑土壤成分、湿度、温度、涂层种类、涂敷质量以及微生物等，适当调整保护电位，既保护了管道又不破坏防腐涂层。采用极化电流评价不同环境的腐蚀更为有效。“保护”在这里是一个重要概念，哪么防腐环氧粉末涂料有何“保护”?这位专家作了详细解答。
　　
　　涂层阴极剥离对涂层有破坏性作用，实际埋地钢质管道运行中最佳保护电位如何选定，阴极保护防腐层(3PE防腐层，底层是熔结环氧粉末)脱落原因值得探讨。关于最佳保护电位。国外学者研究腐蚀和阴极保护情形下的电流一电位曲线，发现剧烈放氢反应电位为-1.15V。据查马来西亚、劳埃德船级社、壳牌公司都规定最大保护电位-1.1V极限值取-1.15V;德国标准DIN30676-19853.1节规定：在薄涂层(厚度<1mm)被用于腐蚀防护的情况下，由于极化会产生相反影响例如水泡的形成，为了使影响减至最小，应把保护电位范围限定为涂层的函数，如使用最大保护电位-1.00～-1.20V(相对CSE)。国外专著提到造成涂层破坏的电位受许多因素的影响，包括土壤成分、湿度、温度、涂层种类、涂敷质量以及微生物等，工业上普遍认为应避免断电电位负于-1.05～-1.10V(CSE)(注：美国普遍使用熔结环氧粉末涂层)。还介绍了阴极过保护导致防腐层(3PE防腐层，底层是熔结环氧粉末)脱落的机理。
　　
　　涂层种类、湿度、温度等决定着涂层吸水率，在同等条件下涂层厚度与涂层的抗渗透能力成函数关系。有研究表明交联的环氧树脂会形成一定量的孔道，这些孔道为水分子进入环氧树脂提供了渠道。溶液从孔道进入到达涂层/金属界面，在界面处与金属反应生成腐蚀产物膜，这层腐蚀产物膜阻止了金属与溶液的反应，所以涂层电阻逐渐减小。随着越来越多的腐蚀性离子到达界面，这层腐蚀产物膜逐渐被破坏、腐蚀加剧，最终导致环氧涂层剥离起鼓。熔结环氧粉末涂料固化物仍含有丰富的醚基和羟基，这些活性官能团与管道面层由化学键牢固地粘结在一起形成防腐涂层。由于涂层补口、致密性或针孔等原因，涂层都不同程度的具有吸水和透气性，如果阴极保护过度，产生阴极析氢，随着活泼氢原子的累积，到一定程度，氢会与醚基和羟基反应，从而破坏了涂层与钢管的粘结力，导致粘结力消失。结果是涂层从钢管脱落。