[发明专利]一种含有防腐涂层的铁基管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道及涂层，尤其是涉及铁基管道，更加是球墨铸铁管道外防腐领域，尤其是一种球墨铸铁管道及管件的防腐涂层。

背景技术

目前埋地球墨铸铁管道及管件的热喷涂涂层应用最为广泛的是Zn涂层，Zn涂层虽然具有较好的动态电化学保护性能，但是一方面Zn涂层的孔隙率较高，减弱其防腐性能，另一方面，在常规大气环境中，Zn涂层腐蚀产物主要由较难溶于水的氧化锌、碱式氢氧化锌和碱式碳酸盐组成，此类腐蚀产物具有一定自封闭能力而阻隔潮气等腐蚀介质的侵入，但是在海水或氯离子含量较高的环境中，由于氯离子的侵入，Zn涂层表面较难溶于水的碳酸盐等腐蚀产物迅速被疏松、易于溶解的氯盐化合物所取代，极大地减弱了腐蚀产物的自愈合性能，此反应具有较快的动力学过程。腐蚀产物的易溶性是Zn涂层耐腐蚀性能不高的一个重要原因，同时腐蚀产物还会引起涂层起泡，减低涂层的附着力，导致涂层容易发生点蚀、不均匀腐蚀而缩短其防腐寿命。另外，环境污染是热喷涂Zn面临的最大问题。在喷涂过程中高度雾化的金属离子以及氧化产生的ZnO粉尘对环境造成严重污染，使得空气中悬浮颗粒增加。ZnO粉尘有较强的毒性，少量吸入就会使人头晕、恶心、发烧，大量吸入甚至会导致死亡，为了节能环保及提高Zn涂层的防腐能力，国内外普遍的做法是将喷涂单一Zn涂层改为喷涂ZnAl伪合金涂层或ZnAl合金涂层，虽然ZnAl伪合金或ZnAl合金涂层的腐蚀产物对涂层中的孔隙自封闭作用有所提高，但仍不彻底，致使目前ZnAl伪合金及合金涂层耐蚀性较差。

发明内容

本发明提供一种铁基管道尤其是球墨铸铁管道及管件的防腐涂层，具有环保、合金用量少、耐腐蚀性强等优点。

本发明所采取的技术方案是：

一种铁基管道尤其是球墨铸铁管道及管件的防腐涂层，所述防腐涂层包括ZnAlRE合金层，优选进一步含有涂覆在合金层表面的封孔密封层；所述ZnAlRE合金层的重量组成为：Al：4.7～60％，RE：0.02-5％，其余为Zn。

优选：Zn 56-85％，Al 14-42％。

优选：RE 0.05-2％，优选0.1-1.0％，更优选0.3-1.0％。

优选所述ZnAlRE合金层通过电弧喷涂，利用两根ZnAlRE合金丝材，在管件及管道基体上沉积而成。

优选所述ZnAlRE合金层单位面积上的重量为130-400g/m²，优选200g/m²。

优选所述封孔层厚度为60-180微米，优选100-150μm。

优选所述封孔层为水性涂料层、溶剂型涂料层或者粉末涂料层。

优选所述的RE为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的至少一种；优选镧、铈、镨、钕中的至少一种；更优选镧、铈中的至少一种。

优选所述的合金层与管道的结合强度为15.0-16.0Mpa。

优选所述的合金层孔隙率是采用灰度法进行测试的，孔隙率为1.0-2.0％。

优选所述的合金层的Ecorr为～1.26～-1.17V，I_corr为1.0～1.1×10^-5A.cm^-2。

优选所述的合金层的极化电阻为820-2500Ω.cm²。

本发明进一步提供含有上述涂层的铁基管道，尤其是球墨铸铁管道。

本发明通过电弧喷涂，利用ZnAlRE合金丝材，在球墨铸铁管基体上沉积出ZnAlRE合金层，ZnAlRE合金层的耐蚀性优于ZnAl伪合金涂层及ZnAl合金涂层，这是由于RE元素可细化涂层颗粒，使颗粒粒度均匀，降低涂层孔隙率，使涂层组织致密，进而减少了腐蚀通道。因此腐蚀反应进行一定时间后，由于腐蚀产物的堵塞，腐蚀介质很难通过涂层表面的缺陷进入涂层到达涂层/基体的界面，涂层的自封闭效果更加明显，大大提高了涂层腐蚀产物层的稳定性，从而使ZnAlRE涂层表现出更好的耐蚀性。RE元素的加入对涂层耐蚀性影响的主要原因是降低了涂层的孔隙率，起到了净化和细化组织的作用，从而使涂层腐蚀过程中的表面活性点减少，从而表现出明显且稳定的自封闭效果。因此，ZnAlRE合金层具有优良的耐蚀性能。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1.本涂层是绿色环保涂层，在喷涂过程中不会产生有毒的ZnO粉尘，改善了工人的劳动条件。