目前在核电站中的镀锌构件应用范围主要有电器及仪表用托架、支架、挂件、穿线管，部分管道支撑、吊架，阀门部件等，通风系统的风道以及螺栓、螺母大都采用镀锌的方法避免其基体受到侵蚀。经过现场检查，发现绝大部分构件长期处于沿海开放大气环境中，经受着腐蚀性溶剂及气体的不断侵蚀。镀锌层出现老化、锈蚀现象，将影响其结构的使用性和安全性，通过对分析镀锌构件的腐蚀机理，在腐蚀的早期阶段进行鉴定并使用冷镀锌修补剂刷涂修复劣化部位，可以有效的延长其使用寿命。

　　腐蚀产物分析

　　构件腐蚀的开端都伴随着白锈的产生，当镀锌构件出现白锈析出时，在构件表面较轻微的部位，用细砂纸轻轻的磨去腐蚀产物，下部依然是光亮的镀锌层时证明其还具有一定的耐腐蚀性能，如不对其进行有效的修复，将导致锌层表面出现气孔及部分锌层的脱落。但当用砂纸打磨过后底部出现红绣或点蚀坑时，则表明镀锌层已经失去对基体提供的保护。对发生较严重白锈的构件取样进行扫描电镜微观成分分析。

闸阀镀锌限位板出现白锈及局部锈蚀

　　由此可见镀锌层表面形成的腐蚀产物结构疏松，未能有效的形成一层致密的氧化产物膜来阻止腐蚀进一步进行。在发生白锈的热镀锌层表面收集腐蚀产物粉末进行X射线衍射分析，结果表明，腐蚀产物由ZnCl₂·4Zn(OH)₂、2ZnCO₃·4Zn(OH)₂和ZnO组成。

　　在这种情况下的腐蚀产物不能抑制反应的继续进行，该核电站所处的海洋性气候环境中，由于较高的Cl^-沉降率，导致腐蚀产物进一步形成ZnCl₂·4Zn(OH)₂。当腐蚀产物干燥后会产生没有保护能力的、相对易溶的氢氧化锌及表面疏松的氧化锌，由于ZnCl₂·4Zn(OH)₂和ZnO的存在，进一步阻碍致密的碱式酸辛的防腐蚀保护膜的形成，使得腐蚀进一步加剧，从而使被保护机体出现锈蚀现象，导致破损及断裂。

　　在大气中暴露的镀锌构件表面镀层腐蚀过程的6个阶段如下所示。

　　1）钢板表面被镀锌层完整的覆盖，这时所发生的腐蚀是锌在大气中的腐蚀，由于锌腐蚀生成的产物对自身的保护作用，因此腐蚀的速度比较慢。镀锌层使钢铁与大气（腐蚀环境）相隔绝的物理方式，保护了钢铁不受腐蚀。

　　2）镀锌层由于腐蚀和其他原因，镀锌层中合金层部分地暴露于大气中，这时钢铁仍受到与第一种情况相同形式的完全保护，只是由于电极电位的不同，电位较负的镀锌层将对电位较正的合金层提供电化学保护而优先腐蚀。

　　3）在镀锌层腐蚀过程中，纯锌层耗尽，但合金层仍能完整地覆盖钢铁表面，这时合金层发挥作用，仍与前两种情况一样，是一种隔绝环境的物理保护方式

　　4）当镀层部分缺损（如局部腐蚀、划伤、切口、冲孔等情况）使钢板局部暴露于大气中时，情况变得比较复杂。在潮湿大气中，由于水的存在Zn、Fe-Zn、Fe都形成电极并处于平衡状态。

　　5）当纯锌层消耗殆尽，钢铁部分裸露在大气中时，Zn-Fe合金层由于电位较铁负，仍对铁进行化学保护，但由于其电位相对较正，所以提供的电化学保护能力较差。

　　6）当合金镀层作为电化学保护中的阳极消耗完之后，钢铁便进入大气腐蚀过程之中，并由其所处的环境决定其使用寿命。

　　维修方式讨论和维修方法比较

　　目前对镀锌构件切口及组件垫片均采用环氧富新涂料进行修补，但是根据其涂料性能，环氧富锌底漆对刚才表面除锈等级的要求很高，基体表面处理需达到Sa2.5级，但是现场实际操作中很难有对镀锌构件损坏处进行喷砂除锈处理的条件，另外由于一般镀锌构件较薄，如果进行喷砂除锈达到Sa2.5级等级要求时，将造成镀锌构件的穿孔和损坏。另外环氧富锌底漆对钢材表面粗糙度要求为30μm,而根据GB6060.5-88中要求喷砂除锈才可以达到表面粗糙度25μm以上，因此在现场实际维修中很难达到表面粗糙度要求，如果仅是打磨表面锈蚀部位直接涂装，将导致漆膜在干燥后与被涂装基体脱离、鼓泡的现象从而影响其对基体的保护目的。在施工过程中仅涂刷环氧富锌底漆并没有涂刷中间漆和面漆，由于环氧无机富锌底漆其耐候性能较差，在没有中间漆和面漆的有效保护下短时间内就会再次出现涂膜失效或粉化现象。而且SH3022-99中3.1.4条规定镀锌表面不应涂漆，因此在选用修补剂时应选用更为适合的涂料进行维修。

　　基于上述状况，本次试验性维修选用罗巴鲁冷镀锌涂料，以刷涂的方式对锈蚀部位进行修补。其防腐原理是利用电化学作用对基体提供保护，而且冷镀锌涂料中锌含量较高约在90%以上，而常规富锌漆仅为80%左右，从而在电化学腐蚀牺牲阳极保护的过程中，冷镀锌涂料其作用时间要远优于环氧富锌涂料。冷镀锌涂料施工简便，对基体表面处理要求较低，仅使用手动电动工具除锈，使铁、镀锌面露出清洁表面（即ST3级）。操作简单，冷镀锌涂料为单组份涂料，不需稀释剂及其它助剂，可以刷涂、辊涂、喷涂。施工工期较短表干时间为20-30分钟，而一般环氧富锌涂料表干时间约为1-2个小时（受维修时气温影响较大）。冷镀锌涂料耐候性能较好，耐热性能最高为100℃、耐寒性为-60℃，其耐寒性能也可以满足该电站的冬季防腐维修施工 要求。

　　维修工序

　　1）采用手工打磨及电（风）动工具打磨去除表面氧化皮及旧镀膜，除锈等级标准达到St3级。

　　2）对冷镀锌涂料进行充分搅拌，防止固态锌因搅拌不均匀而得不到有效的利用。

　　3）修补时应尽量采用刷涂，不要使漆膜过分延展，在保证漆膜厚度的前提下均匀全覆盖基体即可。

　　4）第一道涂刷1-3小时后待漆膜表干后再进行第二道漆膜涂刷。

　　5）检测：带漆膜干燥后检测其干膜厚度，原则应至少大于原镀层厚度。

　　总结

　　1）在海洋环境下，白锈的产生机理是氧浓度差电化学腐蚀，热镀锌产生的白ZnCl₂·4Zn(OH)₂、2ZnCO₃·4Zn(OH)₂和ZnO组成，它的结构松散，不能形成具有保护作用的腐蚀产物膜。在该电站所处的海洋环境下，由于Cl^-及SO₂的存在，会提高水的导电率从而增大电化学腐蚀的速率。

　　2）由于目前已经出现白锈及局部基体锈蚀及镀锌层与基体剥离现象，对电站内出现腐蚀现象的镀锌构件选用冷镀锌法进行修补，从目前的效果来看较为有效的防止锈蚀面积扩大，延长构件使用寿命，消除了由于构件锈蚀而带来的安全隐患。

　　3）在未来的机组运行过程中，也应加强对镀锌构件的腐蚀监测、有效管理、高效预防、妥善处理，以确保构件的使用及安全性能。

责任编辑：刘传

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