热喷铝和锌盾冷喷锌防腐技术经济比较

钢铁表面热喷涂铝或锌一、热喷涂介绍1、热喷涂技术是一种材料表面保护和强化的新技术，它是以气体、液体燃料以及电弧、等离子弧作热源，将金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等粉末或丝材、棒材加热到熔化或半熔化状态，借助于火焰推力或压缩空气喷射而粘附到预先经过表面处理的工件表面形成涂层，赋予工件以耐磨、耐腐蚀、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘等特性，以达到提高工件性能、延长设备使用寿命的一种技术。

由于该技术工艺及涂层材料选择范围十分广泛，操作简便灵活，特别适合于现场施工和工件局部修复，因此，热喷涂技术不但是新设备预保护的有效方法，而且是现场维修有效而经济的手段。

2、热喷涂原理：热喷涂是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。

涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。

热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量，将热喷涂材料加热到塑态或熔融态，再经受压缩空气的加速，使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。

冲击到表面的颗粒，因受冲压而变形，形成叠层薄片，粘附在经过制备的基体表面，随之冷却并不断堆积，最终形成一种层状的涂层。

该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。

3、定义:热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置，产生高温高压焰流或超音速焰流，将要制成涂层的材料如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂到经过预处理（清洁粗糙）的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。

我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。

4、用途:这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒，以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面，形成牢固的覆盖层，从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。

热喷涂锌丝有哪些好的地方？
热喷涂锌丝是一种常用的防腐材料，它的优点非常多。

下面将从以下几个方面
进行详细介绍：
1.热喷涂锌丝具有很好的防腐性能
热喷涂锌丝是通过将锌丝喷涂到基材表面，然后在高温下烘烤使锌丝与基材表
面融合，从而形成一层保护膜的方法，这种方法具有非常好的防腐性能，能够有效地保护基材表面不受外界环境的侵蚀，延长其使用寿命。

2.热喷涂锌丝的施工简单、成本低廉
与其它防腐方法相比，热喷涂锌丝的施工过程非常简单，只需要将锌丝喷涂到
基材表面，然后进行高温烘烤即可。

这种方法所需要的设备简单，成本低廉，因此受到了广泛应用。

3.热喷涂锌丝的性能稳定、可靠
热喷涂锌丝具有性能稳定、可靠的特点，一旦喷涂完成并进行了高温烘烤，锌
丝与基材表面会融合成一体，形成一层稳定的保护膜，能够长期地保护基材不受侵蚀。

4.热喷涂锌丝的环保性好
热喷涂锌丝在施工的过程中不会产生任何污染物，不会对环境造成不良影响，
具有良好的环保性。

5.热喷涂锌丝的应用范围广泛
由于热喷涂锌丝具有较好的防腐性能、施工简单、性能稳定可靠、环保性好等
特点，因此被广泛应用于各种钢构建筑、桥梁、管道、船舶等领域。

在冶金、石油、化工、电力等工业领域也有着广泛的应用。

综上所述，热喷涂锌丝具有防腐性能好、施工简单、性能稳定可靠、环保性好、应用范围广泛等优点。

在未来的发展中，热喷涂锌丝将会在各个领域得到更加广泛的应用。

锌盾冷喷锌和热浸镀锌的比较1. 保护原理及防护性能1.1 ZD锌盾冷喷锌是有纯度高于99.95%以原子化提炼的锌粉、反应剂等组成的重防腐材料，锌盾涂层干膜中含96%以上的锌，综合了热浸锌及富锌涂料的优点，起保护原理类似热浸镀锌，具有双重保护，一是阴极保护，二是屏障保护。

1.2 锌盾冷喷锌层本身致密，屏障保护性能较好；常温施工，氧化率很低，无热喷涂、热镀因为热胀冷缩造成的微孔，空穴率大大降低，防护性能更加优异。

根据英国BNF检测报告，冷喷锌在浸泡0.01M硫酸盐和氯化钠溶液中的腐蚀速率是0.035mm/年，而热镀锌的腐蚀速率是0.11mm/年。

通过在国家涂料质量监督检测中心1800小时对比盐雾检测，锌盾具有良好的防腐性能。

2. 表面处理2.1 锌盾表面处理要求比较低：对氧化皮致密的钢板，需要经过机械喷砂处理，。

对旧钢材表面，只要清洁度达到GB8923-88Sa2.5级标准：粗糙度约50-70m去掉污物，旧漆膜、松动的锈斑，可用手动或风动等工具打磨至GB8923-88的St3级，允许在轻微带锈涂装。

2.2 热镀锌的表面处理工艺要求比较高，常规需要碱洗除油、水洗、酸洗除锈、水洗、中和等系列工艺，工艺对环境污染严重，环保性较差，每步工艺参数都需要严格控制及检测。

3. 涂镀层性能3.1 锌盾涂层具有优良的柔韧性和良好的附着性能。

附着力试验（划格法）为0级，证明锌盾与钢结构表面具有优良的附着力，耐冲击，柔韧性好。

3.2 热镀锌涂层机械性能一般较好，但如果工艺过程中不严格控制参数，残酸、前处理不充分等原因可能造成镀层发花剥落。

4. 施工性能4.1 锌盾施工性能4.1.1 使用方便，锌盾不仅可以在车间里涂装施工亦可在现场涂装施工；无工件尺寸和形状限制；锌盾施工温度范围为-10℃至50℃；4.1.2 施工效率较高，采用无气喷涂一般为200-400㎡/h，施工周期短。

4.1.3 可以直接重涂新的锌盾层，维修方便且节省费用。

输变电工程钢构件热喷涂锌铝镁稀土合金防腐涂层技术经济性分析采用热喷涂ZnAlMgRe合金制备输变电钢构件防腐涂层，可实现40年以上免维护的效果，提高输变电钢构件的耐腐蚀性能和抵御自然灾害能力，延长防腐维护周期，降低日常运行维护成本。

标签：国家电网；全寿命周期；铝镁稀土合金防腐涂层；技术性；经济性1 背景和概况沿海、湿热、重工业污染等重腐蚀条件地区，采用热镀锌防腐技术的输变电钢构件防腐寿命明显偏短，腐蚀防护性能远远不能满足国家电网公司颁发的《关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定》（国家电网基建【2011】1515号）[1]文件中规定，严重降低钢构件的安全可靠度。

相对落后的腐蚀防护技术，成为实现“最优目标”中的“短板环节”之一。

2 输变电工程钢构件防腐技术输变电工程钢构件普遍采用热浸镀锌技术一般防腐设计寿命为20年。

在普通干燥的大气环境条件下，传统热浸纯锌镀层在投运5-10年后防腐性能开始退化。

在沿海和重工业污染地区，平均首次维护时间仅为4-8年。

而镀层材料合金化和配套涂层设计理念，可大幅度提高镀层的防腐蚀性能。

3 热喷涂锌铝镁稀土涂层的技术性分析3.1 涂层制备工艺分析采用热喷涂技术，工艺有表面处理和喷涂施工两道工序，对于存在的缺陷可按原工艺的要求重新施工，涂层基本性能和防护性能没有差别。

采用热浸镀技术，各环节需要控制的因素较多，对于漏镀等缺陷不能按原工艺重新处理，只能采用冷涂锌技术，长期使用过程中可能会导致涂层局部防腐性能不能满足设计要求。

3.2 工作效率分析热喷涂技术一般以单位时间内喷涂面积核算其工作效率，热浸镀技术是以单位时间内浸镀工件的重量核算。

经调研，对于结构较复杂的工件，热喷涂技术工作效率低于热浸镀技术；对于结构较简单的钢管杆，如采用生产线进行热喷涂，其工作效率远高于热浸镀技术。

4 热喷涂锌铝镁稀土涂层的经济性分析热喷涂锌铝镁稀土合金涂层具有涂层成分准确、孔隙率低、耐蚀性能好等特点。

喷锌、喷铝工艺与热镀锌工艺性能的比较一、抗大气腐蚀涂层的应用.钢结构厂房、钢箱梁桥、电视铁塔、大楼天线、送变电站、钢制灯杆等户外钢结构，这些钢构件因长期暴露在大气中，受到气候变化和日晒雨淋，表面迅速氧化，生成一层三氧化二铁，严重影响钢结构的强度及使用寿命.为防止钢结构表面的氧化，以往一般都采用油漆保护，其防腐年限一般在3-5年，因此需要经常性进行维修、保养，常见的方法就是拷铲油漆，耗费大量人力物力.现采用钢结构表面喷锌、喷铝工艺加以保护，防腐年限可达30年以上无需保养.如在锌铝涂层外再加油漆封闭，则防腐年限更长.(碳化铬粉末，碳化铪粉末用于热喷涂）钢结构表面只有喷锌、喷铝后，才能真正起到阳极保护作用，从而达到钢结构长效防腐之目的.因此国家许多重大工程及市政项目被指定采用该工艺.如：长江三峡永久闸门、上海东方明珠电视塔、杨浦大桥主护杆、广州市内环高架钢梁、上海证券大厦钢结构天线、浦东机场路共同沟爆气管道、上海南桥50万千瓦变电站等等，以确保重大工程的百年大计.二、抗水腐蚀涂层.（长沙琅峰金属，碳化铬，碳化钒，碳化钽喷涂防腐）钢制水闸门是水力发电站、水库中控制水量的主要钢结构，它一部分长期浸没水中，表面受到微生物侵蚀(如钉蝎的吸附，其排泄物呈酸性).另一部分长期暴露在大气中，特别是水线部分，受到冲浪和水面上漂浮物的冲击，同时又受到涨潮、落潮的影响，使这部份钢结构表面经常干湿交替，特别容易生锈.现在采用线材喷锌、喷铝工艺，大大提高了钢闸门的耐蚀性，比原来采用的油漆工艺防腐年限提高5~6倍.三、喷锌、喷铝工艺与同类工艺性能比较(热镀锌工艺)1、热镀锌工艺预处理采用酸洗、磷化工艺，工件表面会有酸、碱液的残余物，留下了腐蚀的隐患，使热镀锌层容易产生脱落.喷锌、喷铝工艺预处理采用喷砂工艺，故工件表面非常清洁毛糙，表面喷锌、喷铝后不会产生由内向外的腐蚀，从而不会产生锌层脱落现象.2、热镀锌工艺有一定的温度，约440℃左右，故工件热镀后会产生变形;而喷锌、喷铝工艺喷涂时的温度很低，工件表面温度＜80℃，因此工件不变形.3、采用热镀锌工艺，工件受镀槽长×宽×高的限制;而采用喷锌、喷铝工艺则工件没有限制.4、采用热镀锌工艺，还存在现场修补问题.现场安装时焊缝、装卸、运输过程中的损坏，修补只能采用油漆，从而产生工艺突破口.如采用喷锌、喷铝工艺，则现场可采用喷锌、喷铝的方法进行修补，避免产生工艺突破口.5、由于热镀锌工艺的预处理采用酸洗、磷化，故工件表面没有毛糙度、涂层结合力较差.而喷锌、喷铝工艺的预处理采用喷砂，Sa≥2.5级，故工件表面有毛糙度，涂层结合力较好.抗拉强度≥0.6kg/mm2.6、热镀锌工艺对水质污染十分严重，环保问题非常突出.所以热喷锌、喷铝工艺在来越广泛.。

热镀锌工艺与热喷锌工艺有什么不同由于钢铁结构件长期处在各种气氛（包括海洋、工业城市、田野、矿井）、不同水质（海水、淡水）的浸渍和不同的浸蚀环境中，均受不同程度的腐蚀而失效。

据资料介绍，全世界每年生产的钢铁约有十分之一变成铁锈，大约有30%的钢铁设备因腐蚀而失效。

工业发达的国家，每年由于金属腐蚀所造成的直接经济损失约占国民经济总产值的2~4％，我国这方面的经济损失每年也达数千亿元。

热喷锌、热喷铝及其合金涂层，外加封闭处理，就可以制备长效防护复合涂层。

有效防护期一般可达20~30年，最长有效记录国外已有60年之久的记录。

随着我国热喷涂技术的发展与提高，锌、铝及其合金涂层将逐渐取代了传统的刷油漆工艺。

该项技术已在国民经济各领域得到了广泛应用，取得了良好的经济效益，且应用前景广阔。

1. 锌、铝及其合金涂层的防护机理1.1 锌、铝涂层腐蚀速率研究表明，钢铁件在大气和水介质中由于电化学腐蚀原因，在没有保护的情况下，碳钢的平均腐蚀速率比锌高5~20倍，比铝高40~100倍。

采用普通的油漆防护时，由于漆膜与钢铁基体的粘附强度低，耐冲刷和颗粒磨损能力低，使用过程中老化变质等原因，往往容易造成局涂层脱落、损坏，而使钢铁基体锈蚀，导致油漆层大面积起泡脱落，致使短期内防护失效。

图1 碳钢在不同腐蚀环境中的渗透深度与暴露时间曲线1-工艺大气2-海洋大气其3-乡村大气材料平均腐蚀速率（μm/年）乡村大气城市大气工业大气海洋大气碳钢4~65 23~71 26~175 26~104锌0.2~3 2~16 2~16 0.5~8铝0~0.1 ~1 ~1 0.4~0.6表1 碳钢、锌和铝在各种大气中的腐蚀速率1.2 锌、铝涂层的特点热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁基体有双重保护作用。

一方面，可以象涂料那样（尤其是经过封闭处理的涂层）起着物理覆盖作用，将钢铁与水和空气等腐蚀介质隔离开来，从而起到防护作用。

另一方面，由于锌和铝的电化学性能比较活泼，电极电位比铁低，在这个腐蚀电池中，锌或铝是负极，铁则为正极，锌、铝失去电子，变成离子进入电介质溶液中而被腐蚀，其自由电子流向钢铁，使钢铁极化而受到保护。

水闸门防腐热喷涂喷锌、喷铝的应用针对水工钢结构水闸门的严峻侵蚀环境，分析了阻碍其侵蚀的要紧因素，比较分析了钢结构水闸门经常使用的几种侵蚀防护方式，由于电弧叶涂复合盐城市华鑫高空建修防腐具有30年以上的长效防腐寿命和盐城市华鑫高空建修防腐结合强度高、免保护等特点，因此成为钢结构水闸门防侵蚀的优选技术方案。

文中还列举了国内外钢结构水闸门热喷涂防腐的应用实例及相关标准，对增强钢结构长效防腐的立法和推行应用提出了自己的观点。

一、热喷涂在水闸门防腐热喷涂在水闸门防腐是水电站、水库、水闸、船闸等水工建筑物中操纵水位的重要构件，它要长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲洗，专门是水线部份受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其它漂浮物的冲蚀，钢材很容易侵蚀，显著降低了钢闸门的承载能力，严峻阻碍水利工程的平安。

有的采纳涂料爱惜，一样利用3~5年就失效，工效低，保护费用高。

如沿海的某座挡潮闸门，因受到海水的严峻侵蚀，使整个闸门体失去稳固而破坏，致使无法继续运行。

又如云南陆良响水坝弧形闸门1958年运行后，采纳涂料防腐，开始5年左右涂刷一次，以后防腐周期愈来愈短，两年一到锈蚀严峻，有的已部份改换。

葛洲坝电厂一期工程1981年投产运行，金属结构为油漆防侵蚀，三年后一期工程的闸门及拦污栅普遍发生锈蚀。

侵蚀不仅阻碍结构的平安运行，还要消耗大量的人力、物力、财力来进行防侵蚀工作，据一些水闸工程统计，每一年用于闸门防腐的经费约占全年维修费用的一半，同时还要调动大量的劳动力来除锈、油漆或喷涂等。

因此，为了有效地操纵钢铁的侵蚀，延长钢闸门的利用寿命，确保水利水电工程的完整和平安，钢闸门的长效防腐问题已引发人们的普遍关注。

二、钢结构水闸门的侵蚀环境及阻碍侵蚀的因素钢结构水闸门的侵蚀环境水利水电工程中的钢结构水闸门及钢结构，有的长期浸于各类水质(海水、淡水、工业废水等)中；有的由于水位转变或闸门启闭常处于干湿交替的环境：有的还会受到高速水流的冲击和泥沙、漂浮物、冰凌的磨擦；位于水面或水上部份还受到水蒸发的潮湿气氛和飞溅的水雾作用；处于大气中工作的结构还受到日光、空气的作用。

热喷铝和锌盾冷喷锌防腐技术经济比较一、不同防腐方案比较分析现对锌盾冷喷锌、热喷铝方案进行分析，对其首次投资，使用成本，维护费用，停工损失，社会效益进行综合技术经济比较，供专家参考。

1 与热喷铝技术经济对比项目锌盾冷喷锌+有机涂层复合体系热喷铝首次投入首次防腐费用100-120 元/平米120-140 元/平米安装破损修复冷喷锌现场覆涂，修复容易，修补处防腐性能一致一般只能采用环氧富锌涂料修补，修复处为防腐薄弱处使用费用防腐年限25年以上25年以上周期内防腐维修免维护，达到使用防腐寿命后，可轻微打磨至喷锌层即可直接覆涂，成本较低。

现场热喷锌维修困难，采用富锌涂料维修前处理必须打磨至钢铁，覆涂成本高社会效益环保性无三废污染较大，施工效率低、工人职业病劳保问题突出，欧洲已禁用防护特点考虑了矿井腐蚀影响，复合防腐体系结合镀锌与屏障防护优点，防腐年限有保证。

在酸性腐蚀严重地区，单纯铝层防腐寿命有可能缩短费用比冷喷锌体系首次投资为热喷铝90％左右2 小结采用冷喷锌防护体系，结合锌防护和屏障防护的优点，耐矿区复杂腐蚀环境性能较热喷铝好，解决热喷铝破损处不能修补的难题，造价低于热喷铝。

附：热喷铝报价组成热喷铝120um 主材料费用：40-60 元/平米人工成本35-50 元/平米电力等其他辅材5~10 元/平米热喷铝成本共计80~120 元/平米涂料层成本25~40 元/平米以上成本未计入喷涂效率低人工额外成本、人工劳保费用及职业病预防费用、喷铝破损处另外修补费用。

冷喷锌近年来已经在各行业系统中大量替代了以往污染大、施工难的热喷锌热喷铝工艺，解决以往热喷工艺效率低、污染大、对工人损伤大的问题，较好解决了热喷工艺由于热胀冷缩而造成的空穴早期易点锈的问题，是技术进步的必然趋势，是定州电厂、灵武电厂等国家重点工程的创优亮点。

金属的热喷锌(铝)防腐、有机涂料防腐、热浸镀锌防腐的工艺性能及经济效益比较传统的防腐技术是在防护对象表面刷（或喷）一层涂料（油漆、树脂等）。

随着表面防腐工程技术的发展，尤其是随着热喷涂技术的发展，这种新型的防腐技术逐步显示出其强大的生命力。

从多年的施工实践和建设单位反馈的信息及相关的理论研究表明，大型钢结构的长效防腐，就目前的表面工程防腐蚀技术来看，热喷涂技术是最佳的选择。

•工艺性能比较（见表）方法特点金属热喷涂(Al或Zn)有机涂料热浸镀(Zn或Al)防护期一般30-40年,最长60年一般3-5年,最长15年与基体结合力十分牢固不牢固,易脱落比较牢固老化与变质一般不会老化变质易老化变质一般不会老化变质涂层耐磨与冲刷性好差好施工周期不存在固化干燥期,施工周期短,现场施工方便需固化干燥期,施工周期长,现场施工较繁施工周期短,表面色不均匀使用温度喷Al一般可在550℃下使用,经扩散处理可在900℃下使用一般不超过120℃400℃下使用施工报价(一次性投资) 100－150元/m2 5－30元/m2 1800-2000元/T另喷锌(或铝)与热镀锌在工艺性能上存在差别的原因分析：１、镀（或喷）前钢结构表面处理喷锌采用喷砂处理，粗糙度一般40-60um；镀锌采用酸洗，钢表面基本没有粗糙度，而且钢表面还将残留有害离子，影响镀锌层与基体结合力。

理论研究表明，锌层与钢结构结合力与钢表面粗糙度成正比，拉力实验证明喷锌层与钢结构结合力比热镀锌要高。

２、镀层厚度浸镀锌层易流挂，镀层薄厚不均，热喷锌（或铝）一般不存在这种现象。

３、外观色泽浸镀锌由于镀槽温度、浸镀时间、浸镀批数不易控制，外观色泽深浅不一，每批不同部位，批与批都不一样，而热喷锌（或铝）则色泽一致。

４、对钢结构内部的影响热镀锌由于镀液温度高（大量液体锌包容），易使钢结构变形，破坏其内部组织结构，影响钢结构使用性能。

热喷锌是液体锌直接喷到钢结构表面，钢结构温度较低，对钢结构内部力学性能没有影响。

电弧喷铝长效防腐复合涂层体系与重防腐涂层体系(分别以“无机富锌”“环氧富锌”为底漆)经济技术性对比（供参考）目录一、涂层形成原理及失效方式二、涂层耐腐蚀寿命三、涂层结合力四、涂装施工工艺五、电弧喷涂涂装体系比重防腐油漆涂层维护具有明显的优越性六、国内外设计标准七、应用实例电弧喷铝涂层体系与重防腐涂层体系防腐技术对比涂料作为防腐涂层应用具有悠久的历史，仍一直沿用至今，但它对钢铁的防护寿命较短,目前部分钢结构桥梁上采用的涂料重防腐涂层体系多是以“无机富锌”或“环氧富锌”为底漆的涂层体系；随着大气腐蚀环境的日趋恶劣，而钢结构建筑物的设计使用寿命愈加长久，人们对防腐技术提出更高的要求，促使防腐技术获得极大发展。

电弧喷铝长效防腐技术是半个世纪以来防腐技术发展的重要里程碑，可以提供钢结构50年以上的防腐蚀保护，实现一次防腐，钢铁构件终身受益。

重防腐涂料涂装和电弧喷铝涂层都能对钢结构件提供有效的腐蚀防护，均属牺牲阳极的阴极保护涂层，但两种涂装方案在很多方面存在较大差异。

一、富锌涂层形成原理及失效方式富锌涂料主要有无机富锌和有机富锌两大类组成，富锌涂料防腐涂层就是以富锌底漆外加中间漆和面漆组成的重防腐涂装体系（也称重防腐特涂）。

1、无机富锌涂料无机富锌底漆可再分为溶剂基无机富锌底漆与水基无机富锌底漆，溶剂型无机富锌涂料以正硅酸酯为基料，水性无机富锌涂料主要以硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂等硅酸盐为基料，以水为溶剂。

无机富锌漆靠涂料中弥散的无数锌粉粒子来对钢铁提供阴极保护，锌粉粒子靠无机树脂粘结得以形成漆膜，对钢铁基体提供有限的阴极保护作用和机械隔离作用。

无机富锌涂料涂层腐蚀失效机理：涂料中锌粉被自腐蚀和电化学腐蚀，腐蚀结果是锌粉被氧化成氧化锌（白锈）而从涂层中析出，可溶性的氧化锌一旦脱离涂层，导致涂层出现无数微孔，使涂层的腐蚀速率加快，直至涂层被消耗完，防腐作用消失。

2、环氧富锌涂料涂层环氧富锌涂料涂层由环氧树脂、锌粉、固化剂组成的环氧富锌涂料，经涂装固化形成防腐涂层。