某设计以无机富锌防锈漆涂层为底漆,设计在水下部位作为防腐蚀底漆使用,上以稀释过的环氧云铁涂料为中间过渡层,面漆为环氧沥青漆。设计保护期限5年,但刚一使用就出现涂层起泡脱落现象,要求时行失效分析。
(1)现象调查时,发现该防锈漆涂层的使用环境为高湿、高温、高盐雾环境,腐蚀环境极为苛刻,同时测定了失效涂层的干膜厚度,平均为350µm,达到了设计要求。
(2)在现场调查时,发现钢材表面处理采用的是电动工具除锈,达到ST2级,但粗糙度不能达到要求。
(3)在现场调查时,防锈漆涂层大面积鼓泡,附着力极差,大部分地方可用小刀轻易刮下大面积涂层,主要表面为封闭层与无机涂层之间的层间剥离,附着力极低。
(4)采用施工留下的同样防锈漆涂料液体样品制成试板进行实验综合试验,人们发现机械性能测试时,涂层对基体表面的附着力及其力学性能不佳,拉开法测试时,表面为封闭层与无机涂层之间的层间剥离,只有2MPA的附着力,附着力低,涂层将不能牢固地粘接在基体上,不能形成保护性良好的封闭屏障。在盐雾试验中,此配套涂层,试板出现500h开裂现象,划痕试板168h出现开裂现象,表面为无机涂层与上层环氧封闭涂层之间的层间剥离脱落,说明此配套体系在高盐雾条件下产生电化学腐蚀、加速应力腐蚀和盐在水中电离后形成的酸/碱溶液的腐蚀、保护效果不佳。在阴极剥离,此配套涂层,4天就出现整体涂层剥落现象;而其他环纳入类长效防腐蚀涂层体系2个月未发生变化,保护效果良好;说明无机富锌配套涂层在阴极保护下耐阴极剥离的性能不佳,不能用于有电位差保护的艇体部位,否则一旦破损,阴极反应产物会引起涂层和基体之间的整体剥离。
(5)在不同表面处理情况下,无机富锌系列配套体系,st2级表面处理时,力学性能、耐盐雾、耐压力渗透等都表面极美国,说明无机系列涂层配套体系,表面前处理必须达到st3级以上,否则达不到防护效果。实际施工性能上,无机富锌类防锈漆涂料对表面处理要求极高,喷砂需sa2.5级,粗糙度40~70µm,必须除净油污。此种施工条件,对我国目前修船造厂难以保证。
(6)因此,在水下部位慎用无机富锌防锈漆涂层,该类涂层用在大气环境较为适宜。将涂层配套设计改为环氧涂层或环氧富锌涂层加环氧体系,较好的解决了问题。