摘要:随着我国社会经济和成长建设的快速发展,消防车应用获得了很大提升,消防车产业也越来越大,消防车市场保有量也越来越多。但是,消防车的腐蚀问题直接影响了消防车外观,甚至降低车辆的性能,影响消防车作业能力。本文就消防车常见腐蚀形式与预防措施进行了分析探讨,以期促进我国消防车产业的完善和良好发展。
关键词:腐蚀形式;消防车;维护措施
一、常见腐蚀形式
(一)点腐蚀
在消防车使用过程中,经常发生的一种腐蚀形式就是点腐蚀,也是对消防车具有较大破坏性的一种腐蚀,多出现在沿海地区消防车上。这主要是因为沿海地区消防车处于的空气环境中氯离子含量较大,这些氯离子促进了点腐蚀情况发生,容易引起消防车表面铝合金或者不锈钢等金属材料在氯离子作用在遭到腐蚀破坏。
(二)缝隙腐蚀
消防车能够在以下多处发生缝隙腐蚀问题。一是在消防车金属表面附着物或者沉积物上,包括沙粒、灰尘等,都会引起缝隙腐蚀;二是消防车非金属与金属连接区域,目前我国消防车在制造上大多采取钢铁材料,适当使用玻璃、橡胶以及塑料等性质材料,所以消防车存在很多其他材料和金属的连接处,这些地区很同意出现缝隙腐蚀现象;三是车辆上的螺纹、焊接以及铆接等连接金属结构的地方,也会常见缝隙腐蚀[1]。
消防车在发生缝隙腐蚀后,会降低相关零部件强度性能,影响各部件之间的连接吻合程度,随着不断增大的缝隙腐蚀物体,将会不断提升腐蚀产物对消防车局部的应力作用,这无疑不增加了消防车装配困难。
(三)电偶腐蚀
电偶腐蚀是指当两块具有不同电位的金属间存在导电连接时,在连续或周期性暴露在潮湿(电解液)环境情况下,活泼金属(电极电位低的)会被腐蚀,此种腐蚀现象称为“电偶腐蚀”,亦称“异金属接触腐蚀”。消防车在使用中的电偶腐蚀多出现在不同金属连接或者接触的地方,这主要是因为消防车的制造不仅使用钢铁材料,也使用了一些其他金属材料,不同金属材料连接与接触时由于存在电位差异,一旦存在较大电位差就会引起电偶腐蚀,且腐蚀程度与电位差成正比。
二、处理措施
(一)有效的消防车腐蚀防护措施
1、钢构件防腐
消防车主要承载部件(如臂架、转台和副车架)仍以钢材为主。想要实现消防车的良好防腐蚀性能,就要做好钢构相应的腐蚀的防护设计工作。有效的消防车腐蚀防护设计可以从以下两方面入手,实现防腐目的。
一方面在整体设计过程中要尽可能避免出现金属接触或连接,这样可以有效防止点腐蚀现象发生,在涉及到金属接头时利用绝缘夹等采取有效绝缘措施,减少腐蚀问题出现,综合考虑阴极材料和阳极材料应用情况设计合理的非金属图层覆盖,同时尽量避免设计小阴极或者大阴极结构,使用更换操作简易且成本较低的阳极材料,这样能够在起到防腐作用基础上,实现成本的有效控制和降低。
另一方面,在设计连接问题时,要充分考虑电偶腐蚀和间隙腐蚀因素,相较于螺纹与铆接连接,使用具有更好防腐性能的焊接,针对一些需要搭接焊接处可以采取能够有效防腐的对接焊接方式,值得注意的是,焊接时务必要焊接彻底,只有在这个基础上才能够避免出现缝隙问题引起腐蚀现象。针对焊缝中一些边缘尖锐的腐蚀隐患,灵活使用垂直焊接技术,将腐蚀隐患降到最低。
消防车的安全性主要体现在消防车底盘及车身骨架的承载安全性上。裸露的金属或金属制品与其周围介质易发生化学或电化学反应使金属遭到腐蚀破坏腐蚀使金属失去本来面目使金属制品丧失功能而报废。保证消防车的耐蚀性,提高产品质量,延长消防车使用寿命,保证消防车的使用安全,厂家对消防车车身做到了近乎完美的涂装,对消防车内外表面进行了全方位涂装。
2、消防液罐内防腐措施
消防液罐是用来存储水、A类泡沫液或B类泡沫液的容器,是消防车重要部件。一旦发生渗漏将影响到车辆的使用。现在消防液罐材质主要以304不锈钢为主。由于水、A类泡沫液或B类泡沫液三种液体酸碱性、电解性不同,在存放是应采用不同的防腐措施。下面分别进行说明。
首先罐体在焊接施工过程中存在焊缝间隙和焊渣等问题,对罐体的防腐危害较大,所以在施工过程中及焊接完成后要及时全面对罐体内焊缝和焊渣进行处理。我们知道,缝隙在0.025-0.1mm[1]之间时,缝隙腐蚀敏感性将大大增加;焊接飞溅则有破坏不锈钢表面的钝态,使不锈钢局部处于活化状态而成为点蚀发生的薄弱点;在下料、折弯、转运等过程中,也不可避免的会对不锈钢表面产生一定的破坏,使不锈钢受到铁离子污染而产生孔蚀。罐焊接完成后,必须进入罐体内部将焊接产生的焊瘤、焊渣、飞溅、氧化皮等清理干净,为涂层防腐创造良好的施工基础。清理焊缝后,对断续焊缝使用密封胶填堵,防止水或泡沫液进入到焊缝中。
水罐内防腐处理。消防罐一般储存自来水,在火场救援时也会经常就近补充河水、湖水等自然水源。一般自来水都是采用氯仿消毒,不可避免的会夹带部分带电氯离子;而河水、湖水等自然水源内部的杂质离子就更多了,将这些水直接加注到不锈钢水罐内加速了不锈钢的腐蚀。所以应该对水罐进行防腐出来,主要方法有采用涂层防腐。由于消防水罐储水不仅可以用于灭火,也有可能在赈灾救援中运送饮用水,因此用于内部防腐的涂层应当是无毒的。H52-33型环氧防腐漆漆膜坚韧、耐盐、碱、水,具有良好的耐盐雾和湿热性,用于工业钢铁设备及管道、饮用水系统、水处理系统的防护,符合消防水罐内部防腐的需求。
泡沫液罐内防腐处理。一般泡沫液罐采用不锈钢,消防液罐焊接完成后,其防腐工艺流程:除油酸洗钝化清洗中和处理油漆。罐体方箱拼焊完成后,对其内表面、上盖板及焊道处进行酸洗钝化处理,焊接上盖板,边缘焊道钝化处理。泡沫液与环氧沥青涂料会发生化学反应,造成环氧沥青涂料成片脱落,所以泡沫消防液罐不能用环氧沥青涂料进行防腐,应采用防腐油漆。
3、连接件的防锈要求
连接件主要是实现零部件之间的连接的元件,如螺栓、螺钉、铆钉等连接紧固件,和销轴类件。连接件均为受力件,应采用有效的表面处理方法,避免锈蚀,从而造成连接不可靠,甚至造成连接失效损失车辆。这些件一般都不采用油漆表面喷涂方式,而是采用表面处理工艺。主要有镀锌、镀铬、达克罗和QPQ处理等方法。
电镀工艺:利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。主要有镀锌、镀铬。镀层采用电镀锌工艺,彩色钝化处理,其钝化膜的耐蚀性能按照GB/T 10125规定的中性盐雾试验(NSS)方法进行试验,试验时间120 h以内,试样表面应无红色腐蚀产物或黄色腐蚀产物出现。电镀硬铬件的耐蚀性能按照GB/T 10125规定的中性盐雾试验(NSS)方法进行试验,试验时间96h以内,试样表面应无红色腐蚀产物或黄色腐蚀产物出现。
QPQ处理工艺是英文“Quench—Polish—Quench”的缩写,即盐浴复合处理技术,指盐浴渗氮后再进行氧化、抛光、再氧化的过程。按照GB/T 10125规定的中性盐雾试验(NSS)方法进行试验,试验时间160h以内,试样表面应无红色腐蚀产物或黄色腐蚀产物出现。
达克罗工艺又称“锌铬涂层”,指将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面,经烘烤形成的以鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐蚀涂层。达克罗处理件的耐蚀性能按照GB/T 10125规定的中性盐雾试验(NSS)方法进行试验,试验时间1000 h以内,试样表面应无红锈出现。
(1)螺栓、螺钉连接付。除采用不锈钢材质外,主要的表面处理工艺有发黑、镀锌、镀铬、达克罗工艺。8.8级螺栓、螺钉,8级螺母,弹簧垫圈(规格≤12)、平垫和弹簧等标准紧固件和非标紧固件,综合考虑成本因素,优先选用电镀锌工艺,彩色钝化处理。10.9级及以上螺栓、螺钉,10级及以上螺母,弹簧垫圈(规格≥14)以及需要严格控制尺寸误差的零件,仅能选用达克罗工艺。
(2)销轴类表面处理要求及注意事项。由于销轴表面一般受力较大,表面处理应有加强表面硬度的作用,所以销轴类表面处理注意为电镀硬铬和QPQ两种处理工艺。
电镀硬铬:粗糙度要求Ra≤0.8,需预留余量进行磨加工的销、轴类件,表面处理选用镀硬铬工艺;图纸尺寸公差绝对值≤0.05,需预留余量进行磨加工的销、轴类件,表面处理选用镀硬铬工艺;对装配和使用中装配精度较高,且经常发生磨损的销、轴类件,表面处理选用镀硬铬工艺;图纸尺寸直径<20mm,长度>300mm范围内的销、轴类件,考虑高温形变等因素,表面工艺选用镀硬铬工艺。
QPQ处理:图纸尺寸公差的绝对值>0.05,不留加工余量,处理后无需加工的销、轴类件,表面处理优选QPQ工艺;粗糙度要求≥1.6,不留加工余量,处理后无需加工的销、轴类件等,表面处理优选QPQ工艺。
(二)新型耐腐蚀材料的应用
近年来,在我国科学技术迅猛发展下,各个领域事业都获得了一定改革发展。消防车制造业也不例外,越来越多的高强度金属材料被应用到消防车结构中,这些性能优良的材料增加了消防车作业性能,同时提升防蚀能力。
耐腐蚀材料科学合理应用,显著提高消防车防腐蚀能力。消防车车身采用镀锌钢,不仅可以增长消防车使用防腐蚀能力,还能够有效延长消防车使用年限。在国家产品绿色设计、制造推动下,铝合金和复合高分子材料等密度轻、耐腐蚀性能强的材料逐渐被应用在消防车上。铝合金被用在车身上,复合高分子材料用在消防车消防液罐和车身上,发挥出材料轻、耐腐蚀性好的优势,提高消防车的可靠性。
(三)车辆存储
在使用和存放消防车过程中,要重视防潮工作,保证消防车所处大气环境湿度在一定范围内,避免出现腐蚀问题[2]。一般来说30%-50%的大气湿度范围对于消防车防腐更佳,在控制大气湿度范围时可以通过冷陈除水或者加热空气等防潮方法,使用军用吸水剂、氯化钠、活性炭或者硅胶等辅助材料实现防潮目的。
想要更好的提高消防车防腐蚀能力,尽量延长其使用年限,就要落实好日常防尘处理工作,这样可以有效减少缝隙腐蚀现象。有关工作人员要定期彻底情节消防车,将车辆表面附着物和灰尘等清除干净,不仅实现了有效防腐维护,也让消防车更加整洁美观。
(四)采取缓蚀剂方法
在我国消防车制造和应用快速发展背景下,缓蚀剂凭借其使用操作简易便捷、成本低廉、效率较高且防腐剂用量较少等优势特征,被大力推广应用到消防车金属保护中,起到了良好的保护效果。同时,适当使用先进工艺技术、填料方式和抑制剂应用,都能够促进消防车提升防腐蚀性能与使用寿命。
(五)锈蚀维修
消防车的锈蚀维修是解决消防车腐蚀现象问题的有效措施。在车辆存放和使用期间,应按时定期检查消防车腐蚀情况,确保能够及时发展腐蚀问题,找到腐蚀原因所在,并且采取有效维修保养措施进行合理处理。在处理消防车外表油漆腐蚀问题时,首先要将腐蚀所产生的锈层清除干净,漏出金属本色;接着在其上涂抹适用的金属防锈涂层;待晾干后,再进行涂抹面漆。这样可以在维修后达到良好保养作用。此外,刷镀、喷涂等都是有效且实用的防蚀维修养护涂布方式,可结合腐蚀具体情况灵活使用。
综上所述,通过对消防车常见腐蚀原理,从车辆防腐设计、施工、车辆存放和锈蚀维修等方面,阐述了消防车如何避免腐蚀对车辆造成的伤害,提高车辆的完备性,对消防车的设计、使用和维修具有积极的作用。
参考文献:
[1] 张明刚.国产消防车常见的腐蚀形式与防护措施探讨[J].科技创新与应用,2014(13):278-278.
[2] 张海廷,刘美玲.消防车常见的腐蚀形式及维护措施[J].内燃机与配件,2018(7):147-148.
论文作者:张志兵
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签:消防车论文; 表面论文; 工艺论文; 金属论文; 缝隙论文; 表面处理论文; 车辆论文; 《电力设备》2019年第4期论文;