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研究生:張志宇
研究生(外文):Chih Yu Chang
論文名稱:鋼材防蝕塗層技術比較研究
論文名稱(外文):Comparative Study of Anti-Corrosion Coatings on Steel Surface
指導教授:黃 然
指導教授(外文):Ran Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:147
中文關鍵詞:塗層腐蝕環境犧牲陽極起泡
外文關鍵詞:coatingcorrosion environmentsacrificial anodicblisters
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依ISO分類台灣大部分地區屬嚴重腐蝕暴露區域,對裸露於大氣腐蝕環境下的鋼構造物,防蝕技術的選擇是維護鋼構使用品質與安全的關鍵要素。本研究最主要利用相關性能試驗,評估不同防鏽蝕塗層機理與效能。塗層系統包括複層式塗層、環氧樹脂塗層、聚胺基甲酸酯樹脂塗層、富鋅塗層、三聚磷酸鋁塗層與熱浸鍍鋅塗層。
試驗結果顯示三聚磷酸鋁塗層在不同暴露環境下均具有較佳的抗腐蝕效能。富鋅塗層與熱浸鍍鋅的鋅元素會發揮有效的犧牲陽極保護。但是環境中的硫酸根離子容易與鋅、鋁反應,生成可溶的硫酸鋅或硫酸鋁,降低防蝕效果。複層式塗層、環氧樹脂塗層及聚胺基甲酸酯樹脂塗層等均具有效的隔絕防蝕效果,但在高腐蝕環境且塗層厚度較低的情形下,塗層可能會發生起泡或剝離。
According to ISO classification of corrosion exposure, most part of Taiwan is in the severe corrosion zone. Selection of proper anti-corrosion technology is a key factor to maintain the steel structures in good service quality if they are exposed to the corrosion environments. Application of anti-corrosion coatings is one of effective corrosion control strategy. This study is aimed to evaluate the effectiveness of various coating systems such as epoxy coating, polyurethane resin coating, zinc-rich coating, aluminum tri-polyphosphate coating and hot-dip galvanized coating.
Test results illustrate that aluminum tri-polyphosphate coating has the best anti-corrosion ability under various exposure environment, no corrosion is found until aluminum tri-polyphosphate ions is excessive consumed. Zinc-rich coating and galvanized zinc coating have good sacrificial anodic effect. However, the sulfate ions in the environment would react with zinc or aluminum to produce water soluble zinc sulfate or aluminum sulfate to minimize the protection effect. Compound multilayer coating, epoxy coating and polyurethane resin coating are effective barriers against corrosion by separating the base metal from the corrosive environment. But in high corrosive environment, improper workmanship or coating thickness would result in blisters, peeling or other defects in the coating system.
中文摘要 I
Abstract II
目次 III
表次 VIII
圖次 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的與範圍 3
1.3 研究方法與流程 3
第二章 文獻回顧 6
2.1 腐蝕機理與腐蝕量測 6
2.1.1 腐蝕機理 6
2.1.2 腐蝕速率的量測 12
2.1.3 防蝕機理 18
2.2 防蝕塗層 23
2.2.1 塗層的定義 23
2.2.2 防蝕塗層的類別與塗裝方式 24
2.3腐蝕環境 36
2.3.1 ISO腐蝕環境分類 36
2.3.2 依ISO分類台灣地區的腐蝕環境 38
2.4 ISO的相關標準 39
2.4.1 表面預處理的標準 39
2.4.2 塗層厚度要求 42
2.4.3 塗層厚度測量標準 46
2.5 鋼結構防蝕工程案例 47
2.5.1 法國巴黎艾菲爾鐵塔 47
2.5.2 英國千禧穹頂 48
2.5.3 杜拜七星級帆船飯店 48
2.5.4 雅典奧運體育館 49
2.5.5 林口高架橋 49
第三章 試驗計畫 51
3.1 試驗變數 51
3.2 試片製作 51
3.2.1 試片 51
3.2.2 塗層系統 52
3.2.3 試驗編號 57
3.3 試驗方法 58
3.3.1 塗層性質試驗法 58
3.3.2 塗層化學抗性試驗法 65
3.3.3 塗層劣化與耐久性試驗法 66
3.3.4 電化學試驗法 68
3.4 試驗儀器 71
第四章 結果與討論 77
4.1 塗層外觀及厚度 77
4.1.1 塗層外觀 77
4.1.2 塗層厚度 78
4.2 塗層性質試驗結果 79
4.2.1 熱浸鍍鋅附著性與附著量 79
4.2.2 鍍層厚度測定 81
4.2.3 附著性試驗 81
4.2.4 耐衝擊試驗 82
4.2.5 塗層硬度試驗 85
4.2.6 塗層耐磨試驗 87
4.3 塗層化學抗性試驗 89
4.3.1 耐酸試驗 89
4.3.2 耐鹼試驗 92
4.3.3 耐鹽水性 94
4.4 塗層劣化與耐久性試驗 95
4.4.1 耐濕性 95
4.4.2 加速耐候試驗 97
4.4.3 鹽水噴霧試驗法 103
4.4.4 曝曬試驗 109
4.5 電化學試驗 113
4.5.1 開路電位量測 113
4.5.2 直流極化法 116
4.5.3 動態極化曲線 119
4.6 微觀及成份分析 127
4.6.1 SEM 與EDS 分析 127
4.6.2 X光繞射分析 135
4.7 綜合討論 137
第五章 結論與建議 140
5.1 結論 140
5.2 建議 143
參考文獻 144
參考文獻
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