包装产品的应用技术-气相防锈

1运输包装高效清洁的防锈方法：气相防锈包装北京维泰凯信新技术有限公司，尤其是海上运输和高热潮湿地带的陆路运输，不可避免的需要涉及防锈问题。大量的实验证明，气相防锈包装是一种高效、长效、环保、可靠、低成本的包装技术，近来已成为汽车工业、机电领域、航空航天和军工等许多行业产品防锈的首选包装技术。1.锈蚀的危害与防锈蚀的商机1.1锈蚀的危害锈蚀是金属（材料）和周围环境发生化学或电化学反应而被破坏的现象，是一种冶炼的逆过程。自然环境（大气、土壤、海洋、生物和微生物等）和工业介质（酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等）都有可能造成金属材料的锈蚀。其危害遍及冶金、化工、能源、矿山、交通、机械、航空航天、信息、农业、食品、医药、海洋开发和基础设施等所有的行业，除了材料、能源的消耗和设备的失效等直接损失外，锈蚀还可能进一步引起物料的污染和产品质量下降、工艺流程的中断、装置的泄漏、爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等间接损失。汽车零部件、机电设备、精密仪器仪表、武器装备等金属产品的锈蚀给企业乃至国民经济带来的损失是巨大的。据公开资料，我国2001年金属材料和制品（包括机电设备）因锈蚀造成的损失为4000亿人民币，损耗钢材约1500万吨。统计测算表明，工业发达国家每年锈蚀造成的损失约占国民生产总值的2-4%，我国损失的比例还要高出1-2个百分点。对于出口商品，需要经受环境条件比仓库要恶劣得多的海上运输或热带、亚热带等高温潮湿区域的陆路运输，在复杂多变的恶劣环境条件下，金属产品易得“锈蚀病”而成为次品甚至废品。据文献记载，我国曾裸装海运出口古巴等国的几百台推土机全部锈蚀，造成巨大经济损失，并严重威胁着我国数亿美元的工程机械出口。而日本、美国的同类产品由于防锈材料好，裸装海运到岸后，无锈或极少生锈，具有明显的竞争优势。此外，我国轴承出口用传统防锈方法，涂国产防锈润滑油后性能指标下降，严重影响我国精密轴承出口，而轴承又恰恰是我国出口额较大的产品。21.2防锈蚀的商机据最新统计年鉴数字显示，我国2005年钢材产量近4亿吨，十种有色金属产量为1千6百多万吨，铜材、铝材的加工都是数百万吨，此外，还有大量的机电设备、汽车及各种车辆、仪器仪表以及无法统计的各种金属零配件，这些金属材料和制品无论是在运输途中还是存放库中，多数都需要进行防锈处理。这充分说明防锈的巨大社会经济效益。而解决防锈问题的关键之一是对包装技术、包装材料的研究。防锈蚀不仅仅是技术问题，其中还蕴藏着创造财富的巨大商机。气相防锈技术就是一种高效清洁的防锈方法，越来越广泛的被人们所采用。2.防锈包装技术和方法的选择金属锈蚀是个电化学过程，电子通过金属表面被叫做电解液导电溶液从金属的高电势区流向低电势区，这种导电溶液源于水、雨和空气中的潮湿汽，很少量的电解液就可引起锈蚀，65％的相对湿度就能生成电解液；大气中的各种污染物质也会对金属材料产生锈蚀作用。防锈实际上就是要采取各种方法和技术，隔绝、降低或减缓外界锈蚀环境（电解液、酸碱等污染物）对金属的作用。目前常用的有防锈油封存技术、气相防锈包装技术、干燥控湿包装技术等，其中在汽车、军用等领域应用最广泛的是气相防锈技术。金属材料及其制品有多种包装防锈方法，如干燥空气、真空包装、充惰性气体、涂防锈油等。但是，许多情况下，上述方法并不适用或不完全适用，此外，从节能、环保、有效、长效、可靠等综合的角度来看，也不是最佳选择。例如，目前工业上最常用的防锈蚀的方法，是在金属表面涂覆防锈油，但是防锈油本身也会因氧化而失效，并且去除防锈油防护层时费时、费工，成本高、效率低、不环保；采用干燥剂防锈，成本低、操作简单、安全环保、去除防护包装容易，但有效时间短，而且受环境温度、湿度的影响大；采用特殊的除湿设备包装处理金属材料，虽然防锈效果不错，但成本高且费时费力，操作复杂。3．气相防锈技术3.1气相防锈技术原理气相锈蚀抑制剂（VolatileCorrosionInhibitor，VCI）也叫气相和接触防锈剂（VaporPhaseandContactCorrosionInhibitor，VpCI）或气相防锈剂（VaporPhaseInhibitor，VPI）是一类能向空气中挥发出可抑制金属表面锈蚀的气体的化合物。通常以纸或聚乙烯薄膜等作为VCI化学品的载体，制成气相防锈包装材料。气相防锈材料是通过含浸在其中的气相缓蚀剂发挥防锈作用。该气相缓蚀剂具有像樟脑丸一样的挥发性，在常温下能够持续、缓慢地气化、挥发，挥发出来的缓蚀剂气体能够吸附3在裸露的金属表面，形成一个到两个分子厚的稳定保护膜，能有效地防止氧气、湿气等环境气氛对金属的锈蚀，从而产生优良的防锈作用。由于气相缓蚀剂分子是持续地挥发，能够在密闭空间内始终处于“饱和”状态，因而可达到长期、稳定的防锈效果。由于缓蚀剂分子是气体状态，无孔不入，不管金属制品外形多么复杂，仍可获得理想的防锈效果。这种全新的防锈机理与传统的防锈方法相比，具有许多无可比拟的优点。在金属材料包装或喷涂完成后，气相缓蚀剂分子便开始挥发，气相缓蚀剂分子可渗透到传统防锈油甚至无法涂覆的角落，防锈无死角；气相缓蚀分子有效成分保留时间长，可实现10年以上的防锈保护期限；根据需要，可选择透气度和透湿度极低，具有防水、防潮、耐油、耐化学药品的特性的防锈包装材料。在包装金属材料、机械设备和零件时，使用气相防锈剂不用涂抹防锈油，也不必另外处理，大大简化了防锈蚀的繁琐步骤，与真空包装相比，既实现了特殊的防锈蚀功能，又降低包装成本，节省人工和材料，提高效率。3.2气相防锈包装材料和应用条件气相防锈包装（简称VCI），在许多情况下是一种既简便又实用、既安全又有效的防锈方法，已越来越引起人们的关注。气相防锈包装材料，作为一种高科技防锈保存包装产品的技术与概念，源于第二次世界大战后期的军事应用实验。由于其在工业装置防锈保存处理上有迅速、简易、低成本的特点，尤其是符合环保要求，近年来受到更多重视，并针对防锈能力和安全性等问题进行了深入研究和改进，使气相防锈包装材料得以商业化推广和应用。目前，气相防锈材料和防锈工艺在国外已大量应用于工业设备的防锈处理，随着近年来信息产业的兴起，该技术对IT、电子类产品的封装处理更显示出得天独厚的优势。主要的气相防锈产品包括气相防锈纸类产品、气相防锈塑料膜类产品以及挥发盒、填充物等产品系列。根据不同的要求可应用于金属制品、精密仪器、电子设备、石油化工机械、管道、航海仪器设备、输电设备、航空航天仪器及军工产品的防锈等。在对高精密仪器的防氧化保存以及海上用品的防盐蚀、防潮处理上，更有良好的效果。气相防锈主要应用条件是：－－气相防锈材料的表面积要尽可能地大；－－该材料距离要保护的金属尽可能地近（不超过三十厘米）；－－封闭罩；－－该材料受水和其它锈蚀材料的影响要小；－－金属表面尽可能洁净（加工工具、手汗与其它赃物会影响防锈效果）；－－凝固水形成之前成型的防锈包装尽可能保持一段时间。44．气相防锈与其他防锈方法的对比防锈包装方法VCI技术干燥空气抽真空涂防锈油适用性适用复杂结构适用复杂结构稍差差可靠性优有破损即失效有破损即失效优时效性短、中、长期短、中期短、中期短、中、长期综合成本最低较高高较低工艺要求的复杂性简单简单需专用设备和工具需工具节能环保最好好好差由上表看，从适用性、可靠性、时效性、综合成本、易用性、节能环保的几个角度比较，VCI包装最好。根据专家分析，其综合成本是防锈油封装的一半，是干燥空气封装的1/2–1/4。5．气相防锈包装的应用5.1应用领域气相防锈产品的高效能，低成本，使其获得了越来越广泛的应用。在德国，广泛使用的气相防锈包装产品是防锈纸和防锈膜，主要应用于机电产品和汽车零部件的包装。在军用产品包装使用方面，气相防锈产品和干燥剂的应用非常普遍，美国、英国、法国、意大利等国家都采用气相防锈和干燥控湿相结合的办法封存飞机和军用系统。气相防锈包装产品可用于以下领域：－－汽车、船舶、飞机类：发动机及零件、发电机、离合器零配件等。－－机械类：各种铸件、锅炉系统、机械及零配件。－－电子类：电脑、电视、通讯设备零件。－－军事用途：轻武器、重武器、坦克引擎及配件、子弹、导弹等。－－其他类：手动工具、切削工具、轴承等金属零件。5.2应用方法由于气相防锈的特殊防锈机理，一般存储的环境湿度应不高于85%；环境温度应不高于65°C，同时应避免日光长期直射，最好存储在阴凉通风的地方；气相防锈材料在运输、存贮过程中，应注意保持包装的完整；贮运过程中避免接触酸、碱、盐及其它污物；在有强气流的场合，包装除密封外还应加屏蔽；不能贮存在含有HCL、H2S、SO2或其他酸性蒸汽的工业烟气中。5选用气相防锈包装材料，需要综合考虑多种因素：－－金属制品材质与本身的抗锈蚀能力：针对需要保护的金属，选用适用的VCI包装材料。美国某公司就生产专门包装银制品等贵金属所需的特定气相防锈包装产品；－－运输和存贮的期限：确定具体的包装形式，密封或准密封；－－运输和存贮的环境条件：包括相对湿度、温度、污染物等；－－外包装与运输的结构、方式：避免破坏防锈包装或产生高温；－－产品的特定要求。在使用气相防锈材料时，还应注意以下几点：－－在VCI包装材料和金属之间应无隔离物，VCI材料与金属表面间的距离应小于300mm；－－气相防锈材料专用于金属防护，不建议作其它用途；如无说明或验证，不能用于高爆炸性物质和高光洁度要求的产品包装；包装含锌、镉、锌基合金、镁基合金、铝基合金及其他含有大于30%锌或大于9%铅合金的产品前，应进行适应性试验，合格后方可使用；包装含塑料、橡胶、油料、涂料等非金属材料的产品前应进行适应性试验；－－金属制品进行防锈包装前，应进行清洗、干燥，以保证表明清洁；包装过程中禁止裸手接触金属，以防手汗或水份锈蚀金属；－－使用时再打开包装，缓蚀剂面在空气中的暴露时间不大于4小时；VCI包装材料应随取随用，一次用不完，应重新包装；－－超过贮存期的产品，应重新进行防锈性能检测，经检测合格后，方可使用；－－金属材料在储运过程中常常需要进行两次包装，即内包装和外包装。在金属包装中，内包装又叫防锈包装，外包装又叫运输包装，它们是不可分割的组成部分；－－外包装（大、中型制品）是给包装件在吊装、运输、贮存时创造必备条件，防止雨水浸袭，保护防锈剂和内包装不被损坏，从而保证包装整体的防锈效果。5.3气相防锈包装应用的典型案例（以美国某公司气相防锈产品包装为例）1）VCI塑料膜包装整机62）零件分层铺VCI纸加外包装3）散件用VCI纸或塑料膜、袋包装4）单件产品用VCI纸袋或塑料袋包装5）单件产品用VCI瓦楞纸盒包装76）单件个性化VCI包装6．气相防锈技术的相关标准自1992年以来，我国陆续制定了气相防锈的相关通则和标准，主要包括以下几项：6.1国家标准1）GB/T13384-92机电产品包装通用技术条件规定了机械、电工、仪器仪表等产品的运输包装方式、技术要求和试验方法等。其中也规定了防锈包装的技术条件。2）GB/T4879-1999防锈包装规定了包装的防锈等级、要求、包装方法、试验方法和标志。适用于产品的金属表面在流通过程中为防止锈蚀而进行的包装。3）GB/T7350-1999防水包装规定了包装的防水等级、要求、包装方法、试验方法和标志。适用于机械、电子等工业8产品，其他产品也可参照使用。4）GB/T15464-1995仪器仪表包装通用技术条件规定了仪器仪表的包装型式、防护包装类型、技术要求、试验方法、检验规则、包装标志和随机文件。适用于仪器仪表产品的包装。也规定了防锈包装技术条件。5）GB9174-88一般货物运输包装通用技术条件规定了对一般货物运输包装的总要求、类型、技术要求和鉴定检查的性能试验。也规定了防锈包装技术条件。6）GB/T13384-92机电产品包装通用技术条件规定了机械、电工、仪器仪表等产品的运输包装方式、技术要求和试验方法等。适用于机械、电工、仪器仪表等产品的运输包装。也规定了防锈包装技术条件。7）GB/T19