宝钢薄板生产过程防锈蚀保护必要性的分析

1宝钢薄板生产过程中防锈蚀保护必要性的分析众所周知，金属锈蚀的原因可归纳为二个方面。一个是外界条件的影响，如大气的相对湿度、温度、金属周围的气氛成分和介质成分等引起的电化学腐蚀化学腐蚀；另一个是金属本身的抗蚀性能，如金属所含元素成分、杂质含量、本身缺陷等导致的腐蚀。在此主要分析一下在宝钢薄板轧制生产中，环境大气的条件对薄板在制造过程中，对薄板锈蚀的影响及所应采取的必要防护措施。潮湿大气腐蚀是金属在大气中锈蚀的主要类型。在区别于潮湿大气腐蚀的干的大气腐蚀中，常温下几乎所有的金属都会产生一层不可见的氧化膜，而这层氧化膜往往对金属起着保护作用。随着空气中相对湿度的不断增大，金属的腐蚀速度也加快，大量的试验数据表明，相对湿度的变化对金属腐蚀有很大影响。潮湿大气腐蚀并不是单纯水汽所造成的腐蚀，而同时存在着温度和大气中所含有害气体的综合影响。如在纯净的空气中，湿度对金属锈蚀的影响并不严重，也无速度突变的现象。而大气中含有SO2、H2S、HCl、Cl离子时，则当湿度超过70%金属锈蚀就急剧增加。这就是所谓的临界相对湿度。（如图4-2、4-3）大部分金属在相对湿度较低时，腐蚀速度非常缓慢，而达到临界相对湿度则腐蚀速度突然加大，这一临界值由于金属的种类和金属表面状态以及环境气氛的不同而有所不同，大多数金属和合金存在着二个临界相对湿度（见图表-4-6、4-7）。一般来说，金属的临界相对湿度在70%左右，而在某些情况下如含有大量的工业气体，临界湿度要低得多。这一概念对于评定大气腐蚀活性和确定过程中防锈方法及长期封存方法有重要意义。2宝钢地处上海市的东部。上海的地里位置决定了它所具备的大气环境。上海地处长江三角洲平原东端，北界长江，南临杭州湾，东滨东海，西接江苏、浙江，是我国最大的工业城市。上海属亚热带海洋性季风气候，温和湿润，四季分明。上海地区的年降水量为1000毫米左右，以春夏之交的梅雨期和夏秋之交的台风雨期降水较多。由于冬、夏季风每年的强弱、进退不同，因而不同年份的雨量差别较大。上海市一月份平均气温为3-4℃左右；7月份的平均气温为27℃—28℃，日最高气温35℃。上海市的多年平均基本气候资料-------------------------------------------------------------------------项目一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月-------------------------------------------------------------------------------气温3.74.68.514.219.223.427.827.723.618.312.46.1最高气温7.78.612.718.623.527.231.631.527.222.316.710.6最低气温.51.55.110.615.720.324.824.720.514.78.62.4降水量395981102115152128133156615135降水日数91013131314121012987相对湿度747676788083838281777574日照时数135117140153174162232243161162149150风速3.03.13.33.33.13.03.13.22.92.72.72.7-------------------------------------------------------------------------------单位：气温（℃）、降水量（毫米）、相对湿度（%）、日照时数（小时）、风速（米/秒）从上述资料可以看出，上海是具有一定空气污染，且常年相对湿度在74%以上的海洋性气候的地区。也就是说，天然的气候就已具备了促使金属加速锈蚀的条件，同时又由于宝钢本身就是一个金属板材炼制工业基地，因此在生产制造的环境中，其空气污染程度远大于外部的自然环境。3通过近五年对宝钢生产现场的观测，总结出引起并加速金属板材锈蚀的原因主要有两个：长期的高温高湿的气候条件影响；空气中污染气体及尘埃的大量存在。1、生产现场的温度与湿度从2001年3月至2002年4月，宝钢1420厂进行了一年的温湿度监控记录。从相对湿度统计记录表中可以看出，宝钢生产区域内主要以相对湿度80%为分界，环境湿度多数处于在相对湿度80%以上，这就形成了高湿的气候条件。掌握气候条件的改变，对冶金制品的生产、包装过程中的防蚀保护显然是十分重要的。下表即为各种高湿度在一年期内的时间分布情况。2001年3月---2002年4月，宝钢1420厂温湿度监控记录统计表相对湿度%时间80以下81以上91以上100月总计天数2001-038600152001-045500102001-0582330312001-0612540312001-07141630302001-0813073312001-09030264302001-100311811312001-110303014302001-120313128312002-01077372002-02121630282002-03151610312002-04121480264高湿度在一年中的分布图051015202530352001年3月2001年4月2001年5月2001年6月2001年7月2001年8月2001年9月2001年10月2001年11月2001年12月2002年1月2002年2月2002年3月2002年4月天数80以下81以上91以上100在图表中可以得出，从5月份开始进入相对湿度80%以上的气候；从9月份进入相对湿度90%以上的气候，一直持续到12月份，尤其是在10---12月份几乎均是处于100%的高湿气候中。因此，在这种气候条件下对金属防蚀措施的加强已是刻不容缓了。如果没有水汽的存在，金属表面将在大气中形成薄的氧化膜。除碱金属外，氧化膜的厚度增长一般会迅速停止。但如大气中有水汽，特别是污染物质存在，则膜易于继续增厚。大气的湿度和成分是决定大气腐蚀剧烈程度的两个主要条件。通常，存在有一个相应于凝结水膜形成的“临界湿度”，空气的湿度超过临界湿度时腐蚀速度显著上升，而这个临界湿度又取决于大气污染程度。对于纯净的含湿大气，形成一个分子厚的水膜的相对湿度为60%，两个分子厚时为90%。若要起到电化学腐蚀介质的作用，一般需要更厚的水膜。空气中含有吸湿性的杂质如盐类或尘埃等，或金属表面存在有起毛作用的孔隙时，将会促进水膜的形成而降低凝水时的相对湿度。如何了解在金属板表面产生凝结水膜的可控条件或可观测的条件，这就需要掌握在不同温湿度条件下的露点。下表为在各种温湿度下的露点及防止凝露产生的控温点。温度℃项目湿度5100908070605015露点℃1514.213121110注意点℃151514.613.612.611.620露点℃2018.717.916.515.314.2注意点℃202019.517.116.915.825露点℃2523.722.52119.518.2注意点℃252524.122.621.119.830露点℃3028.52725.52422.5注意点℃303028.627.125.624.135露点℃3534.232.53028.126.5注意点℃353534.131.629.728.1据国外资料介绍：钢板(卷)表面温度－露点=温度差T1)安全点：目视温度差T≥+2.5℃不产生凝露2)注意点：目视温度差+1.6℃≤T≤+2.5℃准备采取措施3)0.0℃≤T≤+1.6准备采取措施4）结露点：目视温度差T≤0.0℃准备采取措施2、空气中污染气体及尘埃在生产区域内，大量的污染气体与尘埃迷漫在环境空气中，并不断沉积于金属板（卷）材表面。1998年9月，曾经对现场存放的钢卷进行观察，在3---4天内即可观察到明显的锈蚀。而冷轧钢卷有时在精整前存放于现场多达10天，在这种污染、尘埃、高湿度的共同作用下，锈蚀现象非常严重而又有普遍性，但这并未引起各阶层管理者的足够重视。2、控制中的困难由于生产的连续性，但同时又由于各时间内的温湿度的连续微小变化，致使很不容易对每个钢卷在可能变化的条件中进行监控。而且，所有钢卷在过程中的存放时间不等，也就意味着对于每个钢卷来讲，温湿度变化是不能确定的。因此，只有在对气候条件进行一定预测的情况下，才能判断是否对某批临时存放产品采取临时防锈保护性措施。6如果是在雨季，可以肯定必须要采取临时防锈保护。这种保护越早越好，如果在凝露已经发生，甚至在锈蚀以后再采取措施，恐怕已为时已晚。针对于此，减少腐蚀发生，可以采取的两种措施：1、控制环境条件。即降低金属所处环境的相对湿度；远离、清除环境中的污染气体及减少尘埃的含量。但目前在宝钢还难以创造出这种环境。2、对环境温湿度进行即时监控，同时还要对未来天气变化进行预测，以确定存放期间的保护方法。3、统计分析产生锈蚀批产品的各种影响因素，包括生产过程中工艺条件的变化、温湿度变化、存放期限，存放场地的温湿度变化、整个过程的空气污染程度及可能含有的特殊成分等。4、过程中可采取的防锈保护措施。可喷涂防锈水、覆盖气相防锈材料（纸或膜或复合产品）、或在覆盖物内部充填干燥剂或气相缓蚀剂。从宝钢目前的生产环境来看，采用气相防锈产品覆盖物较合理有效，因为这样可阻止大量尘埃的污染及减少叠加腐蚀的产生。如果生产环境条件（湿度高到极限）太差，可考虑内置干燥剂及气相缓蚀剂。这种防锈措施越早实施，金属被保护的效果越好。建议可采用的气相覆盖防护材料：1、气相防锈塑料薄膜规格：厚度：80微米品种：钢用；多金属用使用方法：整体覆盖或端面保护利用率：可重复使用，使用时间不超过去1个月2、气相防锈塑料薄膜与气相缓蚀剂及干燥剂复合使用规格：厚度：80微米2002.05.27.