不锈钢和碳钢一接触就锈:电偶腐蚀怎么防
不锈钢架子焊在碳钢预埋件上,半年就从焊口烂穿,这不是材质问题。这篇讲清电偶腐蚀的三个条件、面积比对腐蚀速度的影响,以及隔垫、过渡件和排水的具体做法。
2003 年做了一个店面的雨棚,不锈钢骨架,立柱焊在土建留的碳钢预埋板上。交工的时候锃亮,半年后客户打电话来,说柱子底下流黄水。去看,焊缝边上烂出一圈麻点,最深的能塞进指甲。板没问题是 304,坏在碳钢上。
电偶腐蚀要三个条件同时成立
两种金属电位不同、有电解液连通、有电子通路,三条凑齐,就成一个原电池。电位低的那个当阳极,被吃掉;电位高的当阴极,只负责导电,自己不损耗。
不锈钢在海里的自然电位大概 +0.05 到 +0.1V,碳钢是 -0.6V 上下,差 0.6V 到 0.7V。这个差值不算小,比铜和钢的还大。所以不锈钢和碳钢搭在一起,碳钢是注定要牺牲的那个。
雨水、冷凝水、清洗水都是电解液。佛山这边一年下四个月雨,室外件基本全年通电。
大面积不锈钢配小面积碳钢,烂得最快
腐蚀速度不看电位差,主要看阴阳极的面积比。阴极面积越大,阳极上的电流密度越高,烂得越快。
一根 M8 的碳钢螺栓拧在一块一平米的 304 板上,面积比能到 1 比 200,螺栓几个月就烂断。反过来,一小块不锈钢镶在大面积碳钢上,碳钢烂得慢,但焊缝附近会出现很深的沟槽。
我们做过对比:同样的碳钢支架,配不锈钢板的一年烂穿,单独放在室外刷了漆的,三年才见薄。差的不是材质,是这块板在帮着"抽"电子。
现场最常见的四个部位
一是立柱底脚。栏杆、雨棚、旗杆的底板坐在碳钢预埋件上,焊死或者用碳钢膨胀螺栓固定,这是头号重灾区。
二是背面的骨架。2004 年做包柱、幕墙,为了省钱用碳钢方管做龙骨,外面包不锈钢。骨架先锈,锈水从板缝里渗出来,在板面上流成一道黄线,擦都擦不掉。
三是紧固件。不锈钢板用镀锌螺栓、碳钢自攻钉,钉头一年就锈成一朵花。
四是和铝、镀锌件的接触。铝和不锈钢的电位差也大,铝板收边挨着不锈钢压条,铝会烂出白粉。
隔垫:最便宜也最容易被省掉
两块金属之间加一层绝缘,原电池的通路就断了。材料用尼龙、硬聚氯乙烯、氯丁橡胶都行,厚度 1 到 2mm,要盖住整个接触面,不能只垫四个角。
螺栓连接的做法是:螺栓用不锈钢的,螺孔里加尼龙套管,两端加尼龙垫圈,拧紧的时候别把垫圈挤破。这一套下来一个点贵不到两块钱,但十年不用管。
最怕的是施工队图快,垫片掉了不补,直接铁对铁拧上。我们出厂时把垫片用胶粘在底板上,到现场不掉,这一招是被返工逼出来的。
过渡件和排水
躲不开的接触,就加一个过渡件,把电偶"断"在中间。常见做法是预埋一块 304 的底板,浇筑时埋进混凝土,不锈钢立柱焊在这块板上,碳钢和混凝土都不直接接触。
另一种是碳钢件热镀锌加涂层。镀锌层自己就是牺牲阳极,比碳钢烂得早,但烂得均匀,烂完了再换。涂层要包到边,切口和焊口是漏点。
排水比防腐更根本。缝隙里长期存水,什么隔垫都撑不住。立柱底板下要做 20mm 的灌浆层,四周打胶封边,底板开一个 6mm 的泄水孔。这三个动作加起来不到十块钱,能顶五年。
已经锈了怎么补救
先分清是谁在烂。碳钢件锈成片状、掉渣,是不锈钢在"抽"它;不锈钢只在接触缝附近起麻点,是它自己在当阳极——这种情况一般出现在不锈钢面积远小于碳钢的时候。
补救的顺序是:拆开、除锈、补涂层、加隔垫、装回去。不锈钢一侧的麻点用酸洗膏洗一遍,坑深超过板厚 10% 的换件。只补漆不拆垫,第二年还得再来一次。
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