结构边缘顶部涂层的腐蚀发生机制-涂装应用-浩力森涂料（上海）有限公司

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结构边缘顶部涂层的腐蚀发生机制

时间：2024-11-21

各位做现场技术服务工程师的同事/同行们，大家在现场施工过程中可能或多或少都会遇到被涂结构件棱角、锐边或比较尖锐部位涂层做不上去，漏底、早期锈蚀等现象，小编在工作中就遇到很多次，下面我们一起来了解下这个问题。

“边缘保持率”or“边缘覆盖率”

1. 当涂层材料涂覆于钢结构的锐边时，经常会存在一个固有的问题，就是棱角、锐边、顶端（以下统称边缘）经常容易发生遮盖不良，尤其浅色系涂料更为明显，后续紧接着会出现早期的锈蚀现象。

2. 在涂装行业中，一个比较传统的认知观点是涂覆的涂层材料在其干燥和固化的过程中，涂膜由于在边缘处被拉离而导致的边缘膜厚降低，是边缘局部腐蚀发生的主要原因，然而，无论是从机械特性角度还是从实践角度来看，这个观点不一定正确。

2.1 下面我们就要讨论下所谓的“边缘保持率”或者“边缘覆盖率”这一观点，并且讨论下为什么这个观点并不足以解释边缘发生腐蚀的主要原因，同时，我们将讨论当前的一些测试方法并不能为说明边缘涂覆有效性提供了相关的可靠证据。

钢结构上最难防止腐蚀的部位之一就是结构的边缘部位，边缘是两个平面相交的位置，通常彼此成90°角，行业中传统观点认为在这个位置发生腐蚀的主要原因是由于顶部涂层DFT（干膜厚度）的降低，一般认为DFT的降低是由于在固化/干燥过程中涂膜从其顶部被拉离而引起的；在结构边缘顶部保持足够DFT的能力被称为边缘保持率，定义测定边缘保持率测试方法的两个主要标准和规范是MIL-PRF-23236D和NACE标准TM0304，这两个标准都用顶部处涂层DFT与平面上涂层DFT之比来表示边缘保持率，公式如下所示：

边角保持率% = 边缘顶部DFT / 邻近平面DFT × 100

其中MIL-PRF-23236D是一个合格或不合格的判定规范；也就是在三个测试样本中如果边缘保持率平均值为70%，并且没有一个样本边缘保持率低于50%，那么这种涂料品种就被定义为具有耐边缘效应的产品。

2.2 但是，按照规范的建议边缘保持率达到70%的涂料真的能保证边缘不发生腐蚀吗？

2.2.1 答案很可能是否定的，边缘保持防腐的概念和实际边缘保持率测试所提供的可重现和可重复或者有意义的测试结果可能存在几个问题，下面就这些问题进行讨论：

从定义中我们可以了解，成功保持边缘测试的关键就是涂层的涂覆结果，也就是涂层的DFT均匀一致的涂覆在平坦的两侧以及顶部，实现这一目标的第一个问题是确保涂层在顶部的湿膜厚度与平面的湿膜厚度相匹配，也就是说如果要获得边缘保持率的比较结果，前提是比较的平面与边缘区域的湿膜厚度应该是一致的，这样在涂膜的干燥固化时在没有其他因素影响到涂层情况下最终的两个区域的DFT应该是相同的，否则就无法确定顶部的DFT减少是由于其它作用力产生的结果还是湿膜覆盖的量不均匀造成的，这两个标准和规范都没有要求测量顶部处的湿膜厚度，因此可能永远都不知道顶部处是否涂抹了足够或者过多的涂层材料。

例如：将含有50%固体份的涂料以250微米的湿膜厚度涂覆在角件的平面上，平面的DFT表面上将获得125微米的DFT，但是如果在涂料的应用过程中，在涂层上的任何其他作用力通过干燥固化而赢下涂膜厚度之前，在顶点处仅仅涂覆了150微米的湿膜厚度，则DFT将为75微米，这意味着仅仅通过涂覆程序的变化，边缘保持率计算结果为60%而无法达到70%边缘保持率的平均最低值要求，因此，如果不知道顶部涂层的湿膜厚度就不可能知道是否应用了所需的涂料使用量，从而就会影响最终的测量结果。厚度方面的另一个问题是平面上可能具有不同的厚度测量，两个标准都没有明确规定如何确定平面的DFT，他们要求对DFT获取平均值，但没有具体说明需要进行多少次测量才能建立这个平均值，也没有具体说明必须在平面上的什么地方进行测量，因此，如果一个平面的DFT为150微米，而另一个平面的DFT为100微米，则DFT平均值为125微米，但在试图与顶部DFT进行比较时这个所谓的计算平均值是没有相关性的，最后角件的表面轮廓对于平面上的涂层的DFT测量也会造成很大影响。

2.2.2 涂层的涂覆方式也会产生问题从而影响涂层厚度，将喷涂应用于角件的方式可以在角件上产生较厚和较薄的涂层区域：直接喷涂在平面上会在平面形成足够的涂层厚度而顶部没有形成涂层或者完全未喷到；斜喷在平面上可能会造成顶部涂层过厚而平面涂层减少；直接喷涂在顶部处则会导致顶部处涂层减少。

MIL-PRF-23236D要求首先要在平面上喷涂，然后在顶部上直接喷涂，这种喷涂方法的效果将在顶部周围区域积聚足够的涂层但在顶部处的涂层厚度将直接减少。

3. 上述情况表明，即使边缘保持率可以被视为保护边缘免受底层金属腐蚀的指标或预测指标，但与测试方法的缺陷抵消了任何有意义的测量边缘保持率的能力。

本文作者：浩力森表面材料技服部徐庆

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