周刊优选T台机械设备的防蚀控制技术有什么样

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【中国表演艺术重要信息技术晨报讯】目前，现代人对人文旅游观光的市场需求有增无减；为的是满足用户这种市场需求，大批的主题乐园吉龙德而建。那些小型的主题乐园里通常都增设了多种类型的表演艺术公共设施，当中鲜有小型全景表演艺术T台。那些表演艺术T台大批的T台机械设备电子设备，当中绝大多数为室外加装，除了大批的电子设备间接加装在水底，即使是湖水底。尽管那些水底的电子设备可以选用钢制等耐热合金材料，但由于生产成本的其原因（耐热合金材料的电子设备开发生产成本是通常钢制的5倍以内），通常小型T台机械设备电子设备都选用通常内部结构用合金铝型材锻造，严酷的组织工作自然环境使那些电子设备的锈蚀某种程度相比之下小于室外潮湿自然环境下选用的电子设备。

除此之外，近几年沿海地区地区小型主题乐园涌现，很多电子设备间接煮沸于湖水底，在湖水电介质中电子设备的选用自然环境更为严酷，锈蚀情况十分轻微。由此可见，表演艺术电子设备的防蚀处置在T台机械设备的选用和防雷中是十分重要的一个各个环节。本栏紧密结合本公司近几年顺利完成的两个小型全景表演艺术T台，特别针对电子设备的选用自然环境和保温举措，聊聊船只防蚀控制技术在T台表演艺术电子设备防蚀中的应用领域。

电子设备锈蚀的防雷

合金保温主要有两种方式，即涂层保护和电化学保护。

1.1涂层保护

涂层保护对于合金电子设备来说，是一种应用领域最广泛，历史最悠久，也最为经济、方便、有效的防雷方法。涂层保护是将保温涂料或镀层涂覆在钢内部结构表面，使其形成一层完整、致密的涂层，以隔离各部位钢铁表面与外界锈蚀自然环境。涂层保护又可分为涂料涂层保护和镀膜涂层保护两大类。涂料涂层保护主要包括油漆、喷塑等；镀膜涂层保护主要包括镀锌、镀铬等。随着新合金材料的不断开发应用领域，现在又出现了氟碳、聚脲、达克罗等新型保温涂层合金材料。

1.1.1涂层保护的工艺要求

钢材表面保温涂层的有效保护寿命与涂装之前的表面处置、涂料种类、涂膜厚度及涂装的工艺条件等很多因素有关，当中涂装前的钢材表面处置质量是影响涂膜保护性能的最主要因素，如表2所示。钢材表面处置方法主要有：原合金材料抛丸预处置和涂装车间喷丸或酸洗、磷化、底漆处置等。

1.1.2涂层保护的效果

通常潮湿自然环境，室外以及淡水完全浸没自然环境中的表演艺术电子设备可选用涂层保护方法进行保护，只要严格按工艺要求施工，并且在吊装、运输以及加装过程中注意电子设备表面涂层的保护，是可以达到保温要求的。本栏所在的公司参与设计的某影视城T台的水底升降T台，选用通常钢制加船只涂料进行防雷，即选用合适的船只专用涂料，以船只涂层的工艺要求进行施工，电子设备选用两年后钢内部结构表面基本没有锈蚀，获得了良好的保温效果，如图2所示。

1.2电化学保护

电化学保护又称之为阴极保护。阴极保护法有两种，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。当中牺牲阳极阴极保护又称为被动式保护；外加电流阴极保护又称为主动式保护。这两种电化学保护方法在船只壳体和码头钢内部结构的保护中被广泛选用。

1.2.1牺牲阳极阴极保护

牺牲阳极阴极保护是在需要保护的钢内部结构电子设备上固定一些作为阳极的合金合金材料，如合金铝、锌、镁及其合金等。由于那些合金及合金的化学性质比铁更活跃，因此，在电解质（湖水）的作用下更易失去电子而呈高电位（阳极），这样合金合金材料与被保护的钢内部结构之间就形成了一个微电池，在这个微电池中阳极被加速氧化锈蚀，而阴极（钢内部结构）表面则被阳极电子堆积覆盖得以保护，从而大大减缓了钢内部结构的锈蚀。牺牲阳极阴极保护可选用铝合金阳极或锌合金阳极，其合金材料的化学成分、电化学性能必须严格按照国家标准GB/T 4948-2002《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》和GB/T 4950-2002《锌-铝-镉合金牺牲阳极》。表3〜表6列举了阳极合金材料的化学成分及电化学性能。

表5 锌合金阳极合金材料化学成分

表6 锌合金阳极合金材料电化学性能

1.2.2外加电流阴极保护

外加电流阴极保护是在牺牲阳极阴极保护过程中外加一个恒电位，利用外加恒电位使被保护内部结构达到保护电位域，此时所需要的电流叫做保护电流。保护电流的大小与被保护的合金内部结构的表面积有间接关系，通常选用单位面积的保护电流值——保护电流密度作为表征，图3为阴极保护原理示意图。钢铁在静止的湖水底的锈蚀速度通常为0.1 mm/年，假定其为速度恒定的均匀锈蚀，根据理论计算可知，其锈蚀电流密度为0.086 A/㎡。而实验结果表明，在静止的湖水底，钢铁的保护电流密度为0.1 A/m2〜0.15 A/㎡。这与理论上要求的保护电流必须小于锈蚀电流的概念是一致的。船体的外加电流阴极保护系统，通常是由恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层、参比电极等组成。

恒电位仪是一个高性能的直流电源，通常还集合了良好的人机界面、自动控制功能、自我检测和异常报警等功能。辅助阳极是一个重要的部件，其作用是将保护电流经由湖水传递到合金表面，效果等于代替合金进行电化学锈蚀。阳极屏蔽层是覆盖在辅助阳极周围一定面积范围内的绝缘涂层，可以使阳极的输出电流分布到较远的阴极表面，以使合金电位分布均匀。参比电极主要是为恒电位仪提供实现自动控制用的合金电位信号，同时也为人机界面提供阴极保护效果的信号。

对于暴露于海边以及长期煮沸于湖水底的表演艺术电子设备，由于湖水和盐雾的强锈蚀作用，仅用涂层保护显然是不够的。为此，选用涂层保护加电化学保护的综合保护法。当中，对于暴露于海边或有湖水飞溅（喷淋）的表演艺术电子设备，选用牺牲阳极阴极保护的电化学保护举措保护效果明显；而对于长期煮沸于湖水底的表演艺术电子设备，则应选用外加电流阴极保护的电化学保护举措保护效果更好。本栏所在的公司曾给某海边水T台锻造小型表演艺术电子设备，增设了湖水喷泉，为的是更好地保护电子设备减缓锈蚀，在设计锻造时考虑了选用牺牲阳极阴极保护的电化学保护举措，如图4所示。事实证明，对于海边或半干湿自然环境中选用的表演艺术电子设备，牺牲阳极阴极保护举措所起到的保温保护作用十分显著。图5是在相同的自然环境中经过两年的选用后，有保护和无保护钢内部结构锈蚀情况的对比。

在湖水底煮沸的表演艺术电子设备更宜选用外加电流阴极保护举措，只要在适当位置加装若干个辅助阳极，控制好保护电流的大小，即可达到满意的保护效果。但是在湖水自然环境中，除了湖水的侵蚀外除了海洋生物侵蚀，因此，那些电子设备的涂层保护也十分重要。传统油漆涂料很难防止海洋生物的附着与侵蚀，而近些年被广泛选用的聚脲保温涂层则能有效防止海洋生物的附着。如果条件允许，聚脲涂层可在电子设备加装顺利完成后现场喷涂，喷涂时要注意尽量均匀并消除死角。通过上述涂层保护和外加电流阴极保护的综合保护，经常处于湖水底煮沸的表演艺术电子设备寿命可大大延长，通常可选用5〜10年，真正起到事半功倍的效果。

节选自《表演艺术重要信息技术》2016年第3期尹文敬，张术永，黄元乐，李强，刘广威，武进《浅谈防蚀控制技术在T台机械设备中的应用领域》。转载请注明来源：表演艺术重要信息技术传媒。更多内容请翻阅《表演艺术重要信息技术》或点选原文查阅。