热喷涂铝技术是钢铁件（包括设备零件和结构件）的表面防护、表面强化和表面修复的新技术。
一、概述
由于钢铁件长期处在各种气氛、不同水质的浸渍和不同介质的侵蚀的环境中，受到不同程度的腐蚀。全世界每年生产的钢铁，约有十分之一变为铁锈，大约30％的钢铁设备因腐蚀而损坏。在工业发达的国家，每年因金属腐蚀而造成的损失占国民生产总值的1～4％。我国煤炭系统每年因腐蚀造成的经济损失高达8亿元。采用油漆防护，防护期一般二、三年，短的只有一年。频繁的维修，造成大量人力、物力和财力的消耗。在钢铁表面喷铝，外加封孔处理，就可以制备出长效防腐蚀复合涂层。有效防护期一般可达20～30年，最长有效期国外已有60年之久的记录。因此，大力宣传和推广热喷铝技术在钢铁件防腐方面的应用，是我们义不容辞的迫切任务。
二、性能
铝涂层的特性：金属铝表面致密的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性能、抗氧化性能，所以铝能耐化学介质的腐蚀特别是二氧化硫（SO2）气氛和对具有氧化性的酸都有一定防护作用，铝的标准电极电位为-1.66伏，远低于铁的标准电极电位（-0.05伏）故喷涂到钢铁零件上，在有电解质存在时，涂层为阳极防护层，保护基体不被腐蚀。表1是铝的物理性能，表2是铝喷涂层在各种不同环境下的使用年限，表中数据是指喷涂未进行其他保护处理时的情况，如经保护处理使用寿命可延长40～60年。表3是铝在各种不同介质和环境中的耐蚀性能。
表1 铝 的 物 理 性 能
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物 理 性 能 |
数 值 |
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熔点（℃）
硬度Rh
强度（牛顿/厘米2）
密度（克/厘米3）
粘结强度（牛顿/厘米2） |
660
95
25480
2.4
1960 |
表2 铝喷涂层在喷涂不同厚度时的使用年限表
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涂层厚度（mm）
使用环境 |
使用年限 |
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5～10年 |
10～20年 |
20～40年 |
40年以上 |
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工厂地区大气
含盐分大气
清水 |
0.15～0.20
0.25～0.30 |
0.15～0.20
0.20～0.25
0 .20～0.25 |
0.25～0.30
0.25～0.28
0.30～0.37 |
0.30～0.37
0.30～0.37 |
表3 铝的耐蚀性能
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腐 蚀 介 质 |
耐 蚀 性 能 |
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大气、潮湿空气 |
表面形成Al2O3膜耐蚀性很好 |
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淡水 |
耐蚀性好 |
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盐类水溶液 |
PH值5～7时几乎不腐蚀，PH值大于7时在铜盐汞盐铅盐等溶液中不耐腐蚀 |
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浓醇酸、硫酸 |
耐蚀性好 |
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有机酸 |
在硬脂酸油酸软质酸铬酸中耐腐蚀 |
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亚硝酸、氨、海水 |
耐蚀性一般 |
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石油、甘油、丙酮、乙醛 |
耐蚀性好 |
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二甲苯、甲苯、苯、肉类、煤 |
耐蚀性好 |
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蔬菜、水果汁 |
耐腐蚀 |
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啤酒、砂糖 |
耐腐蚀 |
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石灰水、骨胶 |
耐蚀一般 |
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亚硫酸、盐酸、醋酸 |
不耐腐蚀 |
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食盐、碱、牛奶、明胶 |
不耐腐蚀 |
三、应用
由于热喷涂铝有其特殊的优点和经济效益，近年来，世界各国，特别是工业发达的国家多用于铁路、公路、城市立交桥的钢铁构件、高压输电铁塔、石油开采井架、电视转播塔、大型运输皮带架、各种大型容器、化工反应塔、船舶舰艇、板材类钢铁构件、许多暴露于大气中、高温下，工业气氛，化学气氛和浸渍于各种溶液条件下的钢铁构件、各种大型管道工程用的管材类钢铁构件、棒料类钢件等。
下面以国外热喷涂金属铝的成功实例进行说明：
1、美国焊接学会的热喷涂委员会在1950年7月着手19年研究，暴露的露天铁拦栅是采用氧乙炔喷涂铝的工艺。这些拦栅建造于1953年1月，预期使用12年，但是12年结束时，通过现场观察指出，仍然适宜继续试验。1972年委员会再一次现场观察检查，断定在最后报告完成以前如果再用一个20年才可能完全损坏。19年最后报告可以向美国焊接学会购买C2.14－74小册子得到。
2、堪萨斯城百老汇－乌德维邹旱桥在1951年喷涂0.15毫米厚的铝涂层，然后用封孔剂封孔处理。以前垂直安装和铆接部位在现场喷涂的结构部件还是保持原来的涂层，1971年发现热喷涂的面积99％还是保持原封不动。由于接缝处在现场喷涂特意在铆接头的周围做了遮蔽罩，因此遮蔽部份没有涂层，在这些部位的小面积要求进行修整。经过21年以后的1971年决定进行必要的修整。20年来这座桥梁经受国冰冻温度和用盐破冰的考验，以及也承受住了从桥底通过的柴油机放出含硫气的熏染。
3、KAV河大桥是从堪萨斯州的米沙里通到堪萨斯州的堪萨斯，，座落于畜牧场的入口处。在这座桥的路面下面平直的表面上于1936年由W.B.墨依尔喷涂了0.25毫米厚的铝涂层。这座桥仅是部份被保护，就是为了考虑这部份的保护承受住了冰冻和由于牧畜车长时间的站在大桥上牛撒尿的腐蚀。
4、英国德文郡普利茅斯的塔马大桥：该桥2000英尺长，梁式结构，处于海洋和工业条件，建于1961年，在构件上喷涂至少0.75毫米厚的铝，并涂刷封孔剂。每9年维修一次，涂刷两层环氧树脂，和两层云母氧化铁。1986年检查时发现，保护层完好，只是在一些螺柱头上有点腐蚀。这些螺柱先前未喷铝，因而甚至在头9年的维修时，需要喷砂清理。
下面以国内热喷涂金属铝的成功实例进行说明：
1、铁路桥梁喷铝防护，已经被铁路系统作为先进工艺正在迅速推广应用。铁路桥的主梁上盖板，由于枕木直接铺在上面，平时灰士油腻沉积，雨水含蓄不干，加上震动和摩擦，腐蚀十分严重，即使涂漆也等于白涂，不起作用。所以南京长江大桥，在建造时就预先喷上铝涂层，并上了六道耐磨油漆，至今十多年安然无恙。
2、江苏淮阴地区三河闸，全长693米、63孔，在油漆防护的情况下，十年时间就腐蚀2～3毫米。十五年后，7毫米厚的角钢竟被腐蚀穿透。自66年开始对63孔闸门陆续喷铝防护，至今涂层完好。
3、哈尔滨化肥厂的碳化塔油漆防护，一般每年大修一次，4～5年就严重损坏，而喷铝后二十年还在使用。现在上海化工机修总厂、南京化工厂、大连工厂等单位，每年都要用喷铝涂层防护几万平方米钢件表面。
四、热喷铝——长效防腐技术的经济性
我公司按国内参考价格，根据钢铁构件的材料、形状结构、所处环境条件和喷涂的难易程度，喷砂——喷铝为80～200（元/米2）。与普通喷砂——油漆相比，一次性投资约增加30～50％，经过了国内外几十年的应用实例证明，热喷铝用于钢铁件上大面积长效防腐，由于延长了使用寿命，减少了维修费用，经济效益非常显著。
