即使只有一小塊涂層失效，也會(huì)導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生，損壞整體結(jié)構(gòu)并最終引起失效。腐蝕，劣化和涂層脫落等涂層失效情況都會(huì)造成巨大的修復(fù)成本和較長(zhǎng)的停工時(shí)間，工程師和化學(xué)家需要檢查失效的原因以避免可能產(chǎn)生的附加成本。

    涂層相關(guān)的失效問(wèn)題十分復(fù)雜，所以在確定失效的根本原因時(shí)會(huì)存在許多困難，尤其是當(dāng)這些原因中既包含力學(xué)因素又包含環(huán)境因素。評(píng)估涂層失效發(fā)生的主要原因以權(quán)衡經(jīng)濟(jì)責(zé)任以及了解其失效背后的根本原因是非常關(guān)鍵的。因此，充分了解常見(jiàn)的涂層失效種類，發(fā)生原因以及潛在的應(yīng)對(duì)補(bǔ)救措施就顯得十分有必要。

    什么是涂層失效？

    涂層失效

    指的是涂料和基體間的粘合強(qiáng)度發(fā)生損失或減少。涂層提前失效是指涂層在未達(dá)到其預(yù)期的使用壽命前就發(fā)生失效，而防腐涂層的失效一般都伴隨著突然性以及嚴(yán)重的不利影響。當(dāng)涂層發(fā)生失效時(shí)，需要采取措施來(lái)幫助涂層恢復(fù)到其能夠發(fā)揮正常性能的水平。

    涂層失效是如何發(fā)生的

    涂層失效的表現(xiàn)包括保護(hù)性涂層無(wú)法為基體提供保護(hù)，無(wú)法提供良好的外觀或起到其他的預(yù)期作用。

    典型的涂層體系能起到多種作用，通常可用作不透水層，為基體提供強(qiáng)有力的保護(hù)，在薄層的使用壽命期內(nèi)始終保持其完整的粘合性并抵抗大氣和化學(xué)劣變。

    涂層經(jīng)受各種應(yīng)力應(yīng)變并能夠繼續(xù)保持其粘合強(qiáng)度的周期時(shí)間是由涂層與基體之間的初黏性強(qiáng)度和涂層所處的暴露環(huán)境所決定的。涂層失效開(kāi)始階段的發(fā)生速度通常較慢，但之后一旦開(kāi)始，其將迅速蔓延，使得使用昂貴涂層體系的初衷達(dá)不到應(yīng)有的效果。

    涂層失效有多種形式， 大多都以油漆或涂層脫落作為特征。數(shù)據(jù)顯示絕大多數(shù)涂層失效都是由于表面處理和表面施工不利而造成的。通常來(lái)說(shuō)，涂層失效都是由多種原因綜合引起的，需要通過(guò)專業(yè)的調(diào)查來(lái)確定原因。

    涂層失效的后果

    涂層失效的發(fā)生可能歸咎于以下因素：涂料的基本配方設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤的體系規(guī)劃，不良的表面處理，不正確的施工和環(huán)境影響。涂層失效中包含了各種涂層缺陷，而這些缺陷對(duì)涂層使用壽命造成的影響不盡相同。其中涂層失效中存在的一個(gè)問(wèn)題就是腐蝕缺陷相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)表面不會(huì)造成太大的傷害，而通過(guò)檢查表面下的基體往往能發(fā)現(xiàn)主要的腐蝕缺陷。

    涂層材料的問(wèn)題一般被視為是引起涂層失效的主要原因，但事實(shí)上大部分的涂層失效都是在涂層施工時(shí)未制定或遵守表面處理和底漆施工規(guī)范而發(fā)生的。

    銹，霉和各種表面污染物未能被正確或完全清除，這就將導(dǎo)致涂層和金屬表面間的粘合性減弱。不合格的表面形貌將限制合格涂層體系的效用。涂層失效往往會(huì)在涂層固化不完全時(shí)發(fā)生。

    此類潛在的影響因素需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查以確定涂層失效的原因和機(jī)理。涂層體系的歷史記錄，施工程序，施工環(huán)境和失效涂層的物理表征及儀器表征等背景數(shù)據(jù)都能被用來(lái)確定導(dǎo)致此類涂層失效的原因。

    涂層失效可能引起嚴(yán)重的腐蝕和各種設(shè)備、結(jié)構(gòu)的運(yùn)行問(wèn)題，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，修復(fù)被受損涂層的過(guò)程也通常危險(xiǎn)又復(fù)雜。

    許多油氣項(xiàng)目由于油漆和涂層的過(guò)早失效而遭受了巨大損失，包括2011年12月在美國(guó)阿拉巴馬州甘水縣發(fā)生的大型天然氣爆炸事故，事故發(fā)生后用于修復(fù)該涂層失效所用的花費(fèi)遠(yuǎn)超過(guò)原始涂層的施工費(fèi)用，同時(shí)，關(guān)閉該天然氣廠的花費(fèi)也十分巨大。此外，在此事故中，天然氣管道中運(yùn)輸了大量的危險(xiǎn)物質(zhì)，有關(guān)負(fù)責(zé)人還得為此承擔(dān)巨大責(zé)任。

    涂層失效的形式及防護(hù)

    以下列出了一些涂層失效的形式和防護(hù)手段：

    粉化

    粉化的具體表現(xiàn)為涂層表面存在易生塵埃物料。使用抗紫外線效果更好的涂層能減少粉化的發(fā)生。

    侵蝕

    腐蝕是指涂層由于與自然環(huán)境所接觸而被逐漸消減。通過(guò)重新調(diào)配或選擇硬度更高的代用材料能夠有效減少腐蝕的影響。

    起泡

    起泡是指表面涂層與下涂層表面中產(chǎn)生大小不一、破損或未破損的突出物或氣泡。進(jìn)行表面處理時(shí)需要格外仔細(xì)以確保去除表面的污染物并提升涂層和基體間的附著力，有效減少起泡情況的發(fā)生。

    桔皮

    桔皮指的是涂層表面產(chǎn)生許多形似桔皮的高低凹凸不平的突起物。桔皮可通過(guò)改變涂層環(huán)境或溶劑來(lái)進(jìn)行徹底消除，也可通過(guò)砂磨和使用新涂層的方式來(lái)進(jìn)行去除。

    針孔

    涂層針孔是指涂層表面存在許多小孔，這些小孔會(huì)在基體上形成一條暴露軌跡。涂層針孔通常是由于噴射霧化不當(dāng)而造成的，可通過(guò)對(duì)目標(biāo)使用多層涂層來(lái)減少其發(fā)生。

    崖底侵蝕

    崖底侵蝕是由于涂層下方基體的腐蝕副產(chǎn)品使涂層發(fā)生破裂而引起的，可通過(guò)提升涂層或基體的附著力以及在使用底漆前對(duì)基體使用防蝕底漆來(lái)進(jìn)行防護(hù)。

    減少用在補(bǔ)救涂層方面的費(fèi)用

    在幾乎任何工程應(yīng)用中，涂層失效的防護(hù)工作都十分重要。引起涂層失效最常見(jiàn)的原因包括涂層體系規(guī)范錯(cuò)誤，基體制作不良，涂層應(yīng)用不當(dāng)，施工人員技術(shù)不足以及施工手法存在危險(xiǎn)。

    在涂層失效發(fā)生后，可通過(guò)使用適當(dāng)?shù)男迯?fù)措施來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救。但補(bǔ)救措施一般都效率不高且費(fèi)時(shí)傷財(cái)。因此，防護(hù)措施才一直被視為更好的解決方案。

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責(zé)任編輯：劉洋

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