臭氧腐蚀的防护
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
臭氧臭氧氧气的一种同素异形体，化学式为O3 分子量47.998，具有鱼腥气味的淡蓝色气体。由于臭氧具有很高的氧化性，所以除了铂和金以外，臭氧几乎可以氧化空气中的所有金属，属于强腐蚀性物质。另外，臭氧不但对金属具有强腐蚀性，而且对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。正因为臭氧具有这些强氧化特性，可以快速去除废水中的有机污染物，其催化氧化技术是一种高效的污水废水处理技术，在污水处理及再生水应用领域发挥着重要的作用，是环保治理的重要手段。
污水处理中臭氧发生器，臭氧高效溶气装置，臭氧催化氧化塔，臭氧催化氧化池等都是核心设备，受到臭氧的腐蚀特别严重，因此制造这些设备时通常使用25%的铬铁合金来制造，而且这些设备不能用普遍的橡胶作密封材料，而选择耐腐蚀的硅胶或者耐酸橡胶作为密封材料。当然考虑到成本因素，有时候用碳钢代替不锈钢，因此防腐蚀必然成为这些废水污水处理设备的关键。臭氧的强氧化特性，很容易导致大多数防腐蚀材料失效，不能长期在臭氧存在的环境下使用；因此臭氧防腐材料的选择非常困难。从理论上来看，臭氧对聚合物材料的影响是是否有C=C，因为c=c很容易被臭氧氧化产生断链或者再次交联，一般塑料几乎不含C=C键，所以抗臭氧氧化能力较强；而诸如天然橡胶等二烯烃聚合的橡胶，由于其分子结构中含有许多的C=C双键（未完全硫化）因此抗臭氧能力较差。
抗臭氧氧化腐蚀材料选择表
金属耐臭氧腐蚀材料可以选择诸如铝，黄铜，青铜，铜，铬镍铁合金等作为设备本体制作的材料；如果是碳钢及混凝土表面则可以通过衬里或者涂覆耐臭氧腐蚀材料的工艺方法进行有效的保护。衬里材料如丁基合成橡胶，CPVC，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，含氟橡胶，低密度聚乙烯等等。衬里方法主要是冷贴工艺，首先要将碳钢或者混凝土表面进行处理，去除污染物和杂质。碳钢建议进行喷砂除锈，符合GB8923相关标准要求，混凝土基础含水率低于6%结构牢固。基层表面必须有一定的粗糙度，以便底涂料优良的附着力。其次，使用专用底漆在碳钢或者混凝土表面涂刷底料，其中防腐蚀板材根据需要是否必须涂刷底漆，衬里板材在精准下料后必须进行清洁或者拉毛处理，保证衬里料的粗糙度和清洁度。最后在底漆充分干燥后涂刷粘结剂（或者粘结胶浆），粘结剂未干而不粘手及时粘贴衬里板材，并且重力压实，排尽气泡，完全服帖。衬里结束后可以使用拉拔器检测粘结强度，使用电火花检测仪检查致密性能，合格后才能投入使用，建议施工结束后保持7天以上的自然养护时间。 臭氧防腐工艺除了衬里外，最为简单方便的方法就是涂刷耐臭氧防腐蚀涂料。耐臭氧腐蚀涂料在防腐蚀涂料百花园里品种有限，根据实践，大致有以下几种耐臭氧腐蚀涂料，如过氯乙烯涂料，氯丁橡胶涂料，高氯化涂料，氟橡胶涂料，氟硅橡胶涂料，海帕龙涂料，氟碳涂料，聚氨酯涂料，聚四氟乙烯涂料，PVDF涂料，JRK耐臭氧弹性涂料以及其他氟改性耐臭氧重防腐涂料等。这些耐臭氧重防腐涂料在碳钢或者混凝土基础面上施工方法和普通的重防腐施工方法一样。第一步就是基层处理，除锈除污染物，碳钢结构除锈标准依然符合GB8923相关要求规定；混凝土干燥率不得高于6%，结构牢固，去除浮浆及表面污染物，保持基层的清洁度和粗糙度。第二步，涂刷专用配套底漆，建议2道，并且十字交叉涂刷，无漏无挂，无堆积，厚薄均匀一致。面漆选择上述耐臭氧涂料品种类型，按照配比说明混合搅拌，静置无泡后涂刷，方法与底漆相同。如果需要配套中间漆，按照中间漆产品说明书进行涂覆，完全干燥后再涂刷面漆。 污水处理设备臭氧防腐，除了金属本体耐臭氧腐蚀外，衬里及涂覆涂料物理隔离介质的方法是一种低成本高价值的解决方案；即使采用了金属本体耐臭氧的方法；但是对于复杂的污水废水成分，其焊接缝或者本体有可能也会收到电化学腐蚀的影响；所以笔者建议依然需要涂覆耐臭氧腐蚀重防腐涂料，进行双层保护，因此碳钢加耐臭氧腐蚀重防腐涂覆成为许多厂家的选择，也是延长污水处理设施使用寿命的重要措施之一。对于最终选择本体不锈钢耐臭氧腐蚀方法，还是碳钢加耐臭氧重防腐涂料或者衬里的方法，或者是两种方法的合二为一，要根据造价，使用环境及维护成本诸方面综合考虑。臭氧腐蚀一直是强氧化腐蚀防护材料选择的技术难题，经过多年的技术研发及实践积累，这一难题得到缓解，并且出现了更加高端，绿色和安全环保的强耐臭氧涂料。如李国莱教授研发的有机无机杂化防腐蚀涂料就是一款非常优秀的耐臭氧材料，已经成功的应用在不限于臭氧腐蚀的诸多重防腐领域，为我们国家耐臭氧腐蚀，特别是重防腐材料选择和研发提供了另一条创新的思路。
读张工防腐蚀技术文章关注公众号
