关于煤矿钢结构防腐蚀方法的调研报告

第一篇：关于煤矿钢结构防腐蚀方法的调研报告

关于煤矿钢结构防腐蚀方法的调研报告

调研时间：2010年2月17日

调研单位：平禹煤电公司凤白庙矿

调研课题：煤矿钢结构腐蚀危害及防腐蚀方法

背景：

在钢结构工程中，钢结构构件的防腐蚀非常重要。我国2001年因腐蚀造成的损失高达4979亿元，相当于国民经济总产值的5%，仅在石油和化学工业造成的经济损失就达400多亿，腐蚀给国民经济带来极大的损失和危害，因此，引起了各行业的高度重视。我们为此企业平禹煤电公司白庙矿就钢结构防腐问题进行了一次调研，白庙矿工作人员给我们讲解了常用钢结构防腐的方法。

内容：

一、钢结构腐蚀及其危害

钢铁由于强度高、易加工、成本较低等优势广泛应用于国民经济和人民生活的各个领域。但由于氧气水份和其它腐蚀介质的作用，钢铁很容易发生腐蚀，最终被氧化成疏松的腐蚀产物而彻底失效，它给人类带来了巨大的经济损失和危害。目前，世界钢铁的年产量约7亿吨，其中每年约有1.4亿吨因腐蚀而消耗掉，同时由于钢铁腐蚀造成的停产，效率降低、成本增高、产品污染和人身事故等间接损失更是难以估算。

煤矿钢结构是结构支护、提升重物等关键的承力部件，这些钢结构受到大气、工业气体、烟雾、露水、雨水等介质的作用而产生腐蚀。如果不对这些钢结构进行有效的防护，其服役奉命将大大降低，甚至提前报废，严重影响煤矿的安全生产，给国家造成巨大的经济损失。

二、钢结构的常用防腐蚀方法

钢结构的常用防腐蚀方法主要有玻璃防腐，热浸镀锌防腐，涂料重防腐，火焰喷涂防腐，电弧喷涂防腐等。其中在煤矿钢结构上获得广泛应用的主要是涂料重防腐和电弧喷涂防腐。

1、玻璃钢防腐

玻璃钢防腐是用玻璃纤维与树脂叠层物的涂敷层进行防腐，其防腐原因主 1

要是机械屏蔽，即玻璃钢将钢铁与腐蚀介质相隔离，以阻止和减缓腐介质对钢铁的侵蚀，保护钢铁不受腐蚀，由于玻璃涂层对钢铁仅起简单的机械隔离作用，且与钢基体结合力差，损坏后修补难度大，效果不好，因此涂层耐腐蚀寿命较短，一般仅为10a左右，桥采用玻璃钢防腐仅使用4a，虽然玻璃钢涂层60%完好，但其下部的钢铁腐蚀已十分严重。

2、热浸镀锌防腐

热浸镀锌防腐是经过酸洗除锈的钢构件浸入480~520℃高温镀熔3~5min使钢铁表面沾挂一层锌液，经冷却形成镀层。热浸镀锌镀层能够对钢铁提供机械机械屏蔽盒电化学保护双重作用，涂层与钢铁表面结合力较好，但镀锌涂层厚度一般仅为80μm左右，锌涂层被逐渐腐蚀后局部露出钢铁基体，导致涂层最终失效，因此热浸镀锌防腐耐磨腐蚀年限稍短，仅可提供钢铁中等年限的防腐保护，另外，热镀锌生产工艺局限性较大，对钢井架，井筒装备等大构件应用十分困难，而且对于形状复杂的钢构件，由于受高温影响，可能会导致钢构件的变形而影响最终作用。

3、涂料重防腐

涂料重防腐是底漆，中间漆和面漆组成的油漆涂层体系进行防腐。其防腐原理主要是机械屏蔽，即油漆涂层将铜钢与腐蚀介质相隔离，以阻止和减缓腐蚀介质对钢铁的侵蚀，保护钢铁不受腐蚀。

由于油漆涂层无阴极保护作用，耐老化、抗紫外线性能差，与基体结合力低，抗损伤能力差等原因，使得油漆涂层耐腐蚀奉命一般为8-15a。涂料初次涂装后，需定期刷面漆进行维护，如进行彻底维护时还需对钢结构件重新喷砂除锈再涂装油漆，无论是国外涂料还是国内涂料都以无数的应用实例充分证明了这一点，涂料重防腐的初期投资不高，但后期维护费用较高，而且废旧的漆皮，重新喷砂除锈会对环境产生严重的污染，如衮矿集团济宁二号井副井井架采用油漆涂装2a之后即出现腐蚀现象，现在需要不断维护，其维护费用不断增加。

4、火焰喷涂防腐

火焰喷涂是以氧气、乙炔气混合燃烧为热源，将金属锌、铝丝加热到熔融或高塑性状态，在压缩空气流或火焰流的泄引下，熔融或高塑性的金属颗粒被雾化喷涂至工件表面形成涂层，加热丝村熔化温度在2500℃左右。

由于受氧气、乙炔气源影响，火焰温度低，锌铝丝不能很好熔化，无法与钢铁基体形成很好的机械镶嵌结合，导致涂层结合力差，很难达到国家标准规定值，从而大大降低了其防腐效果，另外火焰喷涂为单丝送进，生产效率低，无法应用于大面积钢结构防腐施工，仅适用焊缝修补等少量面积的防腐施工。

5、电弧喷涂防腐

通过具有平直特性的电弧喷涂电源，两根带正负电的金属（锌、铝或其他合金）丝材连续被送到电弧喷枪端头，在端部短路接触产生电弧熔化，溶融铝的高温液滴被压缩空气喷吹雾化，喷涂至工件表面，与基体形成良好的电弧喷涂涂层。丝材被熔化温度达6000℃。

由于电弧喷涂丝材熔化温度高，丝材熔化均匀，无半熔化或高塑性的喷涂颗粒，喷涂粒子携带较大的热能和动能撞击，涂层与基体具有优良的涂层结合力，在弯曲、冲击或碰撞下也能确保防腐涂层不脱落、不起皮、结合牢固，防腐长久有效，这一点是其他从任何表面防腐涂层无法达到的。

电弧喷涂层防腐原理为阴极保护和机械屏蔽相结合，在腐蚀环境下，即使防腐涂层局部破损，它仍具有牺牲自己保护钢铁基体之效果。涂层（阳极）与钢铁基体（阴极）的面积比大于等于1。另外，电弧喷涂层的厚度可根据设计进行施工，能够达到较厚的厚度，使得涂层耐蚀寿命大大延长。

电弧喷涂防腐涂层是由电弧喷涂层和有机封闭涂层组成，其耐腐蚀寿命还是二者之和，而是二者之和的15-2.3倍，这是世界上公认的最佳协同效应。经合理设计涂层厚度，其耐腐蚀寿命完全可以达到30a以上，30a以后的维护仅需在电弧喷涂层上刷封闭涂料，无需重新喷涂，实现一次防腐，长久不腐。

通过以上技术分析可得出结论，电弧喷涂技术相对于其他防腐方法具有生产效率高，涂层结合好，耐蚀寿命长，经济效益显著等突出特点，是煤矿钢结构的长效防腐发展趋势。

三、煤矿钢结构的长效防腐发展趋势

国外发达国家关于热喷涂锌、铝涂层的大量腐蚀试验数据表明，只有热喷涂锌、铝涂层加封闭的复合涂层体系才可提供30a以上的腐蚀保护，挪威、英国、美国、法国等大量应用实例显示，热喷涂层已成功实现对钢铁桥梁、码头钢结构、水工闸门、户外各类塔架等实现30a以上的防腐保护。美国、英国、日本、欧洲

各国热喷防腐标准规定不同涂层体系及其腐蚀年限的对应关系，并且明确规定只有热喷涂层才或提供20a以上的腐蚀保护。这些都为电弧喷涂防腐涂层提供了设计依据和质量保证，也为热喷涂防腐在煤矿钢结构上应用提供了最有价值的应用实例旁证。

在欧洲和北美地区钢结构件的防腐发展过程，20世纪40年代为油漆防腐，50-70年代为重防腐涂料防腐、热浸锌防腐、火焰喷涂防腐、电弧喷涂防腐并存。80年代后，电弧喷涂防腐技术得到广泛应用。我国目前煤矿钢结构仍大量采用涂料重防腐，由于其防腐寿命较短，且后期维护费用庞大，维护期间严重影响生产等，因此已越来越显现出局限性。

近年来，由于电弧喷涂防腐技术优点显著，在国内有识之士的倡导和有关单位领导的大力支持下，电弧喷涂技术在我国煤矿钢结构防腐领域得到推广应用，如中国矿业大学的大正公司自1993年起已把电弧喷涂防腐技术成功应用于兖州矿业集团吉林济宁三号井副井，中平能化集团十三矿副井等多个煤矿钢结构长效防腐。

调研人：魏威龙

第二篇：认识钢结构的防腐蚀

近年来，随着我国经济建设的迅速发展，钢产量有了突破性的提高。1996年我国钢产量突破亿吨大关，1998年产量达11434万吨，而从2000年到2005年，我国钢铁产量年均增幅达22.5%，2005年我国钢铁产量超过了美国、俄罗斯、日本、韩国4个钢铁强国的产量总和。2007年我国生产粗钢48924.08万吨。钢产量的增长为我国建筑钢结构事业创造了良好的时机。

与钢筋混凝土等传统建材相比，钢结构具有力学性能好、承载性能强、制造简易，易于工业化生产、施工安装周期短等优势，另外，钢材的可重复利用，也充分体现了绿色环保、可持续发展的建设理念。同时随着建筑结构学理论的发展、建筑用钢规格种类的增加、产品质量的提高，钢结构在建筑领域的应用已愈来愈普及、愈来愈成熟。诸如大跨度桥梁、大跨度网架结构、大型工业厂房、海洋石油钻井平台等，不使用钢结构，根本无法建成。特别是近几十年来，随着经济的发展和科学技术的进步，世界各地的超高层建筑，如雨后春笋，纷纷拔地而起。而建筑钢结构的应用和发展，是这些超高建筑赖以建成的技术和物质的保证。

然而，由于钢材在服役期间易和所处环境介质之间发生化学、电化学或物理作用，产生腐蚀。钢材的腐蚀是一种不均匀的破坏，腐蚀的发展很快，一旦在钢结构的表面发生腐蚀的蚀坑会由坑底向纵深迅速的发展，使钢结构产生应力集中，而应力集中现象又会加快钢材的腐蚀。这是一种钢材腐蚀的恶性循环。腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低。2001年我国因腐蚀问题造成的损失多达4000亿元，损失钢材1000多万T。据统计，全世界因腐蚀所造成的损失比火山地震等自然灾害造成损失的总和还大。因此，钢材的防腐蚀一直是科学界研究的重点。

2钢结构腐蚀类型和机理

2.1大气腐蚀

钢结构的大气腐蚀主要是由空气中的水和氧气等的化学和电化学作用引起的。大气中水汽形成金属表层的电解液层，而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。

2.2局部腐蚀

局部腐蚀是钢结构最常见的破坏形态，主要包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处，其中电位较负的金属腐蚀速度较大，而电位较正的金属受到保护，两种金属构成了腐蚀原电池。缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度窄到可以使得液体在缝内停滞时发生，钢结构的缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025mm—0.1mm。钢结构最常见的缝隙腐蚀形式有铆接、衬垫和颗粒沉积等，由于这些连接中的缝隙在工程中是不可避免的，所以钢结构的缝隙腐蚀也是不可完全避免的，它的发生会导致钢结构整体强度降低，减少吻合程度。

2.3应力腐蚀

即在某一特定的介质中，钢结构不受到应力作用时腐蚀甚微，但是受到拉伸应力后，经过一段时间构件会发生突然断裂。由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆，所以往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等，带来巨大的经济损失和人员伤亡。

3钢结构目前采取的主要防腐蚀措施

针对钢结构腐蚀的类型和机理，腐蚀保护的措施主要包括三个方面：提高基材的耐蚀性能；使用有机、无机涂层和金属镀层；外加电流。

3.1耐候钢

使用耐候钢可以提高基材的耐蚀性能。耐候钢是指暴露在大气条件下，表面可逐渐形成一层非常致密且附着力很强的稳定锈层阻止外界腐蚀介质的侵入，减缓金属继续腐蚀速度的钢材。耐候钢的研制起源于欧美。20世纪初

欧美的科学家就发现Cu能够改善钢铁在空气中的耐腐蚀性能，1993年美国的U.S.Steel公司首先研制成功了抗腐蚀高抗拉性能的低合金钢——Corten钢，并于60年代不涂漆直接应用于建筑和桥梁，其中应用最普遍的是高PCu加Ni的CortenA系列和以CrMnCu合金为主的CortenB两种系列，这两种钢材在美国、日本和欧洲得到了广泛的应用。我国从上个世纪60年代开始研制耐候钢，并且发展了一些钢种，如上海钢铁一厂研制的10PCuRE系列、鞍山钢铁厂研制的08CuPVRE系列和武钢的09CuPTi系列。

3.2热浸镀锌技术

钢结构热浸镀锌是将表面净化处理后的钢构件浸入460℃～469℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，其厚度对5 mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。钢结构件采用这种保护方式具有耐蚀性好，使用寿命长，且基本不用维护等优点，因而其应用越来越广泛。目前，天线钢结构件表面防护、广播电视塔、输电铁架、城市交通标识杆、高速公路护栏、钢结构桥梁、矿井支架等均大量使用热镀锌钢结构件。热镀锌的机理是在钢结构件表面形成一层致密的锌的镀层，主要包括Γ(Fe5Zn21)、δ

1、ζ和η等相。热浸镀锌时，最先形成Zn在α铁中的固溶体，达到饱和后通过元素的扩散作用形成Γ相。然后Fe以扩散形式通过Γ层，形成含Fe更少的δ

1、ζ和η相，使得金属锌与基体具有良好的附着强度。

20世纪50年代英国剑桥大学的博士提出了‚冷镀锌‛工艺。‘冷镀锌’就是在常温下‘镀’锌。因此也有人称‘冷镀锌’是热镀锌的常温化。冷镀锌产品有较好的防腐蚀性能，施工便捷，有机溶剂的挥发量少，利于环境保护，受到钢结构行业的欢迎。

3.3有机涂层钢板技术

有机涂层钢板(即彩涂板)具有轻质、美观等特点及良好的耐腐蚀性能和物理屏障性能，良好的弯、压等可加工性，同时又具有造型可随意性和可回收

性，因而在钢结构领域越来越被广泛应用，市场前景十分广阔。彩涂板主要有聚酯、硅改性聚酯、环氧树脂、氟碳、丙烯酸树脂、塑料溶胶和家电聚酯及表面贴膜、压花等产品，用于生产瓦楞板、夹心板、门窗等。从市场需求看，2003年我国共消费彩涂板242万吨，其中进口110万吨，占消费的比重为45.5%；2004年消费彩涂板245万吨，其中进口49万吨，占消费的比重减少到20.2%。预计2010年彩涂板总需求量约900万吨。消费彩板中约95%用于建筑上，其中钢结构用占很大一部分。在工业建筑中，有机涂层钢板的应用，形成了轻型钢结构体系。

3.4防腐涂料技术

防腐涂料是钢结构最常用的防腐蚀原料，具有成本低、工艺简单、场地要求不严格等优点，但是其防腐蚀性一般不如长效防腐蚀技术，用于户外时维护成本偏高。重防腐涂料可以达到15年以上的使用寿命，如果采用金属热喷涂与重防腐涂料双重保护，可以达到25年以上的使用寿命。

在钢结构防腐蚀涂料系统设计时，主要由三个步骤来完成。首先是判断钢结构的腐蚀环境；其次是确定防腐涂层要求的使用年限；最后是确定防腐涂层配套方案，包括产品类型和漆膜厚度。该技术的关键是除锈和涂料的选择。优质的涂层依赖于彻底的表面预处理，在相同的涂层防护条件下有效期涂层的使用寿命相差将近一半。因此一般多用喷砂喷丸除锈，钢构件表面必须露出金属的光泽，并且除去所有的锈迹和油污，现场施工的涂层可用手工除锈。选择涂料应考虑钢构件表面的预处理情况、最终外观(光泽或者颜色)、单层还是多层涂装、使用温度、表面现状及其类型等。

3.5热喷涂防腐技术

热喷涂是在对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛的基础上，采用燃烧火焰、电弧等作为热源，将喷涂材料加热到塑态和熔融状态，并用压缩空气将材料呈雾化的颗粒束吹附到基体表面上，随之激冷并不断层积

而形成涂层的工艺方法。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制，同时其热影响区是局部的，热变形较小，但是表面喷涂质量受人为因素、环境因素影响大。该防腐技术是保护钢构件的一种非常有效的方式，尤其是镀液为锌的时候。近几年来，在水工钢闸门上得到了广泛的推广与应用。一些水闸、水库、水电站、扬水站及船闸钢门上的锌镀层经受了淡水、海水以及工业污水的考验，都显示了良好的效果。

3.6阴极保护技术

对于需要在水下或地下使用的钢结构，一般采用阴极保护的防腐蚀方式，共分外加电流式和牺牲阳极式两种形式：外加电流措施是对于裸露的钢构件实施外加电流，需要消耗大量的保护电能，这对于整个系统是不经济的；牺牲阳极措施主要利用比钢材的电位更负的金属和合金制成牺牲性的阳极，从而使钢结构本身免遭腐蚀。研究表明，阴极保护技术是海工钢结构行之有效的防腐蚀措施，经采取该措施后的钢结构腐蚀速度可大大减少，仅为未保护钢结构的5%～10%。我国在海工钢结构中大量采用了阴极保护技术，阴极保护技术常与涂料保护联合应用。

4结语

钢结构以其优良的物理、机械及施工性能，在国内的工程中得到了越来越广泛的应用，但是钢结构腐蚀不仅会造成金属资源的巨大浪费，还会影响正常的生产运营。因此，通过建筑行业和腐蚀行业相联合，在深入研究钢结构大气腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀类型和机理的基础上，积极开发新的防腐蚀措施，必将会在未来的钢结构防腐工程中发挥更大的作用。

第三篇：钢结构施工及防腐蚀的系统知识

钢结构施工及防腐蚀的系统知识

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钢结构的施工及防腐蚀 转到其它章节 绪论 钢结构的材料 钢结构的计算原理 钢结构的连接

（一）钢结构的连接

（二）钢材的强度设计值 焊缝的强度设计值 螺栓的强度设计值 钢板上螺栓的容许距离 型钢上螺栓的容许距离 高强螺栓的属性 螺栓的有效面积 受弯构件

（一）受弯构件

（二）受弯构件

（三）受弯构件

（四）受弯构件

（五）轴心受力构件

（一）轴心受力构件

（二）轴心受力构件

（三）轴心受力构件

（四）轴心受力构件

（五）拉弯和压弯构件 屋盖结构 钢结构施工及防腐蚀

1.钢结构制作依据（按工序分类）

（1）主体材料标准

《碳素结构钢》（GB700-88）

《低合金结构钢》（GB1591-88）

（2）辅助材料标准

《碳素焊条》（GB5117-85）

《低合金钢焊条》（GB5118-85）

《焊接用钢丝》（GB1300-77）

《钢结构用高强度大六角头螺栓型式与尺寸》（GB1228-84）

《钢结构用高强度大六角头螺母型式与尺寸》（GB1229-84）

《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB1231-84）

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接件型式与尺寸》（GB3632-83）

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接件技术条件》（GB3633-83）

（3）加工标准

除焊接外，国内尚无钢结构的加工的专门具体标准，一般可参照《钢结构工程施工及验收规范》中的有关条文。

（4）焊接标准

《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）

（5）检验标准

《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）

《钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》（JB1152）

2.钢结构制作依据（按工程分类的标准）

（1）轻钢结构标准

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：98）

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）

（2）网架结构标准

《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）

（3）塔桅结构标准

《塔桅钢结构施工及验收规程》（CECS80：96）

3.钢结构加工制作流程

（1）钢材力学指标：结构用钢的力学指标包括屈服点、抗拉强度、延伸率、低温冲击韧性。这些指标应符合《钢结构设计规范》的要求，但其中低温冲击韧性仅在结构可能处于低温环境下工作时才要检验。钢材力学指标的测定须符合《钢材力学及工艺性能试验取样规定》（GB2975-82）

（2）钢材化学成分：与钢材的可加工性、韧性、耐久性等有关。其中主要是碳的含量，合金元素的含量及硫、磷等杂质元素的限制含量应符合规范（GB222-84）要求。

（3）工艺性能：工艺性能主要包括可焊性和加工性能。可焊性与含碳量或碳当量（低合金钢）有关，可用可焊性试验鉴定。加工性能则通过冷弯试验来确定。按（GB232-88）为标准。

（4）几何尺寸偏差：钢材（钢板、型钢、圆钢、钢管）的外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内。允许偏差值可参考国家标准GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88，GB707-88、GB816-87等。

（5）钢材外形缺陷：钢材表面不得有气泡、结疤、拉裂、裂纹、褶皱、夹杂和压入的氧化铁皮。这些缺陷必须清除，清除后该处的凹陷深度不得大于钢材厚度负偏差值。另外，当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2。

（6）机械切割：使用机械力（剪切、锯割、磨削）切割，相应的机械有剪板机、锯床、砂轮机等，较适合于厚度在12～16mm以下钢板或型材的直线性切割。

（7）气割：使用氧-乙炔、丙烷、液化石油气等火焰加热融化金属，并用压缩空气吹去融蚀的金属液，从而使金属割离，适合于曲线切割和多头切割。）

（8）等离子切割：利用等离子弧线流实现切割，适用于不锈钢等高熔点材料的切割。

（9）热成形加工：是指将钢材加热到一定温度后再进行加工。这种方法适于成形、弯曲和矫正在常温下不能做的工件。热加工终止温度不得低于700℃。加热温度在200～300℃时钢材产生蓝脆，严禁锤打和弯曲。含碳量超出低碳钢范围的钢材一般不能进行热加工。

（10）冷成形加工：是在常温下进行的。由于外力超出材料的屈服强度而使材料产生要求的永久变形，或由于外力超出了材料的极限强度而使材料的某些部分按要求与材料脱离。冷加工都有使材料变硬变脆的趋势，因而可通过热处理使钢材恢复正常状态或刨削掉硬化较严重的边缘部分。环境温度低于-16℃时不得冷加工碳素钢。低于-12℃时，不得加工低合金钢。

（11）弯曲加工：根据设计要求，利用加工设备和一定的工装模具把板材或型钢弯制成一定形状的工艺方法。冷弯适合于薄板、小型钢；热弯适合于较厚的板及较复杂的构件、型钢，热弯温度在950～1100℃。

（12）卷板加工：在外力作用下使平钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形的方法。卷板由卷板机完成。根据材料温度的不同，又分为冷卷和热卷。卷板主要用于焊接圆管柱、管道、气包等。

（13）折边：把钢结构构件的边缘压弯成一定角度或一定形状的工艺过程称为折边。折边一般用于薄板构件。折边常用折边机，配合适当的模具进行。

（14）模压：模压是在压力设备上利用模具使钢材成型的一种方法。具体作法有落料成形、冲切成形、压弯、卷圆、拉伸、压延等。

（15）铲边：铲边是通过对铲头的锤击作用而铲除金属的边缘多余部分而形成坡口。铲边有手工和风动之分，风动用风铲。铲边的精度较低，一般用于要求不高、少量坡口的加工。

（16）刨边：刨边时工件被压紧，刨刀沿所加工边缘作往复运动，刨出坡口。刨边可刨直边或斜边。

（17）铣边：铣边与刨边类似，只是刨边机走刀箱的刀架和刨刀用盘形铣刀代替，即铣刀在沿边缘作直线运动的同时还作旋转运动，加工工效较高。

（18）碳弧气刨：将碳棒作电极，与被刨削的金属间产生电弧将金属加热到融化状态，然后用压缩空气把融化的金属吹掉。工效较高。

（19）地样法：在装配平台上按1：1放构件实样，然后根据零件在实样上的位置，分别组装起来成为构件。

（20）仿型复制法：先用地样法组装成单面结构，并加定位焊，然后翻身作为复制胎膜，在其上面装配另一单面结构。适用于横断面互为对称的桁架结构。

（21）立装：根据构件的特点及其零件的稳定位置，选择自上而下或自下而上的装配，适于放置平稳、高度不大的结构。

（22）卧装：构件放置平卧位置装配。用于断面不大但长度较大的细长构件。

（23）胎膜装配法：把构件的零件用胎膜定位在其装配位置上组装。用于制造构件批量大精度高的产品。

（24）电弧焊：利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔合的过程称为电弧焊。电弧焊有手工焊、自动焊、半自动焊和气体保护焊之分。

（25）电阻焊：以电流通过接触的两个焊件，在接触处电阻最大，电流通过产生高温，使材料呈半熔化状态，在加压力而熔合起来。一般用于对焊圆钢或点焊钢板。

（26）电渣焊：借电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化金属进行焊接。如用于箱形柱与梁刚接时柱内连接梁上下翼缘处加劲板的熔透焊。

（27）手工焊：全部用人工操作的电弧焊，工效低，质量靠自己，稳定性差，但灵活，适于较短而复杂的焊缝或工地焊。

（28）埋弧自动焊：焊接时电弧埋在粉状焊剂下面，由机械自动撒焊剂并送出移动焊丝。适用于较长焊缝。焊缝质量好，效率高。

（29）气体保护焊：用CO2或氩气等保护电弧焊熔化的金属，其焊丝和气体的送出均为自动，仅需手工移动焊枪。属半自动焊，焊接质量好，效率高。

（30）抛丸：抛丸将粒径为0.8～2.0mm的钢丸经抛射机叶轮中心吸入,在叶轮尖定向高速抛出,射向需要作防锈处理的钢结构表面,达到机械除锈的目的.这种方法除锈效率高,费用低,污染少。

4.钢结构的防腐蚀措施

（1）耐候钢：耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》（GB4172-84）。

（2）热浸锌：热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者，应该避免设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂，从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅，易在管内积存。

（3）热喷铝（锌）复合涂层：这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层（厚度约80μm~100μm）。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法的工业化程度较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，质量也易受操作者的情绪变化影响。

（4）涂层法：涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法（但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年）。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低，但用于户外时维护成本较高。涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈，露出金属的光泽，除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆（层）和面漆（层）之分。底漆含粉料多，基料少。成膜粗糙，与钢材粘附力强，与面漆结合性好。面漆则基料多，成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀，并能抗风化。不同的涂料之间有相容与否的问题，前后选用不同涂料时要注意它们的相容性。涂层的施工要有适当的温度（5~38℃之间）和湿度（相对湿度不大于85%）。涂层的施工环境粉尘要少，构件表面不能有结露。涂装后4小时之内不得淋雨。涂层一般做4~5遍。干漆膜总厚度室外工程为150μm，室内工程为125μm，允许偏差为25μm。在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中，干漆膜总厚度可加厚为200~220μm。

（5）阴极保护法：在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。

5.钢结构的安装要点

（1）摩擦系数：，其中F为抗滑移试验所测得的使试件产生初始

滑移的力，nf为摩擦面数，为与F对应的高强螺栓拧紧预拉力实测

值之和。

（2）扭矩系数：，其中d为高强螺栓公称直径(mm)，M为施加扭矩值（N﹒M），P为螺栓预紧力。10.9级高强度大六角螺栓连接必须保证扭矩系数K的平均值为0.110～0.150。其标准偏差应小于等于0.010。

（3）初拧扭矩：为了缩小螺栓紧固过程中钢板变形的影响，可用二次拧紧来减小先后拧紧螺栓之间的相互影响。高强螺栓第一次拧为初拧，使其轴力宜达到标准轴力的60%～80%。

（4）终拧扭矩：高强螺栓最后紧固用的扭矩为终拧扭矩。考虑各种预应力的损失，终拧扭矩一般比按设计预拉力作理论计算的扭矩值大5%～10%。

6.钢结构的验收

（1）保证项目：保证项目是保证工程安全或使用功能的重要检查项目。无论质

量等级评定合格或优良，均必须全部满足规定指标要求。对于不同的分项

工程GB5021-95明确规定了保证项目内容，保证项目只要求满足，无优良、合格之分。

（2）基本项目：基本项目是保证工程安全或使用功能的基本检验项目，其指标分“合格”和“优良”两级，是评定分项工程质量等级的条件之一。

（3）允许偏差项目：允许偏差项目是分项工程实测检验中规定有允许偏差范围的项目。检验评定时允许有少量抽检点的测量值略超过允许偏差范围。

（4）观感质量评分：观感质量由三人以上共同检验评定。钢结构加工和安装的检验项目及标准如下表。观感质量评定时对每个项目抽10个点进行评定，按合格率评级，标准见观感质量评定标准表。

第四篇：煤矿调研报告)

煤矿调研报告范文(精选多篇)

苏虹集团青松岭煤矿调研报告

集团公司领导：

青松岭煤矿属于联合试运转的矿井，公司要求在六月三十日完成技改任务达到安全生产许可证的验收标准。经调查小组到矿全面调查，要按要求要达到验收还存在下列问题：

一、存在问题：

1、现有胜任的矿长贵州矿长资格证无；《安全资格证无》，未达到矿长的管理经验。

2、总工程师刚进青松岭煤矿；技术水平还看不出不能评价，证件真假不能评价。

3、安全矿长无贵州的《安全资格

证》，工作管理能力达不到煤矿管理的基本要求，主要不是学采矿专业。

4、机电矿长安全资格证过期，无证担任机电矿长。工作安排不全面。

5、特种作业人员配备不符合要求；虽然人员超数量，但是无特种作业证。6、15#西翼上山工人不听从矿上管理人员管理，只有矿长才能管理。

二、资金：

工人工资发放不及时，管理人员三月份工资到现在都没有发放。矿级领导集团公司承若的待遇未兑现。造成人心不稳定。

三、设备物资：

1、生产建设中部分设备未按时间计划到位，审批复杂。

2、部分小型材料由商贸公司购买，商贸公司配送不及时影响煤矿的建设工程。

3、青松岭属于验收矿井，所有大型设备未到位、安装工作还很大。

四、地面建设：

1、新职工大楼基础基本完工，其它工程多数未动工。

2、主、副井井筒上方无排水沟、井筒上方山体无护坡存在着山体滑坡的重大隐患。

五、井下存在问题:

1、全矿施工工程质量基本达不到验收要求。

2、首采工作面布置15#东翼1164水平，与设计方案不符，要进行修改。

3、未在区域进行“煤与瓦斯突出鉴定”。

4、矿上5月份上报的安全生产任务计划与施工作业不符合。

5、职工队伍不稳定，队队长职工换了四五批，造成施工质量差的主要原因。

6、所有大型设备未采购到位安装。

六、职工工资单价：

1、新风井发碹砌拱支护单价：职工3300元/m，锚喷支护单

价：2200元/m。2、15#东翼上山、东翼平巷，半煤巷单价：750元/m，全岩巷单价：1450元/m。3、15#西翼上山，全岩巷单价：2200元/m，半煤巷1300元/m。

4、总回风平巷，锚喷支护。单价：2100元/m。

七、煤矿自身措施及建议：

1、矿区环境和面貌的加快速度改造。

2、五月份大型设备购到位后，5月30日全部安装完成。

3、管理机构、软件齐全5月10日完成。

4、矿井试运转验收资料6月底完成。

八、调研组建议：

综合上述调查情况，调研组发现一些问题，所有工作安排一人说的算。造成青松岭煤矿管理体质不合。人心不稳定。调研组认证分析、建议。

1、煤矿存在问题；集团公司明确

专人驻矿负责解决落实问题。

2、明确目标考核任务，全年生产任务必须达到10万吨，；全年掘进进尺必须达到3200米，；探防水眼2014米。

3、安全事故无死亡事故，重伤事故不超过5个，安全风险抵押金按15/吨预留，预留金额达到100万元。

方案一：

由董事长重新考察认定一名持有贵州和负责全面安全生产工作。煤矿班子由矿长和总工程师组建。并对全体班子成本目标进行考核，生产成本单价控制在110元／吨。开拓全岩巷6平方单价4200元／米。；包括管理工资及工程工资，电费、材料费“安全培训费”其他费用由公司自行负责。并签订目标管理责任书。每月根据产量进尺结算工资。

方案二：

集团公司与矿长、总工程师、副矿长签订目标管理责任书。考核由矿长负责，方案由总工程师负责，薪酬采取基本工资+生产+安全+全年薪资分配方案。

1、全年考核目标矿长30万元，总工程师30万元，副矿长25万元。

2、全年生产掘进任务目标，原煤10万吨，掘进3200米，探防水眼2014米。

3、矿长和工程师底薪21.6万元，副矿长18万元。

4、原煤产量达到10万吨，矿长和工程师每吨1元，副矿长每吨0.5元，超出部分每吨按2元。

5、完成掘进3200米，探水眼2014米，考核2万元。

6、全年未完成任务原煤产量部份按2元/吨扣；掘进按比例扣出。

7、发生死亡事故；矿长和总工程师每人承担2万元的经济损失，副矿长承担1.5万元的经济损失。工伤事故所有费用出赔付保险外，令费用超过50万元的扣矿长和总工程师2%，副矿长1.5%。

8、死亡事故达到两起，重伤事故达到5起，经济按以上的标准扣除并开除。

9、全年无死亡事故及、重伤达到3起的事故的，矿级领导奖金5万元。

方案三：

如：集团公司直管，集团公司要设立劳资部门对各矿的产量、进尺每月进行验收核算。

苏虹矿业集团煤矿调研小组二o一二年五月三日

调研报告

按照集团公司要求和我矿党委的统一部署和安排，根据我队创先争优活动方案，全队上下积极行动，精心设计创先争优主题活动和主题目标，积极深入队组，深入职工中开展调研和征求意见。

在调研活动中，一方面了解到广大职工对“创先争优”活动是衷心拥护的，也在努力学习力求深刻掌握、认真实践，从而推动了我队各项工作又好又快发展。但是，在调研过程中，对于出现在工程质量方面的问题，还需要采取更为积极有效地措施，才能把创先争优活动

引向更深入。

一、并不是因为事情难我们不敢做，而是因为我们不敢做事情才难的。随着61二上皮掘进进尺的前移，离开口处中线的位置越来越远，工人们施工的难度越来越大，对尺寸的掌握要求就越高，现有的解决方法是将中线位置前移，以此来校正巷道的掘进方向。但是，每一次对中线的前移，都会带来大大小小的误差，日积月累同样会影响到井下工程质量。

在黑暗的井下，看不到中线的位置就如同失去了前进的方向。如何保证好工程质量？有没有两全其美的方法？能否在不前移中线的前提下，又不影响工人的正常使用？工作中如何才能在为职工带去方便，降低难度，减少时间的浪费，提高工作效率呢？

带着诸多疑问和技术性的难题，从上月中旬，队长组织专题工作小组，多次深入井下61二上皮和6116瓦斯巷进行调研，认真听取工

人在工作中遇到的困难，并根据井下复杂的地质构造，恶劣的生产作业环境，亲自动手拉尺子，对中线尺寸、巷道距离反复测量，认真填写数据，一次次的进行尝试，那种永不服输的精神感动着周围每一名队友。

“功夫不负有心人”在各种技术难题面前，经过无数次的尝试，在失败和汗水过后，终于克服各种困难，成功将中线进行延长，既不影响工人的正常使用，又不会再移动中线过程中出现误差。在“两点确定一条直线”的基础上，增加到“三个点”、“四个点”、“五个点”?? 随着生产战线不断拉长，中线上的“关键点”也不断增多，通过确定中线上的几个点，来确定中线的方向，以此来延长中线，为井下工人指明了方向。

二、通过这次调研，反映出我队存在的几个问题。

1、在安全生产过程中，不难看出我队还缺少技术型人才，现有工人知识水平偏低。

2、队中大学生人数占我队总人数的10%，如何利用好、培养好现有的人才，是我队在今后安全生产中的首要任务

3、队中职工解决问题的能力有限，随遇而安的心理普遍存在。

4、员工思想过于保守，不敢打破传统，缺乏领导力，缺少敢为人先的精神。

三、针对以上问题，制定相应措施和解决办法。

1、加强工人理论和实践相结合。加强案例教学，注重职业道德、安全法律意识和实际安全造作技能的综合培训：要充分考虑员工文化

层次较低的实际，加强技能培训，使培训内容通俗易懂，便于掌握。

2、队中要举办一些“岗位技能实操”的活动，要对每一作业地点的特殊情况，每一道工序的安全措施，每一台设备的安全操作规程。某一作业地点使用某一台设备安全地完成某一道工序，每

人都进行上台操作，掌握所有设备的安全操作规程，严守各项规章制度，认真落实安全措施。作业人员要进行安全法规、安全意识、安全操作技能、事故预防和处理、避灾自救等方面的培训。只有具备了丰富知识和良好的工作经验，才具备解决问题的能力。

通过这次调查研究，在生产工作中还是遇到了一些困难，如何在困难中查找问题，能否在问题中找到解决方法，需要全队上下团结一心、众志成城，为建设更大更强开拓二队发奋努力，策马扬鞭！

孙志军

2014年11月23日

调研报告

按照集团公司要求和我矿党委的统一部署和安排，根据我队创先争优活动方案，全队上下积极行动，精心设计创先争优主题活动和主题目标，积极深入队组，深入职工中开展调研和征求意见。

在调研活动中，一方面了解到广大职工对“创先争优”活动是衷心拥护的，也在努力学习力求深刻掌握、认真实践，从而推动了我队各项工作又好又快发展。但是，在调研过程中，对于出现在工程质量方面的问题，还需要采取更为积极有效地措施，才能把创先争优活动引向更深入。

一、并不是因为事情难我们不敢做，而是因为我们不敢做事情才难的。从上月中旬，队长组织专题工作小组，多次深入井下运输系统进行调研，认真听取工人在工作中遇到的困难，并根据井下复杂的地质构造，恶劣的生产作业环境，亲自动手拉尺子，对中线尺寸、巷道距离反复测量，认真填写数据，一次次的进行尝试，那种永不服输的精神感动着周围每一名队友。

二、通过这次调研，反映出我队存在的几个问题。

1、在安全生产过程中，不难看出我队还缺少技术型人才，现有工人知识

水平偏低。

2、队中职工解决问题的能力有限，随遇而安的心理普遍存在。

3、员工思想过于保守，不敢打破传统，缺乏领导力，缺少敢为人先的精神。

三、针对以上问题，制定相应措施和解决办法。

1、加强工人理论和实践相结合。加强案例教学，注重职业道德、安全法律意识和实际安全造作技能的综合培训：要充分考虑员工文化层次较低的实际，加强技能培训，使培训内容通俗易懂，便于掌握。

2、队中要举办一些“岗位技能实操”的活动，要对每一作业地点的特殊情况，每一道工序的安全措施，每一台设备的安全操作规程。某一作业地点使用某一台设备安全地完成某一道工序，每人都进行上台操作，掌握所有设备的安全操作规程，严守各项规章制度，认真落实安全措施。作业人员要进行安全法

规、安全意识、安全操作技能、事故预防和处理、避灾自救等方面的培训。只有具备了丰富知识和良好的工作经验，才具备解决问题的能力。

通过这次调查研究，在生产工作中还是遇到了一些困难，如何在困难中查找问题，能否在问题中找到解决方法，需要全队上下团结一心、众志成城，为建设更大更强运输队发奋努力，策马扬鞭！

葫芦素煤矿调研报告

内蒙古昊盛煤业有限公司陈岐范

2014年6月3日，昊盛煤业有限公司陈岐范、宋春德、周霖去葫芦素煤矿施工副井的中煤五建一处调研。6月6日，集团公司副总工程师陈俊焰、昊盛煤业有限公司陈岐范、赵锁岗、鄂尔多斯能化有限公司李新，再次来到葫芦素煤矿，到中煤五建一处、矿井施工监理公司调研，现将调研情况汇报如下：

一、矿井情况

中天合创能源有限责任公司葫芦

素矿井生产规模为1300万吨/年，采用立井开拓方式，分别为主立井、副立井及回风立井。主井净直径9.6m，深669.482m；副井净直径10.4m，深702m；风井净直径8m，深681.286m。井底标高设在2-1煤层。井筒施工方法为冻结法施工。

二、施工队伍情况

1、冻结钻施工：主井、风井由中煤五建三处施工，副井由中煤一建特凿处施工。

2、冻结施工：主井、风井由中煤五建三处施工，副井由中煤一建特凿处施工。

3、建井施工：主井、风井由中煤一建二处施工，副井由中煤五建一处施工。

4、监理公司：北京康迪建设监理公司。

三、冻结施工情况

三个井筒设计冻结深度均为520m，施工时，风井改为全深冻结667m。

实际施工工期情况如下：

1、冻结钻孔施工时间：

主井：2014年7月2日~10月5日，共计95天。

副井：2014年6月2日~9月26日，共计116天。

风井：2014年7月6日~9月28日，共计85天。

2、冻结时间：

主井：2014年11月2日~2014年9月13日18点。

副井：2014年11月1日~2014年9月6日9点。

风井：2014年11月~。

3、积极冻结时间：

主井：2014年11月2日~12月19日。

副井：2014年11月1日~12月16日。

风井：2014年11月~12月29日。

4、试挖时间：

主井：2014年12月19日开始。

副井：2014年12月16日开始，试挖15天。

风井：2014年12月29日。

5、井筒上150m施工时间：

掘进时间：

主井：2014年12月19日开始，至2014年3月7日。副井：2014年12月16日开始，至2014年3月3日。风井：2014年12月29日开始，至2014年3月12日。

150m滑模套壁时间：

主井：2014年3月8日开始，至4月20日。

副井：2014年3月4日开始，至3月25日。

风井：2014年3月13日开始，至4月22日。

6、井筒下150m之后单层井壁段施工开始时间：

主井：2014年4月27日开始，至2014年6月6日，井筒到底，施工单侧马头门。

副井：2014年3月26日开始，至2014年6月6日，井筒到底，双侧马头门施工5m，杨井施工8m。

风井：2014年4月25日开始，至2014年6月6日，井筒到底，正在强制解冻，射孔注浆。

四、中煤五建一处施工副井情况：

施工队伍2014年8月进点，12月16日试挖，提前4个月进入工地。

1、副井井筒设计情况：净直径10.4m，深702m；上部150m为双层井壁，其下为单层井壁，-150~-524m段壁厚900mm，-524m以下壁厚为700mm，混凝土标号为c45~c65。冻结深度524m。冻结段一下采用工作面预注浆施工方法，125m为一注浆段，注浆125m，施工100m。

2、施工设备：使用超大型凿井井架，底跨度21×21m，高29.2m，两层天轮平台；吊盘采用双层吊盘，∮42mm钢丝绳悬吊；两套hz-6型中心回转抓岩机，0.6m3抓斗；16臂双联伞钻，单联

6臂，4.5m长钻杆，∮50mm合金钢钻头；5m3吊桶；mj-4.0-10整体钢模板；三套提升设备，一套为2jk-4/15提升机，两套为jk-2.8/15.5提升机；下混凝土用3m3底卸式吊桶；抽水使用卧泵，卧泵设在吊盘上，吊盘上设水箱，井底的水通过风泵或电泵抽到吊盘的水箱内。

主井采用三套提升设备，风井采用2套提升设备。

3、施工工艺：打眼放炮，炮眼深度4.5m，整个井筒内施工一次装药同时起爆，每炮炸药量在850~900kg。中心回转装岩机装岩，吊桶提升。固定大模板后，通过底卸式吊桶将混凝土卸到吊盘上的分灰盘上，通过耐磨软管浇入模板内砌筑井壁。单层井壁施工时，在吊盘上对井壁接茬进行注浆，该种施工方法是与中国矿大合作的科研项目，具体效果没有检验。

4、施工进度情况：冻结段施工最高进尺110m，正常能够保证100m。

5、施工中遇到的问题：、水的问题：副井在施工到马头门处时，最大用水量800多m3/h，主井达到1000m3/h。现在井筒内用水量在7m3/h左右，主井在30m3/h左右，风井在36m3/h左右。、井筒全深冻结，掘进速度快，但存在隐患较多，主要是冻结孔在岩石里不能自行封堵，造成冻结孔导水。、2煤上10m处有一层含水层，下有一层含水层，离3煤20m处有一含水层，施工时要引起注意。

6、施工队伍进场的准备：进场前，矿变电所按照永久设计建设，但安装的设备是临时的；锅炉房由施工单位自行建设临时锅炉；水源由建设单位准备，铺设临时供水管路。

7、关于招标：矿井招标采取冻结、施工捆绑招标，主风井一个标段，副井一个标段。中煤的矿井施工均有中煤的施工单位中标，冻结、施工单位均为中煤公司的单位。

8、关于冻结、单层井壁的效果：由于没有完全解冻，实际效果没有实验结果。为确认效果，风井在进行强制解冻，射孔注浆。

赴永固煤矿调研报告

引言

我矿自1998年投产以来一直都是以低瓦斯矿井管理方式，在上一年时我矿南巷区域七煤出现瓦斯异常区域，现需要进一步加强“一通三防”的管理工作。此次赴永固煤矿调研学习“一通三防”方面的管理工作。对永固煤矿的瓦斯管理、防灭火等方面的工作进一步进行了学习，通过此次学习我矿“一通三防”管理工作有些许不足，在人员分工上有些缺陷。

永固煤矿以前也是属于低瓦斯矿井，一直以低瓦斯矿井管理方式，自2014年开始引进新的管理方式、加强一通三防管理工作取得了良好的效果。永固煤矿现有四个掘进头、一个回采工作面。通防科中配有防尘班、监控维护班、瓦

斯班、安全检查班、救护小队、打钻班。

瓦斯班的主要工作是检查瓦斯，巡查巡检，风袋的连接。瓦斯班的责任制：

1、对矿井各区域的许检查瓦斯地点进行检查瓦斯，做到巡查巡检，及做好各个生产头面的风袋管理工作。

2、按标准进行巡查巡检，对施工现场安全、质量负责。

防尘班的主要工作是负责管路的回收、安装、防尘设施的安装及日常维护。防尘班的责任制：

1、及时完成防尘工作。

2、按标准安装井下的防尘设施，对施工现场安全、质量负责。

3、监督检查 “一通三防”设施，对防尘方面存在问题要立即

组织处理。

4、贯彻落实有关规定，杜绝“三违。

监控维护班的主要工作是井下各头面的瓦斯探头、风速传感器、电话的安装及监控系统的维护。监控维护班的主要责任制：

1、深入各工作现场，及时了解各头面的生产情况和系统设备的

运行情况，及时合理考虑每天的工作，要有一定的超前思维，把工作完成在矿井生产需要的前面，决不可耽误矿井的正常生产。

2、经常检查各种井下记录和了解各头面的工作完成情况。

3、严格各项规章制度的执行，加强职工的组织纪律性教育，做

到奖罚分明。

4.、班前做到“六必讲”，坚决杜绝“三违”现象的发生。

5、及时对各类事故追查和处理。若发现系统的问题和故障，应

及时处理，确保系统正常运行。

6、搞好业务和政治学习，提高业务素质。

安全检查员的主要工作是巡查整个矿井的安全工作。矿区安检

员安全生产责任制：

1、认真贯彻执行上级安全规程、管理制度和安全生产的政策、法令等，在主管安全副经理指导下做好安全管理工作。

2、协助主管安全副经理按安全技术标准、规范及

各项安全管理制度，进一步促进施工现场安全规范化、标准化、制度化管理。

3、参加本单位安全技术措施的制定及向班、组逐条进行安全技

术交底及验收，并履行签字手续。

4、做好现场安全日常检查，监督安全设施的合理使用，发现安

全隐患应及时提出改进措施，对“三违”人员有权予以制裁和教育帮助，同时应做好日常安全检查记录。

5、参加本单位的安全检查活动，对本单位组织的安全活动做好

详细的记录，利用班前会经常性的对员工进行安全教育。

6、协助施工员搞好安全生产、同时配合开展安全宣传、安全教

育工作。

钻工岗位责任制：

1、在班长领导下做好分配的钻机岗位的工作。

2、严格遵守钻探操作规程，在钻进过程中观察设备的运转情况，确保正常钻进。

3、熟悉钻探记录的有关要求，认真按规定项目做好钻探钻进记

录。

4、做好机电设备日常维护工作。保持设备状况良好。

经常检查设备上安全设施，确保设施完好。

5、在钻进过程中勤捞岩粉，判断地层并详细记录。

6、负责各种钻具的清洗、维护、保管和摆放，搞好文明生产。

救护小队主要工作是矿井井下通风设施的砌筑、检查、参加需

要佩戴氧气呼吸作业的安全技术性工作。救护队队员岗位职责：

1..在小队长领导下开展各项工作，执行救护队员的岗位责任制，落实各项规章制度，遵守纪律、听从指挥，积极主动的完成领导分配的各项任务。

2.按照小队要求认真学习贯彻安全思想、安全法规、规程，树立安全意识，坚持“以人为本、安全施救”的救援理念。

3.积极配合小队安全管理工作，在从事各项工作前，必须执行安全确认制度，对每一个环节的安全措施进行确认落实，严格执行岗位安全责任制度。

4.积极参加安全技术培训、技术业务训练和体质训练及竞赛活动，推动自身素质的提高，积极应用新技术、新装备、提高自身安全保障能力。

5.在战备值班及日常工作中，坚守岗位，遵章守纪，坚持组织日常的操作规程学习，不断提高自身的业务素质，并按规定进行仪器装备的检查，坚持十天检查制，做到其合格率为100%，随时

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做好出动准备。

6.在抢险救灾工作中，严格按各项《规程》操作，逐级执行救灾命令，带领小队负责现场勘察及抢险救灾，正确运用各项安全法规，杜绝违章指挥，制止违章作业，不发生责任事故和自身伤亡事故，使灾害事故造成的损失降到最低限度。

学习比较认识到我矿通防管理工作中存在些许不足，管理结构还不够完善。瓦斯管理中还做不到专人专面、三班制中每个班制都是一个人一个头面，出现空班等情况。出现井下有异常情况时不能够及时处理而可能造成损失。从学习中认识到自己的不足我们一定及时的调

整，“齐心协力、同舟共济”为“一通三防”安全工作过的进一步发展，提供必要的保障。紧紧围绕“质量标准化”主线开展工作，确立“科学规范化、精细管理化、人性化服务”。

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第五篇：国内外防腐蚀颜料发展调研报告

国内外防腐蚀颜料发展调研报告

添加时间: 2010-4-26 16:15:45 点击数: 582 前言

金属的腐蚀所造成的损失随着工业的发展也日趋严重。因此，防腐蚀方法始终是人们关心的课题。目前防腐蚀措施虽然很多，但应用最广的仍然是涂料保护方法。在这种方法中防锈颜料是影响保护效果的重要因素。传统的防锈颜料如红丹、铬酸盐、金属颜料等虽然性能优异但由于环保法规而受到限制，因而人们对低毒无公害防锈颜料的开发和研究更为关注。以下将对国内外防腐蚀颜料的开发及应用情况作系统介绍。国内外防锈颜料的演变过程 1.1 金属腐蚀

腐蚀是包含阳极反应的电化学过程，腐蚀反应中，金属以离子形式进入溶液，阳极反应释放电子，阴极捕获电子发生阴极反应，以维持溶液中离子的电中性电化学腐蚀反应的必要条件是：

（1）力学不稳定金属如钢铁；

（2）离子型电解质导体，水或其它导电溶液，氢离子或溶解氧等电子接受体。

因此，需要控制可利用的电解质，最好的方法是用涂膜屏蔽，或减少电子接受体如氢离子和溶解氧的浓度。

1.2 传统防锈颜料

20世纪80年代前，防腐蚀涂料中防腐蚀颜料绝大部分采用含铅和铬的品种，包括红丹、黄丹、硅铬酸铅、铬酸锶、铬酸锌等。80年代，由于1983~1989年间长达7年之久的全球性经济大繁荣，刺激了颜料工业的发展。世界各地特别是北美和西欧环保法规和工业卫生条例日趋强化，一些有害于环境和生命的含铅、铬、镉等重金属颜料的生产，呈停滞不前和下降的趋势，表1列举了1984年美国和西欧的防锈颜料消费量。

表1 美国和西欧防锈颜料消费量及其比例

颜料名称 红丹 铬酸锌 铬酸锶 碱式硅铬酸铅 高铅酸钙 锌粉 磷酸锌 云母氧化铁

其他

美国

消费量/t 比例 1 350 3 5 400 12 1 800 4 4 050 9 000 60 1 800 4 600 8 45 000 100

西欧

消费量/t 比例 19 700 38 3 640 7 1 560 3 700 38 6 240 12 040 2 52 000 100 从表1可看出，西欧消费的防锈颜料中，有48%含有铅和铬，而美国仅有28%含有铅和铬，其中红丹用量很少仅占3%，相比之下日本防锈涂料采用红丹比例高达45%以上。

1.3 环保

铅中毒是由酸溶性铅引起的。所谓酸溶性铅是指在人体胃液的酸度条件下可以被溶解并被人体吸收的铅离子。含铅汽车尾气、各种含铅颜料、工矿区的铅尘和铅烟以及铅含量超标的食品、含铅的涂膜等是这种铅离子的主要来源。粗放式生产的铬酸铅颜料酸溶性铅含量（5%~10%）比精细加工的产品酸溶性铅含量（2%）大许多倍。

铅在人体的积累可能导致皮肤癌、皮肤过敏、神经肌肉功能障碍。铬中毒则由六价铬引起。铬在防锈颜料中也占相当大比例，所以限制含铬防锈颜料则如同铅颜料使用同样重要。

铅铬等重金属化合物对环境造成了严重污染，因此，世界各国相继推出法规逐步淘汰或全面禁止使用，尤其是铅的使用。

美国早在20世纪70年代就规定，玩具文具以及经常与人们（特别是儿童）接触的公用设施不允许使用铅化合物，甚至规定黄色路标漆中也不允许含铅。

2002年美国罗得岛州的铅涂料诉讼案牵动全球人的心。该州州政府认为包括美国最大涂料公司Sherwin-Williams公司在内的8家大涂料公司应对几十年来其生产的含铅涂料使该州3.5万名儿童遭受铅污染负责。但由于证据不足而列为“无效审判”，但充分显示政府为了限制铅涂料使用所作的不懈努力。继罗德岛之后，芝加哥也宣布起诉涂料公司，铅颜料公司危害儿童健康安全。

美国宾夕法尼亚司法部迈克·费歇尔宣布，美国各州与国家油漆与涂料协会（NPCA）签署协议，将出台一新规定，在涂料产品包装上贴警示标签，提醒人们注意家装过程中可能受到铅的毒害。费歇尔与来自45个州的司法部长共同参与了协议的签订，NPCA代表了400多家油漆制造商，占所有油漆制造商的95%。

美国于1995年禁止采用红丹作防锈颜料。

欧洲正停止使用具有不可逆毒性、残留时间长或在生物体内富集的化学品的使用。日本环保局颁布了“环境保护基本法”，对175种有毒有害污染物的使用和排放做出了限制，对铅的使用和排放规定见表2。

表2 日本对铅的使用和排放规定

法规

有毒有害物质控制 铅化合物的使用 防止大气污染 防止水体污染 与废物处理有关

目标

限制特种铅化合物的使用及处理

限制含铅涂料的生产、含铅涂膜的处理，防止危害工人卫生 ＜0.1 mg/m3(以铅计，废物燃烧排放的废气)＜0.1 mg/L(以铅计，废水)

埋于土壤中的可溶性铅3 mg/L，今后将降至＜0.3 mg/L 日本已出台实施绿色行动的专门指导方针，对含有重金属的有色无机颜料将被有机和混合颜料所替代。

我国铅污染状况不容乐观，红丹、黄丹生产中溶铅工序产生的含铅废渣、铅蒸气，大部分企业含铅蒸气超标3~17倍，铅尘超标8~13倍，职业病患率8%~40%。我国目前虽无针对铅污染的法规，但人们对铅污染造成的危害已有认识，许多终端用户已开始关注含铅等重金属涂料的替代产品，众多颜料及涂料制造企业也已开始进行产品转型以满足市场的需求。特别是中国加入WTO后，国外无毒型产品的涌入无疑将迫使国内企业加大技术、质保和环保方面的力度，以应对日趋激烈的国际竞争。国内外低/无毒防锈颜料的开发 2.1 云母氧化铁

天然云母氧化铁（MIO），它作为一种有效的防护颜料已使用多年，由它制得的涂料广泛用于钢结构的长期保护，所适用的环境可以是乡村的户外到城市，污染的工业区以及所有最严酷的环境（全浸在水中、污染水中或埋入土中）。法国的埃菲尔铁塔在一个世纪前就已采用这种涂料进行保护涂装。

云母氧化铁颜料的防锈机理，主要是利用它在涂料中定向排列成屏蔽层，能滞缓水汽及酸、碱、盐等腐蚀物质向底材渗透及对温度变化形变的能力，防止附着力下降起泡等缺陷。要想获得最大的保护效果必须具有良好的层状结构和适宜的粒度分布。但是，能有这种性能的天然“MIO”的资源很有限，主要有奥地利、南非、西班牙、澳大利亚以及我国的安徽铜陵叶山。近年，英国的MPLC公司在其英格兰的开发中心对合成云母氧化铁的新方法进行开发研究，合成的MIO基本上是纯α-Fe2O3，具有特有的层状云母结构，而在外观及化学纯度上可与天然矿物相比。生产合成MIO的大型工厂已在英格兰的达勒姆县建成，商标为Laminox。其中Laminox S粒度5~75 μm，有较好的分散性和防腐蚀性，所得涂膜比用最好等级的天然产品形成的涂层光滑。Laminox F粒度＜15 μm，通过使用它可抑制腐蚀促进剂离子的迁移，对湿底材附着力呈最佳状态，从而可减少气泡，使中间涂层对下一道涂层的附着力增加，并改善粘结性和漆膜完整性，使防腐蚀底漆的保护性能获得改善。

奥地利KarnterMantanindustrie股份有限公司生产Miox SF、Miox AS、Miox SG和Miox DB 4个品种，产量在0.8~1万t/a。另外，西班牙Romero Hermanos股份有限公司、南非G ε Base ε Industrial Minerals公司及澳大利亚Ausminter股份有限公司、美国胡佛颜料公司（天然）、德国Heubach生产长效防锈云母氧化铁。

我国生产云母氧化铁的企业主要有上海氧化铁颜料厂。云母氧化铁在我国防腐涂料中多用作中间层，与醇酸、富锌底漆等配套。

2.2 氧化铁红

氧化铁颜料化学成分简单，化学稳定性高、无毒，是化学惰性物质。为适应市场需求，品种由黄、橙、红、紫、棕至黑，丰富多彩，性能各异。其中氧化铁红有很好的耐热性，500 ℃也不变色，1 200 ℃也不改变化学结构，耐稀酸、耐碱、耐水、耐溶剂，具有物理防锈功能，因此也常用作防锈颜料。但由于其防锈性能很有限，将逐渐被高效防锈颜料替代或者只将其作为一种着色颜料使用。国内外生产氧化铁红的厂家如表3所示。

在中国，有近80家企业生产氧化铁红，综合势力较强的20家，集中在浙、苏、沪。主要生产厂家有浙江萧湘颜料化工有限公司、浙江德清华源颜料化工有限公司、上海氧化铁颜料厂、上海新申美颜料有限公司、宜兴市宇星颜料厂、常熟铁红厂有限公司、江苏启东鹤城氧化铁有限公司、湖南三环颜料有限公司、湖北虹宇化工有限公司、富阳金秋化工有限公司、新乡染化总厂、柳州跃进化工厂等。

2.3 磷酸锌及改性磷酸锌 2.3.1 磷酸锌

磷酸锌颜料于1959年前后由英国首先开发，日本在70年代后期开始使用。磷酸锌的制法通常有2种：直接法和间接法。直接法：ZnO与磷酸锌直接反应 3ZnO+2H3PO4+nH2O→Zn3(PO4)2·nH2O 间接法：以锌盐（大多为可溶性锌盐如ZnCl2、ZnSO4等）与磷酸盐（K、Na、NH4+的磷酸盐或磷酸氢盐）为原料制备。

3Zn2++4HPO42-+nH2O→Zn3(PO4)2·nH2O+2H2PO4-+2PO43-+nH2O→Zn3(PO4)2·nH2O 表3 世界氧化铁红主要生产厂家

国家

德国 美国

日本

公司名称 Bayer公司 Pfizer pigment Inc.Mobay chemical corp Columbian Chemicals Co.アマティ株式会社 ケミラィト工业株式会社

西海工业公司 田村弁柄制造所 钛工业公司

备注

世界最大的氧化铁生产厂家，商标Beyferrox

美国第一大合成氧化铁生产商

美国第二大合成氧化铁生产商，Bayer在美国的子公司

Amagasaki Nails., Ltd

Chemirite Ltd.SaikaiKongyo Co., Ltd.Titan Kogyo Kabushiki Kaisa

英国 西班牙

意大利 法国 加拿大 户田工业公司 东洋色素工业公司

日本弁丙（氧化铁）工业公司

三重颜料工业所公司

利根产业公司 森下氧化铁工业公司 东邦颜料工业公司 Deanshanger Oxides Ltd Cremade y Compania Oxhinsa公司 SILO公司 Chappelle公司 Northern Pigment Toda Industrial Co., Ltd.NibonBengara Co.Mie GanryoKogysho Tone Industry Co., Ltd.MorishitaBengara Kogyo K.K Toho pigment Industrial Co., Ltd.英国最大一家合成氧化铁生产商Deanox

生产高档合成氧化铁红、黄、橙

商标Spanfei 商标Duploxide Cappoxyt

磷酸锌颜料可将亚铁材料的腐蚀产物（它们在腐蚀性含水介质的作用下，在有机涂层的损伤中首先生成的产物）转化成实际上不溶的固体化合物，例如碱性的磷酸铁（III）锌，它们又使损伤堵塞。

磷酸锌的防腐蚀效果是树脂和颜料相互作用的结果，如与含羧基的苯丙分散体的作用，但也用于不含羧基的基料如聚丁二烯中。

磷酸锌颜料的防腐蚀能力也与pH有关。在水性条件下，磷酸锌溶解度低，水解性差，防腐能力不高。一些公司的工业化产品是Zn3(PO4)2·xH2O与ZnO或硅灰石的混合物。磷酸锌的防腐蚀作用通常远低于铬酸锌或铅丹的作用，全面替代传统的有毒防锈颜料困难，特别在水性底漆中，即使超量加入也难以达到替代的目的，还不能克服“闪锈”问题。

磷酸锌颜料通常是四水合型，但也有二水合以及2种的混合体。为此，世界各在在此方面作了许多改性工作并取得了进展。2.3.2 改性磷酸锌

标准磷酸锌的防锈性能不理想主要是因为防锈活性相对不足，因此必须进行改性，改性的方法有4种：调整颗粒尺寸达到微细化，改变晶体颗粒形状；盐基化；化学改性；磷酸锌基组合颜料。

（1）调整颗粒尺寸达到微细化，改变晶体颗粒形状。

小粒径球形磷到锌已被证明是有效的替代产品，与传统的磷酸锌相比化学组成相同，但粒径和结构都存在重要差别。

球形磷酸锌为粒径1~5 μm的均匀球形颗粒，而普通磷酸锌是粒径为12~20 μm相对较粗的砖状粒子。粒径小分布窄的球形磷酸锌能产生较大的表面积，因而能产生更大量的抑制性离子用于钝化底材，因而防腐性能优于铬酸锌，接近于铬酸锶。

生产这类产品的公司如表4所示。

我国微细化磷酸锌产品还未见有工业化产品。（2）盐基化

为改进水合磷酸锌的活性，也可采有盐基化方法，如碱式水合磷酸锌Zn2(OH)PO4·2H2O，其性能达到了标准磷酸锌与铬酸盐拼用的水平。

表4 微细化磷酸锌生产公司

国别 美国 德国

英国

法国 挪威 公司名

Mineral Pigment Heubach BASF JMB Trident Alloy SNCZ Waardals

备注

J-0806粒径1~5μm主要用于薄膜防腐涂料 ZP-10平均粒径3 μm

Sicor ZNP/M(CD)(80%＜3 μm）Diraval-459(90%＜11.3μm）商标Delaphos

WO-20(97%＜20μm）WO-40(78%＜20 μm）ZP-BS(99%＜10 μm）Heubach公司有四种改性磷酸锌，现已应用数十年之久。与普通磷酸锌相比，它们在颜料粒度、粒度分布和化学组成方面都有所改进，性能远优于标准磷酸锌，可与铬酸锌相比（表5）。

表5 Heubach改性磷酸锌

牌号 Heucophos ZPA Heucophos ZPO Heucophos ZMP Heucophos ZPZ

成分

磷酸铝锌水合物(Al改性)碱式磷酸锌水合物(有机物改性)碱式磷酸锌钼水合物(钼酸盐改性)碱式磷酸锌水合物(有机/无机改性)

应用与性能

在大多数漆料(醇酸、2K环氧、pH等)中有较好防腐蚀性，呈中性

有很好防腐性能，特别是醇酸、2K环氧 在水性漆(苯丙乳液)中有极好性能

对未处理铝材和电镀锌附着力好，在2K环氧、水性醇酸、水性苯丙乳液中使用

（3）化学改性

化学改性是经表面包膜处理和进行本体掺杂处理，以增加新的阳离子或增加新的阴离子或同时增加新的阳和阴离子。

欧洲专利EP 0 634 460（1995）及中国专利1 103 651披露了有机取代的膦酸（磷酸）或一种膦酸基羧酸的多价金属盐组成，它通过将膦酸基羧酸的5%饱和溶液或其水溶性盐与无机强酸的钙或锌盐一起加热，再从反应混合物中分离出膦酸基羧酸的钙/或锌盐。

EP 0 760 387A1（1997）采用有机膦化合物的多价金属盐如2-羧基-2-膦酸羧基乙酸与一种共反应酸如磷酸、硼酸、片状硅酸盐形成中性或碱性化合物。

日本专利公开平5-345991介绍了在不需干燥程序过程制得的防锈颜料。将一种金属的（氢）氧化物或碳酸盐与磷酸在非水溶剂中进行接触使之产生一种该金属的磷酸盐外壳。金属氧化物质最好是CaO、MgO、ZnO、Fe2O3。

化学改性的其它例子如表6所示。表6 国外化学改性磷酸锌品种举例

国别 德国

法国

英国 美国

公司名 Heubach Heubach Heubach Heubach Heubach SNCZ SNCZ Waardals Mineral颜料 Sherwin-williams Sherwin-williams Halox颜料 产品牌号 Heucophos ZPO Heucophos ZPA Heucophos ZPZ Heucophos ZMP Heucophos ZCP Phosphinox PZ-06 Phosphinox PZ-04，PZ-02 Wacor ZBP-M/263

F-0806 Moly-white ZNP Moly-white MZAP

SEP-391

改性情况

有机物表面化学改性碱式水合正磷酸锌

增加铝离子，另有增加Ca、K离子，改性物可以是邻苯二甲酸或其

钼盐 增加SiO32-

增加钼酸根离子(水性体系)90年代开发正磷硅酸锶钙

性能优于铬酸锌

2-3-增加BO3补偿PO4的初期活性不足，可以取代铬酸锶 微细化磷酸锌薄膜化防腐优于铬酸锌接近铬酸锶 磷钼酸锌，用于高体分粉末涂料，吸油量低 20世纪90年代开发，可用于水性丙烯酸乳液

在水性底漆中活性很高

（4）磷酸锌基组合颜料

磷酸锌基组合颜料是颜料-颜料复合而成的。如Mineral颜料公司，采用微细化磷酸锌与磷酸铁组合。Waardals则用磷酸锌（ZP-BS）与硼酸锌（412M）组合，性能与铬酸锌相当，日本帝国化学公司用三聚磷酸铝（K-white系利）与磷酸锌组合可代替铬酸锌。Cooksolaminox公司用液相沉积法将四水磷酸锌沉积在片状的合成云母铁Laminox F上。

后一种技术，无需二种或二种以上不同类型防腐颜料结合使用就具有高防腐性，如EP 0 760 387A1（1997年）公开的有机膦化合物的多价金属盐如2-羧基-2-膦酸羧基乙酸与一种共反应酸如磷酸、硼酸或片状硅酯盐形成中性或碱性化合物，综合性能（盐雾锈蚀、附着力损失、起泡）优于Heucophos ZNP/M和Heucophos ZMP、三聚磷酸铝（K-white 84、K-white 105、K-white 140w）及钙交换的硅（Shieldex AC5）。中国专利CN 1 147 001A（Merk专利股份有限公司）公开了可用于溶剂型和水性涂料的防锈颜料，它由10%~80%（质量）有高电阻和显著耐化学品性的类片晶载体材料覆盖有金属氧化物及20%~90%优选40%~80%（质量）活性颜料如磷酸锌、硼酸锌和偏硼酸钙。

2.4 三聚磷酸铝

三聚磷酸铝是日本帝国化工公司开发的一种新型防锈颜料，其商品名称为K-white，它的主要成分是三聚磷酸二氢铝（AlH2P3O10·2H2O）是一种固体酸，三聚磷酸铝可被渗进涂膜中的水溶解，按以述形式解离：

AlH2P3O4→Al3++2H++P3O105-

这种三聚磷酸盐离子（P3O105-）与腐蚀期间形成的三价铁反应，形成一种主要由三聚磷酸高铁组成的保护膜，这种保护膜不溶于水，硬度高，结合牢因而附着力好。

另外由于三聚磷酸铝是缩合型的，在水溶液中可以解聚，形成从焦磷酸盐到正磷酸盐这些低分子化合物，这样形成的新活性基可再与涂层表面形成极好的保护膜。所以三聚磷酸铝具有双重防锈机理，而正磷酸锌则只有一步防腐蚀作用。

日本帝国化工公司已开发有三个品种性能及应用如表7所示。表7 K-white系列三聚磷酸铝的性能与应用

牌号 K-white 82 K-white 84 K-white 105 规格 标准级

锌离子改性

性能及应用

用于溶剂型底漆，在醇酸或环氧体系中有良好的抑制腐蚀作用 用于水性底漆

微粉化程度高，可用于水性和溶剂型（高固体分/低固体分）

该公司通过对此发现，在溶剂型醇酸底漆中，三聚磷酸铝在防腐蚀性能和附着力方面与铬酸锌相当，比磷酸锌好；在氯化橡胶底漆中，性能优于铬酸锌和铬酸钙。

三聚磷酸铝虽具有良好的防锈作用，但在水性漆中贮存稳定性差，而磷酸锌虽具有良好的贮存稳定性，但防锈能力又很差，如果将三聚磷酸二氢铝的活性氢与NH3反应即可解决贮存稳定性（日本专利公开昭55-160059）。

日本专利公开平7-138775（1995）通过将三聚磷酸二氢铝与按特定配比加入ZnO、CaO混合就可以制得对抑制气泡产生能发挥优异作用的防锈颜料。

德国Heubach公司也推出了改性聚磷酸铝系列Heucophos系列，如表8所示。表8 改性聚磷酸铝系列的改性方法

牌号 CAPP SAPP SRPP ZAPP ZCPP

改性方法 SrO、CaO SrO SrO ZnO ZnO、CaO 国内生产三聚磷酸铝的生产厂家有广西化工研究院、河北新乐市新东化工厂、石家庄市鑫盛化工有限公司、陕西宝嘉应用化工有限责任公司、河南利诺生化有限责任公司等，其中的广西化工研究院推广力度较大，其品种有APW-I（溶剂型涂料）、APW-II（水性涂料）、ATP（纯品用于防火阻燃而耐热防腐涂料）以及APZ-99（使用性能略优于APW-I、APW-II，但细度更细从原来控制0.5%到0.1%~0.25%）。

2.5 磷钼酸锌系列

钼酸盐具有优异的防锈性能，但成本高和配方中稳定性不佳，为此，美国Sherwin-Williams公司开发了第二代钼酸盐颜料磷钼酸锌和磷钼酸钙，新一代磷钼酸盐颜料比早期钼酸盐颜料在某些方面更优越：（1）具有更大的成本效果；（2）改进了在配方中的稳定性；（3）更优异的分散性能。钼酸盐的防锈机理为：活性钼配化合物（如钼酸锌或钼酸锌钙）沉积在相对较惰性的颜料载体（如ZnO、CaCO3）上，以更好地利用现有的钼从而降低原料成本。

防护作用是由于钼酸锌和钙化合物具有微溶性而钼酸盐离子在水性溶剂中具有抗腐蚀性，当含有钼酸盐的涂膜浸于水中或接触水时，少量的钼酸盐离子便游离于涂膜中，这些离子与金属底材表面反应促使附着氧化层的形成，该氧化层能防止底材底涂层的腐蚀，进一步计算为钝化。

磷钼酸盐颜料是磷酸盐和钼酸盐之间的协同反应而抑制腐蚀的机理。

磷钼酸锌盐（ZNP）适合于溶剂型涂料，但用于水性漆存在稳定性问题，因而开发了磷钼酸锌钙（MZAP）。这2种颜料的物化性能如表9所示。

表9 钼酸盐防锈颜料的物化性能

产品牌号 Moly-white 212 Moly-white MZAP Moly-white 501 Moly-white 101 Moly-white 331 Moly-white 92 Moly-white ZNP 用于水性及溶剂型配方的防锈颜料

pH 化学成分 密度

3.0 8.5 钼酸锌钙

3.0 8.0 磷酸锌钙

2.9 7.8 钼酸钙

溶剂型配方用防锈颜料

5.1 6.5 钼酸锌

5.3 6.5 钼酸锌

2.8 6.5 钼酸锌

4.0 7.0 磷钼酸锌

吸油量

18.0 18.0 15.0 11.0 11.0 41.0 13.5

包核颜料 CaCO3 CaCO3 CaCO3 ZnO ZnO 滑石粉 ZnO 为了优化在薄膜体系（如卷材涂料）中的性能，开发了微细化钼酸盐防锈颜料，干膜厚15 μm，磷化板（防锈颜料用量80.3 g/L），聚酯底漆经1 000 h盐雾试验性能与铬酸锶相当，比钼酸锌钙、三聚磷酸铝好。

该技术实际上采用了防锈颜料的复合技术，使总的防锈颜料含量降低到相当低的水平。这就使制造有优异的防腐性能的高光泽涂料成为可能，开发出的磷钼酸锌和磷钼酸锌钙防锈颜料具有优异性能而且无需使用多种防锈颜料。

Datacolours公司也有类似的磷钼酸锌Actirox 102、106，Habich公司有Habicor ZM。在国内尚无类似的技术产品。2.6 离子交换颜料

离子交换颜料是英国BP公司在其研究中心开发的一种独特的、有价值的低毒阻蚀颜料，这种颜料靠离子交换抑制腐蚀。目前已由W.R.Gracce公司生产和销售，其商品名为Shieldex，它是钙交换的SiO2，其制备方法是将有防腐蚀作用的阳离子钙，通过离子交换进入到无机二氧化硅的多孔表面上。

防腐机理是来自周围环境的腐蚀性离子，透过含有Shieldex的底漆，优先与颜料表面上的钙离子进行交换，释放出来的钙移至薄膜和金属的界面，在那里形成一薄层钙和二氧化硅组成的无机层，其厚度大约25 Å。这种保护层具有不渗透性，亦可使腐蚀环境与金属表面隔离，从而使腐蚀过程中止。

这种颜料与传统防腐蚀颜料相比有二大优点：第一只有在腐蚀性离子存在时，才释放出阻蚀剂离子，因此不需要采用过量颜料，以补偿因溶解而消耗掉的颜料；第二因交联反应是按该颜料表面上被交换的分子的多少而发生的，而且释放出的阻蚀剂不溶于油漆中，因此漆膜的孔隙不会增多，这样可以保持一种恒定的渗透性。

所以钙交换的二氧化硅颜料的用量比传统的铅颜料和铬颜料要少，比其它低毒性的颜料如磷酸锌也少。例如用含10%左右离子交换颜料的醇酸底漆，用云母氧化铁作中间涂层，最后用醇酸有光漆罩面，在沿海和化工区曝晒3年后，与用传统阻蚀颜料（用量高得多）取代离子交换颜料的情况相比，其性能高一倍。此外，在氯化橡胶和水性漆中，同样可获得很好的性能。该公司生产3个品种Shieldex AC5、AC3、C303。其性能如表10所示。英国均采用Shieldex而不用磷酸锌作为防腐底漆的防锈颜料。

在国内，上海硅酸盐研究所也开发了钙离子型SiO2颜料，但市场上未见大量销售。表10 Shieldex离子交换颜料的物理性能

牌号 Shieldex AC5 Shieldex AC3 Shieldex C303 粒径 /μm 5 3 3

Ca含量 /% 6 6 3

吸油量 60

应用

溶剂型和水性体系膜重~20 μm 耐洗底漆或双组分涂料膜重≤10μm 卷材、粉末、酸固化体系的高性能级

2.7 其它防锈颜料

2.7.1 耐热性防锈颜料——铬酸钙

用作颜料的铬酸钙通常是无水物，在所有类型（α,β二水合物、一水合物、半水合物、无水合物）中，它对水的溶解度最低，将CaCrO4、SrCrO4加入到有机硅、环氧、丙烯酸中作成底漆，然后涂膜在镁合金上进行盐雾试验，表明CaCrO4均优于铬酸锶。该颜料由于毒性问题未见推广应用。

2.7.2 铁酸镁

铁酸镁是MgO与Fe2O3按一定比例复合而成，一般MgO∶Fe2O3=1∶1、2∶1和4∶1。在中性基料如环氧体系中以2∶1的耐盐雾性、阴极剥落、户外曝露、湿热好，而在酸性基料如丙烯酸、醇酸体系、2K PU体系中以1∶1为好，并与聚磷酸铝相当。

2.7.3 铁酸锌

铁酸锌是氧化铁与氧化锌按摩尔比配料，高温煅烧形成ZnFe2O4尖晶石结构的铁酸锌黄色颜料，热稳定性优异，可耐高达538 ℃的温度，对金属底材有一定的缓蚀作用。

2.7.4 亚磷酸盐

亚磷酸盐的研究由来已久，目的是为了替代含铅及铬的防锈颜料。表11列出了亚磷酸盐的研究概况。

亚磷酸盐等颜料防锈能力良好，但颜料中存在粗颗粒，制漆时可产生颜料特性变差、防锈能力发生波动的缺点，生产成本高，实用有困难。而有机膦到化合物螯合亚磷酸锌钾颜料特性不稳定，涂料可发生凝胶化。

表11 亚磷酸盐的技术进展概况

专利

特开昭50-50 297 特开昭55-185 027 特开昭56-180 316 特开昭56-232 676 特开昭57-109 862 特开昭58-84 109 特开昭58-194 725 特开昭58-232 676 特开昭59-20 466 特开平2-111 457 特开平3-285 808 特开平5-115 808 特开昭5-339 004 特开平6-080 409

品种及成分 碱式亚磷酸锌

亚磷酸锌和锌的反应生成物

亚磷酸钾系 亚磷酸钾系

亚磷酸锌和锌的反应生成物

亚磷酸钾系 羟基亚磷酸锌 亚磷酸锌钾 亚磷酸锌钾 亚磷酸钙系 板状磷酸钙系

亚磷酸钙锌，改性亚磷到钙与一种锌化合物

在膦酸螯合剂存在下存在下一起反应

亚磷酸锌

特开平6-122 986（1994）对氧化锌用具有螯合能的有机膦酸盐处理，可制得不比以往的白色防锈颜料差，能发挥优异防锈能力并且颜料特性稳定的产品。以上技术仍未投入实用化阶段，且在水性涂料中难以应用，因而要求开发出防锈性能更有效的不污染型防锈涂料。EP 0 930 347A1（1999）公开了一种含0.5%~20%的无机阴离子交换剂（I）：

(3~4)[M1]O·Al2O3[M2]X2/m ·nH2O（I）

式（I）中M1和M2为由Ca2+或Zn2+选取至少1个；X表示由NO2-、NO3-或MoO42-选取至少1个阴离子；m表示阴离子的化学价，n≤20。

如需要时，组分可进一步用提高胶脂肪酸或其衍生物，表面活性剂或硅烷偶联剂进行表面处理以改进分散性。

在国内成都华翎磷制品有限公司技术开发中心理事长陈嘉甫提出利用其开发的专用级次磷酸钠副产亚钙渣廉价原料深加工而成亚磷酸钙，指标如表12所示。

表12

成分

CaHPO3·H2O

CaO P2O3 H2O pH 325目筛余

含量/% ≥99.00 ＞40.20 ＞39.5 ＞12.9 7~8 ＜5 2.7.5 钙铁粉

钙铁粉的成分为Ca4Al2FeO10·2CaO·Fe2O3，组成与铁酸盐相近，成片状结构，无毒，性能比红丹稍强，价格相近，但性能改善不大，往往取代部分红丹，不能完全替代。因此，在我国未能推广。

2.8 复合铁钛防锈颜料

海军工程大学于1999年着手探索，并于2001年3月正式立项报海军装备部，经过2年潜心研究，开发出了一种性价比优的防锈颜料—复合铁钛粉。

2.8.1 黑色复合铁钛（1）组成

以Fe3O4为载体粉，添加一定量的纳米材料。（2）防锈机理

利用纳米材料的本身固有的性能，纳米材料表面活性点增多，导致表面结合能的迅速增加，具有很高的化学活性，容易与其它原子相结合而稳定下来。纳米材料的引入大大改善了载体粉的体积填充致密度，减少了毛细管作用，屏蔽致密程度大大增加，而且载体粉本身与红丹（Pb3O4）结构相类似，也有一定的防锈作用。当用于钢铁表面时，由于与钢铁有亲和性而附着力提高。

用复合铁钛粉引入到涂层中，涂膜的致密程度很高，可阻止酸、碱、盐、水、氧等渗入涂膜，因而起到很好的防锈作用。

（3）品种与物性

目前万达科技（无锡）有限公司开发了两种牌号：WD-A-325和WD-A-500。其特性如表13所示：

表13 黑色复合铁钛的技术指标

项目

Fe3O4 /% ≥

TiO2 /% ≥ 325目筛余/% ≤ 密度 27℃ g/cm3 吸油量 g/100 g ≤ 遮盖力 g/ cm2 ≤ 水溶物 g/100 g ≤

WD-A-325 60.0 2.0 3.0 4.4~4.6 6~12 50 0.5

指标

WD-A-500 60.0 2.0 3.0 4.2~4.5 8~14 50 0.5 挥发分（105℃）%≤ 水悬浮液 pH 1.0 6~8 1.0 6~8(4)特性

1)防锈能力超过铁红2~4倍，常用于替代铁红作防锈底漆；

2)由于粉体呈惰性，可制成溶剂型和水性涂料，不会发生稳定性问题； 3)重金属含量非常低（<0.02%），符合环保要求；

4)本身为黑色，可用于汽车底盘等要求黑色的工业涂料，减少碳黑用量，提高防锈性；配制颜色只限于深色调；

5)调制醇酸涂料时，要注意催干剂的选择和用量。2.8.2 白色复合铁钛（1）组成

以聚磷酸钛（铁）为载体，复合一定量的超微细粉体。（2）防锈机理

该系列粉体的防锈机理是物理防锈和化学防锈的双重防锈机理。物理防锈机理同黑色复合铁钛系列，而化学防锈是通过无水聚磷酸盐中的磷酸根与钢铁表面的铁原子生成不溶的固体磷酸铁络盐，隔绝水、氧、氯等对钢铁的腐蚀。

（3）品种与物性

目前万达科技（无锡）有限公司开发了两种牌号：WD-D-325和WD-D-500。其特性如表14所示：

表14 黑色复合铁钛的技术指标

项目

P2O5 /% ≥ TiO2 /% ≥ 400目筛余/% ≤ 密度 27℃ g/cm3 吸油量 g/100 g ≤ 遮盖力 g/ cm2 ≤ 水溶物 g/100 g ≤ 挥发分（105℃）%≤ 水悬浮液 pH

WD-D-325 10.0 0.8 3.0 2.8~3.1 8~14 160 0.5 1.0 6~8

指标

WD-D-500 10.0 1.0 2.0 2.8~3.1 10~17 160 0.5 1.0 6~8（4）特性

1）防锈能力比WD-A系列更好，可用于替代红丹、三聚磷酸铝，更可替代铁红、云铁、磷酸锌等防锈颜料；

2）可与上述防锈颜料搭配使用，发挥协同效果，提高防锈性能； 3）色浅且无遮盖力，可配制成任何颜色； 4）不含铅、铬等重金属，属环保产品；

5）粉体近中性，可制得水性涂料，无稳定性问题。3 低/无毒防锈颜料的技术经济对比分析 3.1 性能对比 3.1.1 水性醇酸底漆

通过比较磷酸锌、磷硅酸铁锌、磷酸锌锶、磷酸铝、磷钼酸锌钙，水性醇酸底漆的耐盐雾性，判断板表面起泡性，可判断这些防锈颜料的防锈性差别。

底材为冷轧钢板，打磨至Sa 2.5级，所有涂料通过喷涂至干膜厚30 μm，盐雾试验前室温干燥1周，防锈颜料加量为120 g/L涂料，500 h ASTM B117盐雾试验结果如表15所示。

表15 牌号 K-white 105 Heucophos ZAPP 空白 J 0852 ZPA J 0813 Butrol 9119 SZP-391 CW491 Moly-whito MZAP 成分

锌改性三聚磷酸铝 ZnO改性三聚磷酸铝

— 微细磷酸锌 铝改性磷酸锌 磷酸铁锌 磷酸钙锌 磷硅酸锌锶 磷硅酸锌钙 磷钼酸锌钙 生产公司 日本帝国化工公司

Heubach —

Mineral pigments

Heubach Mineral pigments Buckman Lab

Halox Halox

Sherwin-Williams 盐雾结果 满板密集起泡 满板大泡 板面锈蚀 板面无泡 板面部分起泡 同J0852 单向锈蚀≥2 mm

同J0852 板面部分锈蚀

无变化

图1 在次反映了经盐雾试验后的板在外观。3.1.2 双组分高固体环氧底漆的性能对比

试验采用Reichhold的Epotuf37-140/37-650环氧树脂和固化剂，所有防锈颜料加量为120 g/L，按同样PVC和固体分配漆，在热轧板上喷涂干膜厚度约75 μm，室温干燥1周后开始检验经1 000 h盐雾后情况如表16所示。

图1 经测试后板面外观（底材：冷轧钢板；干膜厚：38µm）上图：500h 盐雾；下图：1008h 盐雾-UV暴露循环试验

表16 牌号 J 0853 ZPO K-white 105 Butrol 23 J 1310 对照板 SZP-391 ZBZ Moly-white 331 Moly-white MZAP

成分 微细化磷酸锌 有机物改性磷酸锌 改性三聚磷酸铝 改性偏硼酸钡 铬酸锌 — 磷硅酸锌锶

有机/无机改性碱式水合磷酸锌

钼酸锌 磷钼酸锌钙

生产公司 Mineral pigments

Heubach

日本帝国化工公司 Buckman Labs Mineral pigments

— Halox Heubach Sherwin-Williams Sherwin-Williams

性能 板面起中泡 板面起中泡 板面50%起泡 板面起大泡 板面锈蚀 板面起大泡 板面起个别大泡 板面50%起小泡 板面起个别小泡 板面起个别小泡

图2 表现了板面外观。

图2 经测试后板面外观（底材：热轧钢板；干膜厚：76µm）上图：1 000h 盐雾；下图：2 016h 盐雾-UV暴露循环试验

从以上表15和表16及图1和图2可看出，以Moly-white系列防锈颜料无论在水和溶剂型涂料性能均优，性能优于铬酸锌。

武汉海军工程大学用Moly-white MZAP与国内三聚磷酸铝及复合铁钛粉按同样条件制环 表17 成分 磷钼酸锌钙 三聚磷酸铝 复合铁钛 耐盐水/天 80无变化 40无变化 80无变化

耐盐雾/h 1000单向锈蚀

<2mm-氧底漆制板，检查耐盐水性，其结果如表17所示。3.2 成本效益分析

3.2.1 防锈颜料本身成本分析 表18 牌号 J 0806 J 0852 ZBZ ZPA K-white 105 SZP-391 CW-491 Butrol 23 Butrol 9119

成分

钼酸盐改性磷酸锌 微细化磷酸锌

有机/无机改性碱式磷酸锌

铝改性磷酸锌 锌改性三聚磷酸铝

磷硅酸锌锶 磷硅酸钙 改性偏硼酸钢钡 磷酸钙锌

生产公司 Mineral pigments Mineral pigments

Heubach Heubach

日本帝国化工公司

Halox Halox Buckman Lab Buckman Lab

成本 USD/kg 3.2 3.4 3.30 3.63 6.19 4.0 3.33 4.96 4.40

成本 RMB/kg 45 29 28.7 31.6 53.8 34.7 29.0 43.2 38.3 Moly-white MZAP Moly-white 331 APW系列 WD-D500 WD-D1250* 磷钼酸锌钙 钼酸锌 三聚磷酸铝 复合铁钛 复合铁钛 Sherwin-Williams Sherwin-williams 广西化工研究院

万达科技(无锡)有限公司 万达科技(无锡)有限公司 2.78 5.40 — — — 24.2 47.0 9.0 5.8 15.0 注*：该品种将于明年推出。3.2.2 综合水平分析

无毒/低毒防锈颜料的开发目的有两个，第一是解决铅铬的环境污染问题，其次性能上要达到或超过红丹和铬酸盐（如铬酸铅、铬酸锌和铬酸锶），且成本至少不应高于有毒防锈颜料。而目前国外无毒防锈颜料价格均高于红丹（红丹价格6.0~6.5元）和铬酸盐颜料（15~16元/kg），国产无毒防锈颜料磷酸锌及三聚磷酸铝价格（8.0~9.0元/kg）虽比络本以盐低但性能远不及铬酸盐防锈颜料。而万达科技（无锡）有限公司国产品很好地解决了性能、价格、环保的矛盾。

另外，从综合成本考虑，每kg涂料采用相同的防锈颜料达到同样的性能要求，其涂刷面积有明显增加。比较结果如表19所示。

表19 涂料品种 红丹防锈漆 复合铁钛防锈漆 涂刷面积/m2·kg-1 15 4 结论

防腐蚀涂料的发展在注重树脂开发的同时，要开发替代传统有毒防锈颜料的无毒型防锈颜料。（1）防锈颜料的发展方向是高效低毒无毒防锈颜料。国外在此方面的研究活跃，开发了许多品种，但我国近10年来工作进展缓慢，除三聚磷酸铝外，直到2003年才推出性价比优的复合铁钛防锈颜料。

（2）防锈颜料的开发应注重在防锈涂料中的应用研究，在满足防锈性能的要求外，还应解决诸如分散，稳定性、涂装施工等方面的问题。

（3）由于涂料工业迅速发展，防腐涂料需求将猛增，未来应不断推出满足涂料性能等要求的新技术产品，使质优价廉产品得到有效推广应用。