伴隨著我國工業技術的迅速發展，工業結構發生了深刻變化，工業生產門類日益增加，工業生產環境日益復雜和多樣化。特別是隨著石油化工、海洋化工、航海運輸業的發展，有腐蝕性的作業環境和領域愈來愈廣，普通的起重機械很難適應這種腐蝕性環境［1，2］。還有一些電鍍、酸洗、蒸煮、熱處理、鑄造、船用的起重機械，常常由于金屬結構腐蝕造成整機可靠性下降、壽命縮短、電氣漏電失效，以至于出現設備毀壞和人身事故災害。統計顯示，全世界每年因金屬腐蝕造成的損失達7000億美元，我國因金屬腐蝕造成的經濟損失也占了國民總值的4%［3］。而起重機械金屬結構占整機重量的90%以上，因此研究起重機械的腐蝕機理及防護措施有重要的現實意義。

1起重機械金屬結構腐蝕機理

起重機械金屬結構的腐蝕，主要是由于在常溫大氣環境中使用，受空氣中的水分和其他污染物的化學、電化學的作用而引起的，它是在金屬結構表面極薄的一層水膜下進行的，這些水膜是由于水分的直接沉降或由于大氣溫度的突然變化而產生的凝露。這些水膜又能溶入大氣中的氣體(如O2、CO2、SO2、H2S等)、鹽類、塵土及其他污染物，再加上起重機械在生產制造、運輸及使用過程中人為污染因素，所有這些都會提高水膜的導電性而使腐蝕過程加速。當金屬表面形成連續的電解液層時，便形成電化學腐蝕過程。一方面，含O2水膜中由于氧的去極化作用產生吸氧腐蝕，其總的反應:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22Fe(OH)2+2H2O+O2=2Fe(OH)3整個過程表現為陰極得電子O2+2H2O+4e→4OH－，在陽極鐵被氧化成Fe2+，Fe－2e→Fe2+，在形成的Fe(OH)3及脫水后的Fe2O3，便是鐵銹的主要成分。

另一方面，金屬表面電解質溶液中會溶有一定的量的CO2、SO2、H2S等，加上水的電離便產生析氫反應，即:H2O=H++OH－CO2+H2O=H2CO3=H++HCO－3鐵及其雜質在H+、OH－、HCO－3等離子溶液中形成腐蝕電池，Fe－2e→Fe2+，Fe2++2OH－=Fe(OH)2，水膜中的H+從陰極中獲得電子生成H2放出，即2H++2e→H2。產物Fe(OH)2繼續氧化形成的Fe(OH)3及脫水后形成Fe2O3。

上述金屬結構發生的腐蝕過程表明，起重機械金屬結構都是作為陽極發生氧化反應而遭受到腐蝕，整個過程具有以下三個環節組成:①在陽極金屬失去電子變成金屬離子進入溶液，Fe－2e→Fe2+。②電子由陽極流向陰極。③在陰極，流來的電子被溶液中能吸收電子的物質接受生成還原物質(2H++2e→H2，O2+2H2O+4e→4OH－)。在這三個環節中進行最慢的一個環節將決定金屬結構整個腐蝕過程的速度［3，4］。

起重機械金屬結構的腐蝕按照發生的部位分均勻腐蝕和局部腐蝕。

均勻腐蝕是指腐蝕介質對不能形成保護膜的材料表面的均勻腐蝕。它能使材料厚度逐漸減薄，使材料產生韌性破壞。

局部腐蝕是指腐蝕介質通過各種形式作用在金屬結構的局部部位，對金屬產生的腐蝕作用。包括孔腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、氫腐蝕等。孔腐蝕通常發生在表面上有鈍化膜或有保護膜的金屬結構上，當鈍化膜被局部破壞，微小的破口處和破口周圍的膜形成兩極，產生電化腐蝕;縫隙腐蝕發生在起重機械金屬結構焊接的焊縫處，焊縫易沉積腐蝕物質，腐蝕破壞將由縫隙開始延伸逐漸擴大;晶間腐蝕是由金屬表面沿晶界向內部深入，使晶界呈網狀腐蝕，使金屬的強度、塑性下降;氫腐蝕是指在高溫高壓下，氫侵入金屬表面，與某種元素發生化學反應，使金屬被破壞。但無論是均勻腐蝕還是局部腐蝕，發生腐蝕的機理都是一樣的。

2起重機械金屬結構防腐蝕的措施

根據起重機械金屬結構的電化學腐蝕原理，從三個環節和腐蝕的部位來看，必須消除產生腐蝕電池的各種條件，只有防止或破壞腐蝕電池的形成，防止電解溶液在金屬表面沉降和凝結，才能夠防止各種腐蝕介質的侵入，完成金屬結構的防腐過程。

2．1金屬結構表面涂料涂裝法涂料涂裝法利用涂料的屏蔽作用(即達到一定厚度而致密無孔的涂膜能夠把金屬與環境隔離開，阻止腐蝕進程)、緩蝕作用(一些氧化性的顏料與鋼鐵接觸時能夠發生一定的化學反應，形成保護膜，使金屬表面鈍化，提高涂層的保護作用)和電化學保護作用(在涂料中使用活性比鐵高的填料，如鋅，會起到犧牲陽極的保護作用)。在起重機械行業的實踐中，常用的涂料涂裝法有表面鍍層、表面噴涂、表面涂漆。在一般的大氣環境下的金屬結構采用鍍鋅保護法，如鋼絲繩的鍍鋅抗腐蝕(應采用甲級鍍鋅，有酸性氣體的環境要鍍鉛)。在海洋性等潮濕環境中使用鍍鉻保護;對于起重機金屬結構中的鑄鍛件可采用熱噴法保護表面，增加抗腐蝕能力，如減速器外殼采用粉末噴涂加環氧漆的抗腐蝕辦法。對于起重機金屬結構中的主梁、端梁、小車架、卷筒組等必須采用表面涂漆的辦法來防腐蝕。涂漆前應拋丸除銹，為了提高涂層的質量在施工過程中必須注意要嚴格按相關標準除銹等級執行，確保表面清潔度與粗糙度滿足要求。在輕度腐蝕環境使用的起重機，選用耐腐蝕性能一般的鐵紅醇酸底漆和醇酸面漆。對于在中度腐蝕環境或潮濕、多雨地區使用的起重機，選用附著力好、耐酸堿性能好的環氧類底漆和耐水性好、保光保色性好、耐腐蝕性能較好的丙烯酸面漆。

2．2金屬結構表面熱處理保護法

對裸露在大氣環境中的鋼制零部件(開式齒輪、傳動軸、卷筒、鋼制滑輪、法蘭等)可以采用氧化、磷化、鈍化表面處理，提高這些零件的抗腐蝕能力。

2．3加強密封保護法

有目的地封閉環境，盡量隔離腐蝕介質區域，部分或全部消除腐蝕因素。如電器控制柜、電機、減速器、聯軸器節等要加強密封，嚴防灰塵、水和腐蝕介質進入殼體內。

2．4設計合理的結構防腐蝕

設計金屬結構時，避免采用易于積灰、積水及涂料達不到的截面;合理選擇連接方式和焊接方式，盡量減少縫隙的存在，比如鉚接、螺紋連接、搭接焊的金屬接觸面極易造成O2的濃度差形成縫隙腐蝕，要保證接頭不滲透，金屬與非金屬(如橡膠、塑料等)的連接一定要緊密，潮濕的部位要盡量能更換;盡可能采用表面積最小的圓管和方管的管形截面，閉口截面在節點處盡可能封閉，防止水汽侵入，桿件為開口時，開口應朝下［5，6］。

3開發新型防腐蝕起重機的可能性及遇到的問題

20世紀80年代，國內有學者以防爆電動葫蘆做過模擬防腐試驗，采用HF－45A型化工氣體腐蝕試驗箱體構成腐蝕環境，對防爆電動葫蘆在升溫、高溫高濕、降溫、低溫高濕等條件下進行了模擬試驗與測定，并積累了一定的試驗數據和經驗。20世紀90年代，國內的起重機生產廠家主要對金屬結構的部件密封技術做了大量研究工作，試制出了粉塵防爆葫蘆式起重機。近年來，有起重機械生產廠家已經研制出專門的船用電動葫蘆，這些都為我國盡快研制生產新型防腐蝕起重機打下了良好的基礎［1］。目前，國內的起重機械行業還停留在對部分金屬結構表面加強防護措施的階段，還沒有專門的廠家來研制、生產防腐蝕起重機的整機，國家也沒有出臺防腐起重機的相關標準。起重機生產企業缺乏交流，相關配套設備的防腐技術落后，防腐技術的試驗檢測條件也不成熟［7，8］。