即使只有一小塊涂層失效，也會導致腐蝕的發(fā)生，損壞整體結構并最終引起失效。腐蝕，劣化和涂層脫落等涂層失效情況都會造成巨大的修復成本和較長的停工時間，工程師和化學家需要檢查失效的原因以避免可能產生的附加成本。涂層相關的失效問題十分復雜，所以在確定失效的根本原因時會存在許多困難，尤其是當這些原因中既包含力學因素又包含環(huán)境因素。評估涂層失效發(fā)生的主要原因以權衡經濟責任以及了解其失效背后的根本原因是非常關鍵的。因此，充分了解常見的涂層失效種類，發(fā)生原因以及潛在的應對補救措施就顯得十分有必要。

一、什么是涂層失效?

涂層失效

指的是涂料和基體間的粘合強度發(fā)生損失或減少。涂層提前失效是指涂層在未達到其預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重的不利影響。當涂層發(fā)生失效時，需要采取措施來幫助涂層恢復到其能夠發(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)包括保護性涂層無法為基體提供保護，無法提供良好的外觀或起到其他的預期作用。典型的涂層體系能起到多種作用，通常可用作不透水層，為基體提供強有力的保護，在薄層的使用壽命期內始終保持其完整的粘合性并抵抗大氣和化學劣變。涂層經受各種應力應變并能夠繼續(xù)保持其粘合強度的周期時間是由涂層與基體之間的初黏性強度和涂層所處的暴露環(huán)境所決定的。涂層失效開始階段的發(fā)生速度通常較慢，但之后一旦開始，其將迅速蔓延，使得使用昂貴涂層體系的初衷達不到應有的效果。

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。通常來說，涂層失效都是由多種原因綜合引起的，需要通過專業(yè)的調查來確定原因。

涂層失效的后果

涂層失效的發(fā)生可能歸咎于以下因素：涂料的基本配方設計，錯誤的體系規(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問題就是腐蝕缺陷相對來說對表面不會造成太大的傷害，而通過檢查表面下的基體往往能發(fā)現(xiàn)主要的腐蝕缺陷。涂層材料的問題一般被視為是引起涂層失效的主要原因，但事實上大部分的涂層失效都是在涂層施工時未制定或遵守表面處理和底漆施工規(guī)范而發(fā)生的。

例如銹，霉和各種表面污染物未能被正確或完全清除，這就將導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。涂層失效往往會在涂層固化不完全時發(fā)生。此類潛在的影響因素需要經過仔細檢查以確定涂層失效的原因和機理。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)都能被用來確定導致此類涂層失效的原因。涂層失效可能引起嚴重的腐蝕和各種設備、結構的運行問題，從而導致經濟損失。同時，修復被受損涂層的過程也通常危險又復雜。

例如許多油氣項目由于油漆和涂層的過早失效而遭受了巨大損失，包括2011年12月在美國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)生后用于修復該涂層失效所用的花費遠超過原始涂層的施工費用，同時，關閉該天然氣廠的花費也十分巨大。此外，在此事故中，天然氣管道中運輸了大量的危險物質，有關負責人還得為此承擔巨大責任。

二、涂層失效的形式及防護

以下列出了一些涂層失效的形式和防護手段：

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。通過重新調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生大小不一、破損或未破損的突出物或氣泡。進行表面處理時需要格外仔細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生許多形似桔皮的高低凹凸不平的突起物。桔皮可通過改變涂層環(huán)境或溶劑來進行徹底消除，也可通過砂磨和使用新涂層的方式來進行去除。

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而造成的，可通過對目標使用多層涂層來減少其發(fā)生。

崖底侵蝕

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

三、減少用在補救涂層方面的費用

在幾乎任何工程應用中，涂層失效的防護工作都十分重要。引起涂層失效最常見的原因包括涂層體系規(guī)范錯誤，基體制作不良，涂層應用不當，施工人員技術不足以及施工手法存在危險。在涂層失效發(fā)生后，可通過使用適當?shù)男迯痛胧﹣磉M行補救。但補救措施一般都效率不高且費時傷財。因此，防護措施才一直被視為更好的解決方案。

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