一，概述
由于钢结构长期暴露于各种大气（包括海洋，工业城市，田野，矿山）和不同的水质介质中，因此它们都受到不同程度的腐蚀。据了解，全世界每年生产的钢铁中约有十分之一会生锈，并且约有30％的钢铁设备会因腐蚀而失效。在工业发达国家，金属腐蚀造成的直接经济损失每年占国民经济总产值的2-4％，我国在这一领域的损失每年也达数千亿元。
超音速电弧喷涂热喷涂锌，铝及其合金涂层，再加上密封处理，可以制备长期的保护性复合涂层。有效保护期一般最长为20-30年，而国外记录的最长有效期长达60年。随着我国电弧喷涂热喷涂技术的发展和完善，锌，铝等合金涂料将逐步取代传统的喷涂工艺。在某些领域，超音速电弧喷涂热喷涂锌和铝涂层也将取代大多数的热浸镀锌工艺。在此，以超声热喷涂锌铝涂层为例，简要介绍长期防腐工艺的性能。
二，锌铝长效保护性复合涂料的性能
1.锌和铝涂层的保护机理
研究表明，由于钢在大气和水介质中的电化学腐蚀而没有保护措施，碳钢的平均腐蚀速率比锌高5-20倍，比铝高40-100倍。当使用普通涂料进行保护时，由于涂料与钢基材的粘合强度低，抗侵蚀性和颗粒磨损能力低以及使用过程中的老化和变质，通常容易引起局部涂层损失和剥落，从而会导致钢质基材生锈，从而导致涂料层起泡并大面积脱落，从而导致防护在短时间内失效。
超音速电弧喷涂热喷涂锌铝复合涂层对钢质基材具有双重保护作用。
一方面，密封处理后的涂层可以起到物理覆盖作用。将钢与水和空气等腐蚀性介质隔离，起到保护作用；另一方面，当涂层有气孔，裂纹或损坏时，锌和铝的电化学性能相对活跃，电极电势低于钢。在形成腐蚀电池时，锌或铝为负电极。铁是正极。锌和铝会失去电子，并变成离子进入电解液并被腐蚀。自由电子流向钢，使钢极化并受到保护。
铝是一种非常活泼的金属，很容易与氧气结合形成致密而坚硬的氧化保护层，从而有效地防止了铝涂层的进一步氧化。此外，在喷涂过程中，铝会变成带负电的活化态，从而可以更好地对钢基材进行阴极保护。
喷涂后，使用低粘度涂料，密封涂料并添加一层或两层面漆，成为金属基复合涂料，这将进一步显着提高涂料的防腐能力并延长保护期。
由于在超音速电弧喷涂（热喷涂）过程中，锌或铝以熔融液体的形式喷涂在粗糙的钢表面上，因此它以更大的热能熔化，而热能比有机涂层更易被氧化。此外，在喷涂过程中，铝会变成带负电的活化态，从而可以更好地对钢基材进行阴极保护。
喷涂后，使用低粘度涂料，密封涂料并添加一层或两层面漆，以形成金属基复合涂料，这将进一步显着提高涂料的防护能力并延长防护期。
2.超音速电弧喷涂锌铝涂层的特性
钢结构部件由喷涂的锌和铝涂层以及封闭涂层保护，以形成长期的保护性复合涂层。与一般的有机涂料相比，它具有以下突出的特点：
（1）保护期长：喷涂锌，喷涂铝复合涂料，保护有效期一般可达20-30年，国外大气中最长的有效期是创纪录的60年，而有机的保护期涂层一般为3-8年。
（2）粘接强度高于有机涂层，达到2-3kgf / mm2。
（3）耐高温性：喷涂的铝涂层经扩散处理后可在900°C的高温下抗氧化；锌涂层还可以承受450°C的温度。
（4）没有老化和劣化的问题。
（5）良好的耐磨性，耐侵蚀性和耐刮擦性。
３、喷锌、喷铝涂层的比较
喷锌涂层是国外应用最早的一种阴极保护涂层，６０年代以前长效防护大部分采用喷锌涂层。但是由于（１）锌层是一种牺牲阳极材料，因此喷锌涂层的防腐速率比喷铝涂层高，其耐蚀期与厚度成正比，要达到长效防蚀、喷锌涂层应有一定厚度；（２）锌的密度（7.09/cm3）。比铝（2.7cm3）高2.6倍，因此喷涂相同厚度的涂层，锌的消耗量是铝的2.6倍。国外资料报道，喷涂等效涂层厚度的情况下，锌比铝涂层成本贵一倍；（３）喷锌所形成的ZnO粉尘对人体呼吸道有危害；（４）喷锌时由于空气中CO含量不足，不能形成稳定的ZnCO3保护膜，而易疏松的Zn(OH)2，在锌涂层上产生许多“白锈”，腐蚀率升高；（５）由于工业区大气、城市大气中SO2含量较高，使雨水酸度增加，也能破坏ZnCO3膜的稳定性，使锌涂层腐蚀速率加快。
随着新型电弧丝材喷涂技术的发展，目前国际上大型钢铁构件广泛采用喷铝长效防护涂层。喷锌涂层除继续在乡村大气、谈水和偏碱性气氛中使用外、正逐渐被喷铝涂层所代替。
喷锌、喷铝涂层腐蚀速率与其使用环境介质的PH值密切相关。一般来说，喷锌涂层用于弱碱性条件下为好，喷铝涂层最好用于中性或酸性条件下。
三、超音速电弧喷涂锌、铝复合层国内应用典型实例：
（１）１９２０年，法国巴黎附近的圣·吉尼船闸采用喷锌防护，１９５２年进行检查，喷涂涂层完好。
（２）１９３６年，美国在KAW河大桥钢结构上喷涂２５０um厚的锌涂层，１９７５年检查涂层完好。
（３）１９３９年，英国北威尔士麦奈海峡公路桥悬挂链及部分钢结构件喷锌防护，钢结构一直保持极好状态。
（４）美国格兰维奇市一座天然汽化工厂的净化装置，采用钢结构上喷涂１３０um厚的铝涂层，３０年后仍然保持完好。
（５）我国淮南电厂的２６４座输电塔，１９５２年对其上半部分采用喷锌防护，涂层至今仍完好。
（６）江苏三河６３孔钢制水闸门，１９６６年采用喷锌涂层防护，已使用２８年涂层完好。
