[发明专利]涂装钢材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于船舶、海洋结构物、桥梁、各种工厂设备等的钢结构物的涂装钢材。本发明特别是涉及在来自海水或飘来海盐粒子的盐分形成的腐蚀环境下使用的耐久性优异的涂装钢材。

背景技术

作为船舶、海洋结构物、桥梁等曝露在海水中的结构物的结构用构件而使用钢材时，钢材受到海水的腐蚀作用，从而存在因板厚减少和穿孔等导致结构物的强度降低这样的问题。作为这样的因海水造成钢结构物腐蚀的对策，有喷镀、电气防腐、涂装等方法，根据状况实用。

通过喷镀，在钢材表面形成环境隔断性高的被覆层，或形成具有牺牲防腐性的被覆层的方法，作为防腐法比较有效。但是，喷镀皮膜中通常内在的气孔和因施工时的温度变化而产生的裂缝等成为起点，有防腐性在早期劣化的情况。因此，需要定期性地实施喷镀皮膜的损伤状况的检查和损伤部的修补这样的维护，但是在需要搭建脚手架的高处、海中或结构上复杂的部位，多有维护花费巨大成本，或维护困难的情况。另外，在喷镀施工时的热影响下，也有母材的钢材的强度和韧性降低的情况，能够有效地、经济地实用喷镀的结构物受到限制。

电气防腐中，有由直流电源装置流出防腐电流的外部电源方式，和将离子化倾向比母材的钢铁高的金属(Al、Zn、Mg等)与母材连接的流电阳极方式，被实用于海水中的防腐。这样的电气防腐法，在被海水完全浸渍的部位有效，但在海上气相部这样的没有被海水完全浸渍的部位，电气防腐则无法发挥作用，母材的钢材在海上露出时等情况下，会受到由海水的飞沫造成的剧烈的腐蚀。

关于涂装，以环氧树脂系为中心，除此以外，还可实用的有氯化橡胶系、丙烯酸树脂系、聚氨酯树脂系和氟树脂系等的各种各样的防腐涂料。也有根据环境使用最佳的涂装系，使其多层化进行使用的情况。涂装其施工比较容易，是能够大范围实用的防腐技术。但是，涂膜存在因紫外线造成经时劣化，和一些外来的机械的作用导致损伤的情况，在涂膜缺陷部，钢材的腐蚀进展。因此多有如下课题，即，涂装与喷镀一样，也需要定期的检査和修补，会像上述这样多存在维护成本大，维护困难的情况。

此外近年来，在钢材的表面形成致密的锈层的新的防腐技术得到研究。例如，如专利文献1等提出，为了对钢板进一步赋予涂装后的耐腐蚀性，而实施Zn或以Zn为基体，并含有Ni、Fe、Co、Cr、Mn、Ti、Mo、Si、Al的金属或氧化物的一种或二种以上作为合金或分散粒子的镀覆。在此方法中，借助镀覆的牺牲防腐作用而有助于耐腐蚀性，但在基底的腐蚀时，利用存在于Zn基体中的成分与Ni、P等的扩散层成分的协同效果，对基底铁的锈稳定化、致密化也显示出效果。

另外，如专利文献2等提出有一种技术，其通过调整钢材的化学成分，特别是使Fe₃O₄微细化，形成致密的锈层，从而使船舶压载舱的涂装耐腐蚀性提高。这时通过锌底漆的涂布来促进耐腐蚀性优异的锈形成，但并非必须。通过这样的材料与表面处理的组合，防腐性提高，在某种程度上能够取得修补之前的寿命延长以及减轻修补。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平07－292436号公报

【专利文献2】日本特开2013－256701号公报

近年来，从保护地球环境的观点出发，作为清洁能源的海洋上的风力发电、波浪发电、潮汐海流发电、温差发电、太阳能发电等的发电技术的开发被推进。也可以设想到的可能性是，其使用环境条件相比现有结构物的海滨、海水环境而具有更严酷的腐蚀性，可以想到防腐状态的检查和修补等的维护作业有困难。

利用以上这样的技术，能够一定程度地确保海水腐蚀环境下的防腐性、耐腐蚀性，但还说不上是充分的状态，而是要求性能的进一步提高。特别是在包含防腐状态的检查和修补难以进行的部位的结构物中，从提高安全性和降低维护负担等的观点出发，对防腐寿命延长的需求高涨。

发明内容

本发明想要解决上述的问题而形成，其课题在于，提供一种涂装钢材，其在海水腐蚀环境下、或以飘来海盐粒子为主因的腐蚀环境下作为结构物的结构用构件使用时，来自涂膜缺陷部的腐蚀造成的涂膜缺陷的进展和钢材的板厚衰耗难以进行。

在本发明的涂膜钢材中，在基体钢材与涂膜之间，形成调整过浓度的含有Zn、Cl、O、C的物质所构成的界面层，使基体钢材的表面粗糙度最佳化，由此防止氯离子和氧等的腐蚀性物质的浸透。