隨著我國經濟建設的發展,鋼結構的使用范圍日益廣泛,鋼結構的質量及使用壽命也將越來越受到大家的關注與重視。而在影響鋼結構使用壽命中,涂裝防腐作業作為一個非常重要的環節擺在大家面前。
從鋼結構協會統計的一組數據中可以看出:根據發達國家統計,每年因腐蝕而造成的經濟損失約占國民生產總值的4%,而我國在1980年化工系統對所屬10家企業的調查結果發現,因腐蝕造成的經濟損失相當于總產值的3.94%。
鋼結構的腐蝕不僅會造成企業自身的經濟損失,還會直接影響結構的安全性,所以做好鋼結構的防腐蝕工作,具有深遠的經濟和社會意義。
一、鋼結構防腐現狀
目前,鋼結構的使用方,設計方和施工方等多方面仍然對鋼結構長效防腐的重要性缺乏足夠的重視,依然停留在傳統的防腐技術上,后期維護可能也跟不上。并且,即使是傳統的涂裝防腐,也可能會因為在施工過程中的技術不過關,而造成鋼結構過早的腐蝕或破壞。
現在,對于鋼結構防腐工程的設計與施工均采用質量終身制。且政府對于鋼結構防腐設計與制造提出了明確的壽命要求。因此,鋼結構防腐無論采取何種技術,都必須進行嚴格得質量檢測與監督。
二 、鋼結構防腐范圍
大型鋼結構如橋梁、電視塔、高壓結鐵塔、避雷針鐵塔、海上燈塔、大型水庫閘、供水塔、海上采油設施、罐車、球罐、貯槽、油箱、碳化塔、換熱器、煙囪、集裝箱、艦船船體、海上平臺鋼結構等,都是長期處于海洋大氣、工業大氣腐蝕環境下。
若要鋼結構建(構)筑物長期使用,且不進行大面積的維修,最佳防護方法為長效涂層防護,使用壽命可達20~30年,維修費用較少,并可獲得明顯的經濟效益。
三、鋼結構防腐常用方法
耐候鋼
耐腐蝕性能優于一般結構用鋼的鋼材稱為耐候鋼,一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬,使金屬表面形成保護層,以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結構要好。
熱浸鋅
熱浸鋅是將除銹后的鋼構件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中,使鋼構件表面附著鋅層,5mm以下薄板鋅層厚度得小于65μm,對于較厚薄板鋅層厚度不小于86μm。以此來達到防腐蝕的目的。
這種方法的優點是耐久年限長,生產工業化程度高,質量穩定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中。如大量輸電塔、通訊塔等。以及近年來大量出現的輕鋼結構體系中的壓型鋼板等。
熱噴涂鋁(鋅)復合涂層
這種方法與熱浸鋅防腐蝕效果相當。具體做法是先對鋼構件表面作噴砂除銹,使其表面露出金屬光澤并打毛。再用熱噴涂設備的熱源(乙炔—氧燃燒火焰、電弧、等離子弧等)將不斷送出的鋁(鋅)絲融化,并用壓縮空氣吹附到鋼構件表面,以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴涂層(厚度約80~100μm)。最后用環氧樹脂或氯丁橡膠漆等涂料填充毛細孔,以形成復合涂層。
這種工藝的優點是對構件尺寸適應性強,構件形狀尺寸幾乎不受限制。與熱浸鋅相比,這種方法的工業化程度較低,噴砂噴鋁(鋅)的勞動強度大。
涂層法
涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法。所以用于室內鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構較多。一次成本低,但用于戶外時的維護成本較高。
涂層法的施工的第一步是除銹。優質的涂層依賴于徹底的除銹。所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹,除去所有的銹跡和油污。涂層的選擇要考慮周圍的環境。不同的涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。
陰極保護法
在鋼結構表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結構。
四、鋼結構防腐涂料中的底漆,中間漆和面漆作用和區別
底漆
涂裝配套的第一層,直接與底材接觸,它的要求與作用進行如下:
1)良好的附著力。
底漆需要對底材有較好的附著力,個人認為,底漆的附著力在整個防腐配套各涂層附著力中是最重要的,底漆在防腐涂層的失效中脫落也是最普遍的,當然要排除施工表面處理的因素。
實際中,環氧類底漆一般就是性價比較高的底漆,環氧樹脂結構中包含大量的極性羥基和醚鍵,可以與鄰近的物質界面產生較強的吸附力,使得環氧漆擁有優良的附著力。
2)防腐性能。主要從三個方面體現
(1)屏蔽作用
金屬表面涂覆漆膜后把金屬表面和環境隔開,阻止水、氧、離子透過涂層達到鋼材表面,起到屏蔽作用。防止金屬和水,空氣等腐蝕性物質的接觸而發生腐蝕。這個特點只要是涂料基本都有此功能。
(2)顏料的鈍化、緩蝕作用
顏料是涂料的一個重要的組成部分,防銹顏料與金屬材料表面作用,使其鈍化或生成保護性物質以提高涂層保護作用。在防銹底漆中,經常會使用活性大的防銹顏料,如紅丹和鉻酸鹽等,它們對金屬有一定鈍化作用。因此,緩蝕作用可以彌補屏蔽作用不足。反過來,屏蔽作用也可以防止緩蝕離子的流失,使緩蝕作用持久穩定。
(3)陰極保護作用
在涂料涂層中,如果有比鋼鐵更活潑的金屬(電極電位更低的金屬)粉末,如鋅粉或鋁粉等,它們能對鋼鐵形成犧牲陽極的陰極保護,這樣就能可以使鋼鐵免受腐蝕,類似鍍鋅,生活中常見的鍍鋅鋼材是不是很少會看到其生銹呢?
中間漆
中間漆主要起阻隔作用,增加了腐蝕介質(水汽、氧氣、化學腐蝕性物質等)的侵入底材的難度。因為作為防腐涂層的油漆涂層并不是完全封閉的,經過放大數倍后,就可以發現涂層表面有許多細小的微孔,中間漆涂在底漆上,隔絕底材和水汽和空氣的接觸,保護底材免受氧化反應的作用,同時延長底漆的老化時間,提高底漆的壽命,增加中間漆的厚度可以提高防腐效果,而且還可以降低成本(中間漆的價格相對來說低于底漆和面漆)。
此外,中間層也同樣起到增加附著力和填充作用。涂層整體的厚度主要依賴底漆和中間漆提供。
面漆
面漆是涂裝系統的最后一道涂層,起裝飾和保護作用。
而保護作用是指:油漆的耐污染,耐紫外線,耐化學物質,耐老化,防潮呢性能,所以一般的面漆檢測通常都是具有耐鹽霧,耐人工老化,耐濕熱等項目。這些功能是保護整個防腐體系不失效的原因,因為底漆和中間漆雖然也有這些功能,但是非常有限,一旦沒有了面漆的保護,中間漆和底漆在腐蝕環境中就會很快失效。因此這些功能對于面漆來說,都是非常重要的指標。
五、涂層法施工注意事項
涂層法是目前鋼結構防腐施工中常用的方法,其施工過程應注意以下事項:
(1)鋼構件涂裝后應隔離圍護,防止踏踩。
(2)涂裝后,在4h之內如遇有大風或下雨時,應加以覆蓋,防止粘染塵土和水氣、影響涂層的附著力。
(3)運輸涂裝后的構件時,應注意避免磕碰,避免在地面拖拉,以防涂層損壞。
(4)當氣溫低于5℃時,應選用相應的低溫涂層材料施涂;當氣溫高于40℃時,應停止涂層作業。
(5)當空氣濕度大于85%,或構件表面有結露時,不宜進行涂層作業。
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