随着我国经济建设的发展,钢结构的使用范围日益广泛,钢结构的质量及使用寿命也将越来越受到大家的关注与重视。而在影响钢结构使用寿命中,涂装防腐作业作为一个非常重要的环节摆在大家面前。
从钢结构协会统计的一组数据中可以看出:根据发达国家统计,每年因腐蚀而造成的经济损失约占国民生产总值的4%,而我国在1980年化工系统对所属10家企业的调查结果发现,因腐蚀造成的经济损失相当于总产值的3.94%。
钢结构的腐蚀不仅会造成企业自身的经济损失,还会直接影响结构的安全性,所以做好钢结构的防腐蚀工作,具有深远的经济和社会意义。
一、钢结构防腐现状
目前,钢结构的使用方,设计方和施工方等多方面仍然对钢结构长效防腐的重要性缺乏足够的重视,依然停留在传统的防腐技术上,后期维护可能也跟不上。并且,即使是传统的涂装防腐,也可能会因为在施工过程中的技术不过关,而造成钢结构过早的腐蚀或破坏。
现在,对于钢结构防腐工程的设计与施工均采用质量终身制。且政府对于钢结构防腐设计与制造提出了明确的寿命要求。因此,钢结构防腐无论采取何种技术,都必须进行严格得质量检测与监督。
二 、钢结构防腐范围
大型钢结构如桥梁、电视塔、高压结铁塔、避雷针铁塔、海上灯塔、大型水库闸、供水塔、海上采油设施、罐车、球罐、贮槽、油箱、碳化塔、换热器、烟囱、集装箱、舰船船体、海上平台钢结构等,都是长期处于海洋大气、工业大气腐蚀环境下。
若要钢结构建(构)筑物长期使用,且不进行大面积的维修,最佳防护方法为长效涂层防护,使用寿命可达20~30年,维修费用较少,并可获得明显的经济效益。
三、钢结构防腐常用方法
耐候钢
耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构要好。
热浸锌
热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,5mm以下薄板锌层厚度得小于65μm,对于较厚薄板锌层厚度不小于86μm。以此来达到防腐蚀的目的。
这种方法的优点是耐久年限长,生产工业化程度高,质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。以及近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。
热喷涂铝(锌)复合涂层
这种方法与热浸锌防腐蚀效果相当。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈,使其表面露出金属光泽并打毛。再用热喷涂设备的热源(乙炔—氧燃烧火焰、电弧、等离子弧等)将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢构件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80~100μm)。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔,以形成复合涂层。
这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强,构件形状尺寸几乎不受限制。与热浸锌相比,这种方法的工业化程度较低,喷砂喷铝(锌)的劳动强度大。
涂层法
涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。一次成本低,但用于户外时的维护成本较高。
涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈,除去所有的锈迹和油污。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。
阴极保护法
在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。
四、钢结构防腐涂料中的底漆,中间漆和面漆作用和区别
底漆
涂装配套的第一层,直接与底材接触,它的要求与作用进行如下:
1)良好的附着力。
底漆需要对底材有较好的附着力,个人认为,底漆的附着力在整个防腐配套各涂层附着力中是最重要的,底漆在防腐涂层的失效中脱落也是最普遍的,当然要排除施工表面处理的因素。
实际中,环氧类底漆一般就是性价比较高的底漆,环氧树脂结构中包含大量的极性羟基和醚键,可以与邻近的物质界面产生较强的吸附力,使得环氧漆拥有优良的附着力。
2)防腐性能。主要从三个方面体现
(1)屏蔽作用
金属表面涂覆漆膜后把金属表面和环境隔开,阻止水、氧、离子透过涂层达到钢材表面,起到屏蔽作用。防止金属和水,空气等腐蚀性物质的接触而发生腐蚀。这个特点只要是涂料基本都有此功能。
(2)颜料的钝化、缓蚀作用
颜料是涂料的一个重要的组成部分,防锈颜料与金属材料表面作用,使其钝化或生成保护性物质以提高涂层保护作用。在防锈底漆中,经常会使用活性大的防锈颜料,如红丹和铬酸盐等,它们对金属有一定钝化作用。因此,缓蚀作用可以弥补屏蔽作用不足。反过来,屏蔽作用也可以防止缓蚀离子的流失,使缓蚀作用持久稳定。
(3)阴极保护作用
在涂料涂层中,如果有比钢铁更活泼的金属(电极电位更低的金属)粉末,如锌粉或铝粉等,它们能对钢铁形成牺牲阳极的阴极保护,这样就能可以使钢铁免受腐蚀,类似镀锌,生活中常见的镀锌钢材是不是很少会看到其生锈呢?
中间漆
中间漆主要起阻隔作用,增加了腐蚀介质(水汽、氧气、化学腐蚀性物质等)的侵入底材的难度。因为作为防腐涂层的油漆涂层并不是完全封闭的,经过放大数倍后,就可以发现涂层表面有许多细小的微孔,中间漆涂在底漆上,隔绝底材和水汽和空气的接触,保护底材免受氧化反应的作用,同时延长底漆的老化时间,提高底漆的寿命,增加中间漆的厚度可以提高防腐效果,而且还可以降低成本(中间漆的价格相对来说低于底漆和面漆)。
此外,中间层也同样起到增加附着力和填充作用。涂层整体的厚度主要依赖底漆和中间漆提供。
面漆
面漆是涂装系统的最后一道涂层,起装饰和保护作用。
而保护作用是指:油漆的耐污染,耐紫外线,耐化学物质,耐老化,防潮呢性能,所以一般的面漆检测通常都是具有耐盐雾,耐人工老化,耐湿热等项目。这些功能是保护整个防腐体系不失效的原因,因为底漆和中间漆虽然也有这些功能,但是非常有限,一旦没有了面漆的保护,中间漆和底漆在腐蚀环境中就会很快失效。因此这些功能对于面漆来说,都是非常重要的指标。
五、涂层法施工注意事项
涂层法是目前钢结构防腐施工中常用的方法,其施工过程应注意以下事项:
(1)钢构件涂装后应隔离围护,防止踏踩。
(2)涂装后,在4h之内如遇有大风或下雨时,应加以覆盖,防止粘染尘土和水气、影响涂层的附着力。
(3)运输涂装后的构件时,应注意避免磕碰,避免在地面拖拉,以防涂层损坏。
(4)当气温低于5℃时,应选用相应的低温涂层材料施涂;当气温高于40℃时,应停止涂层作业。
(5)当空气湿度大于85%,或构件表面有结露时,不宜进行涂层作业。
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