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鋼結(jié)構(gòu)及鋼架長效防腐
2012/8/3 閱讀次數(shù):[4966]
采用噴射除銹,涂環(huán)氧彩色漆、氯化橡膠漆復(fù)合防腐涂層,防腐效果好,壽命長久。
以往,鋼結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架的
防腐
蝕沒有受到應(yīng)有的重視,只采用手工除銹,涂刷一般紅丹底漆和普通油漆,使用半年或一年后,涂層起泡、透銹、脫落,鋼材受到腐蝕,返修十分困難。
防腐層受到破壞是多種因素造成的,其主要原因是涂層材料不耐腐蝕以及涂層施工方法不當(dāng)。
鋼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架長期暴露在空氣中,當(dāng)氣候變化時(shí),空氣的相對濕度超過某一臨界值,在鋼鐵的表面就會形成水膜,這空氣濕度的臨界值與鋼鐵表面狀態(tài)和表面有無吸濕物有關(guān)。 不同表面狀態(tài)的空氣臨界濕度鋼鐵表面狀態(tài)臨界濕度(%)
干凈表面在干凈的空氣中接近100
被二氧化硫處理過的表面80
干凈表面在含0.01%二氧化硫的空氣中70
在3%氯化鈉溶液中浸蝕過的表面55
當(dāng)空氣被污染或在沿海地區(qū)空氣中含鹽時(shí),臨界濕度都很低,鋼鐵表面容易形成水膜。
鋼鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)造成與母材材質(zhì)的差異,焊渣及應(yīng)力都會形成腐蝕電池的陰極和陽極區(qū),尤其是鋼鐵表面除銹不徹底,鋼材表面留有一層軋制的氧化鐵皮。有些人認(rèn)為這氧化皮不是銹,其實(shí)不然,這氧化皮是高溫腐蝕產(chǎn)物,主要是四氧化三鐵,它在含微量鹽的水中,與鋼鐵的電極電位差可達(dá)0.26伏。在水膜中,軋制氧化皮將作為在的陰極,純鋼鐵形成陽極。陽極不斷地被腐蝕,陰極逐漸地?cái)U(kuò)大,銹蝕產(chǎn)物拱破涂層,鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕。
要作好
防腐工程
,達(dá)到長效防腐的效果,必須滿足三項(xiàng)基本要求,即:做好表面處理、選擇高性能材料、達(dá)到一定的涂層厚度。
1、表面處理
表面處理非常重要,同一種油漆,同一種腐蝕環(huán)境,使用拋噴射除銹較手工除銹漆膜壽命可延長三倍到五倍。
應(yīng)清除鋼鐵表面的污物和銹層,尤其是軋制鋼材時(shí)形成的黑氧化皮,它是電化學(xué)腐蝕的陰極,是腐蝕的根源,必須除掉。表面處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到涂裝前鋼材表面預(yù)處理規(guī)范的Sa2.5級。
2、材料選擇
表面涂刷專用防腐漆,仍是目前對鋼結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架防腐的主要手段。防腐漆按保護(hù)功能可分為底漆、中層漆和面漆,各層油漆均有其特性,各負(fù)其責(zé),幾層組合起來,形成復(fù)合涂層,提高防腐性能,延長使用壽命。
2.1 底涂層
2.1.1 富鋅底漆
富鋅底漆是由大量的微細(xì)鋅粉與少量的成膜基料組成。鋅的電化學(xué)活性比鋼鐵高,在受到腐蝕時(shí),有自我犧牲的作用,使鋼鐵被保護(hù)。腐蝕產(chǎn)物氧化鋅又填充了空隙,使涂層更加致密。作為防腐蝕涂裝系列的底漆,一般厚度為30—40微米,太厚易龜裂和剝落。
常用的富鋅底漆有三種:
水玻璃無機(jī)富鋅底漆
五十年前研制的無機(jī)富鋅底漆是以水玻璃為基料,加入鋅粉,混合后涂刷。固化后要用清水沖洗,施工工藝復(fù)雜,工藝條件苛刻,表面處理必須在Sa2.5級以上,另外對環(huán)境溫度、濕度都有要求,形成的涂膜易開裂、脫皮,目前已很少采用。
1994年,我公司承擔(dān)首都機(jī)場四機(jī)位庫鋼結(jié)構(gòu)防腐施工,設(shè)計(jì)部門曾選用過水玻璃無機(jī)富鋅涂料作為底漆層,后因出現(xiàn)涂層開裂,被迫全部清除,改用正硅酸乙酯作基料的無機(jī)富鋅底漆。
醇溶型無機(jī)富鋅底漆
該底漆是以正硅酸乙酯為基料,以酒精為溶劑,經(jīng)部分水解聚合,加入鋅粉混合均勻后涂覆成膜。
有機(jī)富鋅底漆
有機(jī)富鋅底漆是以環(huán)氧樹脂為成膜基料,加入鋅粉,固化形成涂層。
環(huán)氧富鋅底漆不但防腐性能優(yōu)良,而且附著力強(qiáng),并與下道涂層環(huán)氧云鐵中層漆結(jié)合緊密,與其他高性能的中層漆均有良好的粘結(jié)性。主要用于一般大氣中的鋼架結(jié)構(gòu)和石油化工設(shè)備的防腐。
無機(jī)富鋅底漆與環(huán)氧富鋅底漆比較,其各自特點(diǎn)為:
(1)無機(jī)富鋅底漆與鋼鐵有化學(xué)反應(yīng),屬化學(xué)結(jié)合,耐蝕性、耐久性優(yōu)于環(huán)氧富鋅。無機(jī)富鋅表面處理要求較高,要求噴砂除銹至Sa2.5級,而環(huán)氧富鋅為Sa2級。
(2)無機(jī)富鋅耐熱性、耐溶劑性、導(dǎo)電性優(yōu)于環(huán)氧型,但力學(xué)性能比環(huán)氧富鋅低.
(3)環(huán)氧富鋅易與面漆配套,無機(jī)富鋅受到一定限制,涂面漆時(shí)易起泡和剝落。
(4)無機(jī)富鋅施工時(shí)對環(huán)境要求比環(huán)氧富鋅高。
2.1.2 環(huán)氧鐵紅底漆
環(huán)氧鐵紅底漆是分罐裝的雙組份涂料,甲組份(漆料)由環(huán)氧樹脂、氧化鐵紅等防銹顏料、增韌劑、防沉劑等制成,乙組份為固化劑,施工時(shí)按比例調(diào)配。
氧化鐵紅是一種物理性防銹顏料,其性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力強(qiáng)、顆粒細(xì)微、能在漆膜中起到很好的屏蔽作用,有很好的防銹性能。環(huán)氧鐵紅底漆對鋼板及上層環(huán)氧面漆均有很好的粘結(jié)力,常溫干燥快,對上層面漆不滲色,較普遍地用于鋼質(zhì)管道、貯罐、鋼結(jié)構(gòu)防腐工程,作防銹底漆使用。
環(huán)氧鐵紅底漆中含有緩蝕劑,當(dāng)面層漆受到破壞后,底漆緩蝕劑起到鈍化和緩蝕作用,仍可保護(hù)鋼鐵。
2.2 中涂層
中涂漆一般為環(huán)氧云鐵漆和環(huán)氧玻璃鱗片漆或環(huán)氧厚漿漆。
2.2.1 環(huán)氧云鐵漆
環(huán)氧云鐵漆是以環(huán)氧樹脂為基料加入云母氧化鐵制成,云母氧化鐵的微觀結(jié)構(gòu)像片狀云母,其厚度僅為數(shù)微米,而直徑為數(shù)十微米到100微米。它耐高溫、耐堿、耐酸性、無毒,片狀結(jié)構(gòu)可阻止介質(zhì)滲透,增強(qiáng)了
防腐
性能。它收縮率低,表面有粗糙度,是一種優(yōu)良的中層防腐漆。
應(yīng)用實(shí)例如上海南浦大橋:
主橋鋼梁外壁:噴砂除銹Sa2.5級;
層環(huán)氧富鋅漆80微米;
第二層環(huán)氧云鐵漆100微米;
第三層氯化橡膠云鐵漆45微米;
安裝后:第四層氯化橡膠云鐵漆45微米。
2.2.2 環(huán)氧玻璃片漆
環(huán)氧玻璃鱗片漆是以環(huán)氧樹脂為基料,以薄片狀的玻璃鱗片為骨料,再加各種添加劑組成的厚漿型防腐漆。玻璃鱗片厚度僅為2—5微米,片徑為100—3000微米。由于鱗片在涂層中上下多層排列,形成獨(dú)特的屏蔽結(jié)構(gòu)。有以下特點(diǎn):
(1)極優(yōu)良的抗介質(zhì)滲透性;
(2)優(yōu)良的耐磨性;
(3)固化時(shí)收縮小,固化成膜后熱膨脹系數(shù)。
。4)與基體粘結(jié)性好,耐溫度性好;
(5)良好的施工性能,施工方便,易修補(bǔ)。
玻璃鱗片涂料比云鐵涂料有更多的優(yōu)點(diǎn),一般涂一遍可達(dá)150—300微米。日本關(guān)西海上機(jī)場和本洲到四國的跨海大橋的鋼結(jié)構(gòu)都使用環(huán)氧玻璃鱗片涂料,涂層厚度達(dá)到1000微米。
2.3 面涂層
用于面漆層的涂料按其價(jià)位可劃分為三種等級;
。1)普通級為環(huán)氧漆、氯化橡膠漆、氯磺化聚乙烯漆等;
。2)中等級為聚氨酯漆;
。3)高等級為有機(jī)硅改性聚氨酯漆、有機(jī)硅改性丙烯酸面漆、氟涂料等。
環(huán)氧漆經(jīng)化學(xué)固化后,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,涂層致密,有很強(qiáng)的粘接力,很高的機(jī)械性能。它耐酸、堿、鹽,能抵抗多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。在東化公司試驗(yàn)室中,環(huán)氧漆試件浸在硫酸、鹽酸、氫氧化鈉溶液,鹽水和汽油、柴油、原油等16種化學(xué)介質(zhì)中最長已達(dá)15年之久,但仍保持完好,足可證明環(huán)氧漆是一種十分可*的防腐材料。
東化公司生產(chǎn)的環(huán)氧漆中,添加了云母組份,能有交減緩紫外線對環(huán)氧漆表面層的降解粉化,可在室內(nèi)及非曝曬的環(huán)境下使用,其價(jià)格比聚氨酯漆低30%以上。
氯化橡膠漆以氯化橡膠為成膜物,氯化橡膠是用天然橡膠與氯氣反應(yīng)制成,它屬惰性樹脂,成膜后密封性能非常好,水汽、氧氣對漆膜的滲透率極低,而且耐酸、耐堿、耐水、耐氧化劑、耐各種腐蝕性氣體的腐蝕,在用醇酸樹脂改性后,耐侯性好,在使用過程,漆膜理化性能變化很小,可以說是一種經(jīng)濟(jì)耐用的防腐材料。
其它面涂層涂料因價(jià)格較高,使用很不普遍,本文不再詳述。
3、涂層厚度
涂料是防腐蝕的中間材料,必須經(jīng)過涂裝才能形成涂層。如果涂層厚薄不均,鋼材表面的毛刺或錨紡的高峰會露出涂層。如果涂層施工遍數(shù)少,涂層有針孔,水中的氧、氯離子、水分子等會穿過這些薄弱的地方,使鋼鐵生銹腐蝕。腐蝕產(chǎn)物體積膨脹,形成銹包,逐漸擴(kuò)大, 涂層起泡脫落。
為了防止水、氧和電解質(zhì)穿過涂層, 選用幾種高性能的防腐涂料組成一個(gè)加厚的復(fù)合防腐涂層體系,即:重防腐蝕涂層體系。
從公式:T=L2/6D可以看出:使用壽命T與涂層厚度L的平方成正比。增加涂層厚度,能加強(qiáng)涂層的隔離能力,是提高涂層壽命,保護(hù)鋼鐵的有效手段。采用新型的高固體份厚漿涂料,經(jīng)少量次數(shù)的涂裝,可以得到250—500微米的重防腐蝕涂層,而超重防腐蝕涂層厚度可達(dá)1000—2000微米(參考文獻(xiàn):《涂裝技術(shù)實(shí)用手冊》葉揚(yáng)祥)防腐涂層厚度一般最少不低于200微米,厚度要均勻、連續(xù)完整、無針孔。交工前要用測厚儀和電火花檢漏儀檢查,可參照中國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0447-96檢查驗(yàn)收。
4、防腐效果
首都機(jī)場四機(jī)位庫鋼結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架采用噴射除銹達(dá)Sa2.5級,涂刷無機(jī)富鋅為底漆,環(huán)氧彩漆為中層漆,面漆為防火漆。質(zhì)量優(yōu)良,預(yù)計(jì)可使用30年以上。
廈門工程機(jī)械廠采用進(jìn)口環(huán)氧彩色漆。除銹采用拋丸除銹,噴涂環(huán)氧漆,質(zhì)量優(yōu)良
錦西煉化總廠位于錦西化工廠東側(cè),化工廠的氯氣、二氧化硫等強(qiáng)腐蝕性氣體嚴(yán)重腐蝕廠內(nèi)設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)及電纜橋架。橋架是高十米,寬四米的鋼結(jié)構(gòu),全長十余公里,原采用普通油漆,使用過程腐蝕嚴(yán)重。1994年防腐大修采用環(huán)氧彩漆和氯化橡膠漆,至今涂層完好,橋架沒有出現(xiàn)腐蝕。
這種復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)還可用于濕式氣柜、鋼制游泳池、污水處理廠等與水相接觸的鋼設(shè)備及鋼結(jié)構(gòu),均可取得良好的
防腐
效果。
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