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          產品應用

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          常用的鋼結構防腐涂層配套方法

          文章發布于:2023-09-12 作者:昂威涂料 瀏覽次數:

          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以下薄板鋅層厚度不小于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。

          一、前言

          鋼結構的防腐方式有防腐蝕涂料;各種工藝形成的鋅、鋁等金屬保護層;陰極保護措施;耐候鋼;上述防腐方案的組合。
          根據《工業建筑防腐蝕設計標準》GB/T 50046-2018第3.3.3條,防護層的設計使用年限應符合下列規定:
          1、低使用年限,使用年限應為2年~5年;
          2、中使用年限,使用年限應為6年~10年;
          3、長使用年限,使用年限應為11年~15年;
          4、超長使用年限,使用年限應為15年以上。
          在設計上,首先應采取以下方式控制鋼結構腐蝕:
          1、排水設計:不應在戶外鋼結構上出現可積水區域,否則積水區域一定會加快腐蝕速度。例如H型鋼截面墻軸沿水平向放置的時候,就會有形成積水區域的隱患;閉口截面端頭需設置端封板,桿件上開孔的時候需采取足夠的措施。
          2、邊角設計:邊角處不應出現利角,應將其打磨平滑,否則此處將最先出現銹蝕。
          3、避免雙金屬設計:應盡量避免兩種不同的金屬直接接觸,如鐵管和銅連接器,此時由于電位差的存在,鐵管會加速腐蝕。同樣,應減少鉚接,否則也會加速腐蝕。
          4、焊接設計:焊接時應滿焊,不應點焊,并且應將其表面打磨平滑,除去所有飛濺的焊渣,否則將不可避免地加速腐蝕。

          在上述設計措施基礎上,再使用防腐蝕涂料,就可以達到比較理想的防腐蝕效果。

          二、防腐蝕涂料

          防腐蝕涂料(油漆)是最常見的鋼結構防腐方式。新建鋼結構設計使用年限一般為50年,在其服役期內,需要更新幾次防腐蝕涂層。在一般的鋼結構設計設計總說明里面,都會寫明底漆、中間漆及面漆三項要求。那究竟這“三漆”有何講究?底漆是指直接涂到物體表面作為面漆堅實基礎的涂料,是油漆系統的第一層,用于提高面漆的附著力、增加面漆的豐滿度、提供抗堿性、提供防腐功能等,同時可以保證面漆的均勻吸收,使油漆系統發揮最佳效果。底漆主要直接噴涂用于在表面拋丸或者其他方式處理過的鋼材表面,主要是起到封閉鋼材、增加附著力、填平這三種作用。中間漆主要起到增加涂層的總體厚度,提高整個涂層的防腐性能。涂層的防腐性能有時依賴于整個涂層系統的總體膜厚,有些功能性底漆不宜太厚,而面漆的成本又相對較高,所以合理使用中間漆,可以保證整體膜厚又可以減少面漆的用量,降低配套成本。目前通常將中間漆制成高固體分厚膜型涂料,可以采用無氣噴涂的方法,涂裝一到兩次就能達到所需要的厚膜效果。面漆的作用主要還是裝飾和保護作用,一般面漆中成膜物質含量比較高,填料較少。
          根據GB/T50046-2018第5.2.3條,鋼結構的表面防護宜符合下表規定。

          防腐蝕涂層最小厚度(μm)

          防護層使用年限(年)

          強腐蝕

          中腐蝕

          弱腐蝕

          320

          280

          240

          >15

          280

          240

          200

          11~15

          240

          200

          160

          6~10

          200

          160

          120

          2~5

          國內外鋼結構橋梁通常采用“底涂+中涂+面涂”的防腐體系,底涂材料分為金屬噴涂和涂料重防腐。而金屬噴涂的材料又分為鋅、鋁、鋅鋁合金等。重防腐底涂材料也分為無機富鋅涂料和環氧富鋅涂料等。中涂多采用環氧云鐵涂料,面涂材料分為苯烯酸聚氨酯涂料、硅氧烷涂料及氟碳涂料等。

          三、各種油漆門道

          鋼結構常見的底漆有醇酸防銹漆(普通防銹漆)、無機富鋅底漆、環氧富鋅底漆、高氯化聚乙烯底漆(用于耐酸堿化工行業鋼結構)、環氧煤瀝青底漆(用于地下鋼結構)。鋼結構常見的中間漆有環氧云鐵中間漆、高氯化聚乙烯中間漆、環氧煤瀝青中間漆等。鋼結構常見的面漆有丙烯酸漆氟碳漆等。醇酸防銹漆(普通防銹漆)就是我們常見的紅通通的那種油漆,僅能夠配套醇酸磁漆、調和漆等普通油漆,用于腐蝕不嚴重、外觀及防腐要求不高的涂裝領域,僅在普通大氣環境下有著較好的防銹效果,不宜用于化工、海邊、高耐候要求的涂裝領域。它在涂裝前對鋼結構的表面處理要求較低,鋼結構表面動力除銹、手工打磨至St2級別即可正常涂裝。無機富氧底漆(一般配套環氧云鐵中間漆及各種高性能的雙組份面漆),具有電化學防銹防腐、緩蝕等多重防銹效果,耐鹽霧、耐溶劑、耐堿、耐油。該漆耐高溫,可作為高溫管道的防銹底漆使用。環氧富鋅底漆,作重防腐涂層的配套底漆,有陰極保護作用,適用于儲罐、集裝箱、鋼結構、鋼管、海洋平臺、船舶、海港設施以及惡劣防腐蝕環境的底涂層等。
           
           

          在鋼結構、橋梁重防腐體系中,中間漆通常選用環氧云鐵中間漆,盡管它也可以作為防銹底漆使用。環氧云鐵中間漆(底漆)是以灰色云母氧化鐵為顏料,以環氧樹脂為基料,聚酰胺樹脂為固化劑等組成二罐裝冷固化環氧涂料。由于云母氧化鐵及環氧樹脂的優越性能,漆膜堅韌,具有良好的附著力、柔韌性、耐磨性和封閉性能等。環氧云鐵漆一般作為中層漆使用,與環氧富鋅底漆配套使用,可增強涂層之間的封閉性和防腐性能。在很多大型鋼鐵防銹防腐項目中都會見到環氧云鐵中間漆的身影。不僅能夠提高防銹效果,還能節約成本。環氧云鐵中間漆是一款性價比非常高的油漆。

          四、關于涂裝的強條

          根據《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205-2020,第13.2.3條防腐涂料、涂裝遍數、涂裝間隔、涂層厚度均應滿足設計文件、涂料產品標準的要求。當設計對涂層厚度無要求時,涂層干漆膜總厚度:室外不應小于150μm,室內不應小于125μm。

          檢查數量:按照構件數抽查10%,且同類構件不應少于3件。

          檢驗方法:用干漆膜測厚儀檢查。每個構件檢測5處,每處的數值為3個相距50mm測點涂層干漆膜厚度的平均值。漆膜厚度的允許偏差應為-25μm。

          五、關于涂裝的檢測(依據規范《鋼結構現場所檢測技術標準 GB-T/50621-2010》)

          5.1 防腐涂層厚度的檢測:

          可采用涂層測厚儀進行檢測,最大量程不應小于1200μm,最小分辨率不應大于2μm,示值相對誤差不應大于3%。同一構件應檢測5處,每處的數值為3個相距50mm的測點涂層厚度的平均值。

          鋼結構涂裝現場檢測
          鋼結構涂裝現場檢測

          5.2 防腐涂層厚度:

          1)每處3個測點的涂層厚度平均值不應小于設計厚度的85%,同一構件上15個測點的涂層厚度平均值不應小于設計厚度;

          2)設計對涂層厚度無要求時,涂層干漆膜總厚度:室外應為150μm,室內應為125μm,其允許偏差應為-25μm。

          六、一些關于防腐蝕和防腐的數據

          • 研究表明,P、Cu、Cr和Al等元素對鋼的耐腐蝕性有利,Ni、Si、Mo、Co、Be等次之,而C、Mn、S等助長腐蝕。

          •  

            根據學者在美國基爾海濱試驗的鋼樁5年后的腐蝕情況,計算得到的未經涂層保護的鋼材腐蝕速率見下表。

           

          腐蝕速率mm/年

          耐海水腐蝕鋼

          碳素鋼

          海洋大氣區

          0.04~0.05

          0.10~0.30

          飛濺區

          0.10~0.15

          0.30~0.50

          潮差區

          0.05~0.10

          0.05~0.10

          全浸區

          0.15~0.20

          0.20~0.25

          海泥區

          0.04~0.06

          0.05~0.10

           

          以下技術參數,摘錄自《工業建筑防腐蝕設計標準》GB/T50046-2018




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