鋼結(jié)構(gòu)防腐

大氣環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)受陽光、風(fēng)沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和濕度變化作用，其中大氣中的氧和水分是造成戶外鋼鐵結(jié)構(gòu)腐蝕的重要因素，引起鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的工業(yè)氣體含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等，這些成份雖然含量很小，但對鋼鐵的腐蝕危害都是不可忽視的，其中SO2影響最大，CI2可使金屬表面鈍化膜遭到破壞。這些氣體溶于水中呈酸性，形成酸雨，腐蝕金屬設(shè)施。

海洋大氣的特點(diǎn)是含有大量的鹽，主要是NaCI，鹽顆粒沉降在金屬表面上，由于它具有吸潮性及增大表面液膜的導(dǎo)電作用同時(shí)CI-本身又具有很強(qiáng)的侵蝕性，因而加重了金屬表面的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)離海岸越近腐蝕也越嚴(yán)重，其腐蝕速度比內(nèi)陸大氣中高出許多倍。

鋼結(jié)構(gòu)防腐，通常采取REMAKE金屬基自修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。REMAKE具有阻止金屬基材電化學(xué)腐蝕功效，它能把金屬基面的鐵銹轉(zhuǎn)化為致密的氧化膜對鋼板形成第一道防線。利用活性高的金屬元素陽極犧牲保護(hù)原理，能阻止基材的進(jìn)一步氧化，從而形成第二道防線；

表面隔離涂料具有高效的隔離功能，從而達(dá)到了阻隔外界與金屬基材的直接接觸，完全杜絕了腐蝕的源頭。

金屬基自修復(fù)底面涂料層保護(hù)了REMAKE表面隔離涂料層不會因?yàn)榻饘倩牡难趸鴦兟?，同時(shí)隔離涂料層又減少了底面涂料層中活性金屬元素的損耗，以及氧化膜被破壞的可能，從而達(dá)到對金屬基材的長久保護(hù)。

金屬鋅、鋁具有很大的耐大氣腐蝕的特性。在鋼鐵構(gòu)件上噴鋅或噴鋁，鋅、鋁是負(fù)電位和鋼鐵形成犧牲陽極保護(hù)作用從而使鋼鐵基本得到了保護(hù)。目前用噴鋁涂層來防止工業(yè)大氣、海洋大氣的腐蝕，其特點(diǎn)如下：

（1）噴鋁涂層與鋼鐵基體結(jié)合力牢固、涂層壽命長，長期經(jīng)濟(jì)效益好；

（2）工藝靈活，適用于重要的大型及難維修的鋼鐵結(jié)構(gòu)的長效防護(hù)，可現(xiàn)場施工；

（3）噴鋅或噴鋁涂層加防腐涂料封閉，可大大延長涂層的使用壽命，從理論和實(shí)際應(yīng)用的效果來看，噴鋅或噴鋁的涂層是防腐涂料的最好底層。金屬噴涂層與防腐涂料涂層的復(fù)合涂層的防護(hù)壽命較金屬噴涂層和防腐涂料防護(hù)層二者壽命之和還要長，為單一涂料防護(hù)層壽命的數(shù)倍。

重防腐長效涂料由底漆、中間漆和面漆構(gòu)成。

從長效經(jīng)濟(jì)性考慮，噴鋁涂層最為經(jīng)濟(jì)，但一次性投入大，施工良好的涂層可在10年內(nèi)無需維修。環(huán)氧富鋅底漆 環(huán)氧云鐵中間漆及丙烯酸聚氨酯長效防護(hù)系統(tǒng)具有較佳的經(jīng)濟(jì)性。

大型鋼結(jié)構(gòu)如、避雷針鐵塔、海上燈塔、大型水庫閘、供水塔、海上采油設(shè)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(jié)構(gòu)等，都是長期處于海洋大氣、工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境下。若要長期使用，而不進(jìn)行大面積維修，長效涂層防護(hù)是為前最佳，使用壽命可達(dá)20-30年，維修費(fèi)用少，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

鋼結(jié)構(gòu)防腐防腐材料

1、采用耐候鋼：即耐大氣腐蝕鋼，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可制成不銹鋼。通過加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。

2、金屬覆蓋：鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面，提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。

3、非金屬覆蓋：鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕通常采用表面刷漆、噴涂涂料、搪瓷、塑料等方法。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等，面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。

4、混凝土用鋼筋的防銹：混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等，考慮混凝土的質(zhì)量要求，主要是提高混凝土的密實(shí)度，保證足夠的鋼筋保護(hù)層厚度，限制氯鹽外加劑的摻入量。混凝土中還可摻用阻銹劑?！′摬匿P蝕時(shí)，伴隨體積增大，最嚴(yán)重的可達(dá)原體積的6倍，在鋼筋混凝土中會使周圍的混凝土脹裂。埋入混凝土中的鋼材，由于混凝土的堿性介質(zhì)(新澆混凝土的pH值為12左右)，在鋼材表面形成堿性保護(hù)膜，阻止銹蝕繼續(xù)發(fā)展，故混凝土中的鋼材一般不易銹蝕?！☆A(yù)應(yīng)力鋼筋一般含碳量較高，又多是經(jīng)過變形加工或冷加工的，因而對銹蝕破壞較敏感，特別是高強(qiáng)度熱處理鋼筋，容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以，重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了禁止摻用氯鹽外，還應(yīng)對原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。

鋼結(jié)構(gòu)防腐納米技術(shù)

大型鋼結(jié)構(gòu)是大量基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。橋梁、電站、輸油輸水管道、油氣儲罐、大型生產(chǎn)裝置、船舶、海工結(jié)構(gòu)、塔架及許多大型建筑物均大量采用鋼結(jié)構(gòu)。雖然所用的碳鋼與一些低合金鋼具有很好的力學(xué)性能與合理的價(jià)格，但它們存在著嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕問題。由于具有用量大、壽命要求長的特點(diǎn)，所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各種腐蝕控制方法中，主要選用不同表面處理與施加防腐涂層的方法來對大型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。到目前為止，應(yīng)該說大多情況下防護(hù)效果還遠(yuǎn)不理想，主要是存在由于化學(xué)與力學(xué)失效引起的覆蓋層壽命問題。因此開發(fā)高性能、長壽命、并在新形勢下滿足環(huán)保要求的表面改性a技術(shù)與防腐產(chǎn)品，是一項(xiàng)重要的任務(wù)。而解決這樣的問題，離不開高技術(shù)與新思路和采用。

目前，納米技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)重防腐產(chǎn)品中的應(yīng)用還處于起步階段。國內(nèi)外均少見型產(chǎn)品應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。但普遍認(rèn)為，納米技術(shù)的采用無疑將會給該領(lǐng)域帶來世大的收獲。原因很簡單，因?yàn)榉雷o(hù)所涉及的表面材料與自防護(hù)腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)主要由其微觀結(jié)構(gòu)所決定，這里涉及界面問題，電化學(xué)歷程的改變，傳輸行為、表層材料強(qiáng)度與塑性的變化等。例如，某些各類的納米粒子引入有機(jī)涂層可以增加其抗老化性，無機(jī)涂層的塑性可由于其結(jié)構(gòu)的納米化而改善。

鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)特點(diǎn)

由于腐蝕體系的復(fù)雜多樣化，導(dǎo)致腐蝕控制手段的多樣化。在工業(yè)中使用最多的防腐技術(shù)大致可分為如下幾點(diǎn)：

（1）合理選材：根據(jù)介質(zhì)與使用條件，選擇合適的材料；

（2）陰極保護(hù)：利用電化原理，對構(gòu)件進(jìn)行外加陰極極化以減緩腐蝕；

（3）陽極保護(hù)：對可鈍化體系采用外加陽極電流使構(gòu)件表面致鈍以減緩腐蝕；

(4)介質(zhì)處理：去除促進(jìn)腐蝕的有害成分，調(diào)節(jié)PH值等；

(5)添加緩蝕劑：向介質(zhì)中添加少量減緩腐蝕的物質(zhì)；

（6）金屬表面覆蓋層：噴、襯、滲、鍍、涂上一層耐蝕性金屬或非金屬（有機(jī)或無機(jī)）物質(zhì)以及將金屬進(jìn)行磷化、氧化處理，以降低構(gòu)件腐蝕速度；

（7）防腐設(shè)計(jì)與改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程。

對于一個(gè)具體的腐蝕體系，應(yīng)據(jù)腐蝕原因、效果、施工難易與經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行綜合考慮。對大型鋼結(jié)構(gòu)而言，可以采用的方案也是多種多樣的。但針對它們的使用特點(diǎn)，主要采用選材控制和表面覆蓋進(jìn)行防護(hù)，有時(shí)也常與陰極保護(hù)聯(lián)合使用。以防腐涂料為例，我國每年的用量可能已達(dá)到20萬噸左右，約占涂料總量的10%，而且它們品種繁多，功能各異。

鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、使用中必須解決的重要問題，它牽涉到鋼結(jié)構(gòu)的的耐久性、造價(jià)、使用性能、維護(hù)費(fèi)用等諸多問題。

鋼結(jié)構(gòu)REMAKE防腐施工前要經(jīng)過一些預(yù)處理措施。預(yù)處理手段大體分為手工處理、化學(xué)處理、機(jī)械處理等。所謂化學(xué)處理，顧名思義是利用堿性或酸性溶液，使工件表面的油污及氧化物溶解在堿性或酸性的溶液中，以達(dá)到去除工件表面氧化皮、銹跡及油污的目的。但若時(shí)間控制不當(dāng)，即使加緩蝕劑，也能使鋼材產(chǎn)生過蝕現(xiàn)象。對于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件和有孔的零件，若處理不當(dāng)，浸入孔穴或縫隙中的余酸難以徹底清除，將成為隱患，因此化學(xué)處理適用于對薄板件清理。且化學(xué)物質(zhì)易揮發(fā)，成本高，若化學(xué)排放處理不當(dāng)，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著人們環(huán)保意識的提高，這處理方法正被機(jī)械處理法取代。

鋼結(jié)構(gòu)防腐前期處理

通常采用機(jī)械處理法,主要包括噴丸法和拋丸法。噴丸又分為噴丸和噴砂。用噴丸進(jìn)行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸容易使薄板工件變形，且無法徹底清除油污。清理效果最佳的還應(yīng)是噴砂，適用于工件表面要求較高的清理。拋丸法清理是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進(jìn)行除銹清理的方法。H型鋼構(gòu)件焊接完成后進(jìn)入拋丸除銹封閉空間，可以對鋼構(gòu)件表面的中銹以下程度的表面進(jìn)行拋丸除銹，拋丸除銹工藝除具有除銹作用以外，還可以消除H型鋼構(gòu)件焊接完成以后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，改善鋼構(gòu)件施加荷載后的受力狀態(tài)。采用拋丸除銹設(shè)備，與采用傳統(tǒng)的手工除銹、噴砂除銹相比，具有鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕年限更長、改善構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)的特點(diǎn)。但拋丸受場地限制，在工件內(nèi)表面易產(chǎn)生清理不到的死角，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，葉片等零件磨損快，一次性投入費(fèi)用高。

鋼結(jié)構(gòu)防腐防腐蝕原理

腐蝕電池體系正在作用時(shí)，接入另一電極絲，該電極的電位較負(fù)，這個(gè)時(shí)候原腐蝕電池就與這個(gè)電極就組成了一個(gè)新的宏觀電。從電化學(xué)原理來說，負(fù)的電極就是這個(gè)新電池的陽極，所謂的陰極便是原腐蝕電池。從電解質(zhì)向被保護(hù)體從陽極體提供一個(gè)陰極電流，這時(shí)被保護(hù)體就會進(jìn)行陰極保護(hù)，就會完成陰極保護(hù)。伴隨著陽極材料不斷消耗不斷流出電流，這樣就有了犧牲陽極。

鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕速度頗顯規(guī)律性：

①先快后慢；

②沿?；虺睗癍h(huán)境快；

③重工業(yè)區(qū)是市區(qū)的2倍，是山區(qū)、田園的10倍；

④無防銹層比有防銹層快5倍；

⑤室外為室內(nèi)的4倍。

納米技術(shù)在各種表面改性層與不同用途的涂料中具有廣泛的應(yīng)用前景。這里只針對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕控制的特殊要求進(jìn)行討論。

（1）無機(jī)覆蓋層主體結(jié)構(gòu)納米化：在無機(jī)防腐涂層或表面處理層的情況下，使用某些特殊方法，可以使覆蓋層呈現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)，從而帶來一系列膜層性質(zhì)的變化。通常，覆蓋層在化學(xué)性質(zhì)上相對鋼基體總是惰性的。如要達(dá)到好的防蝕效果與長久不失效，就要求它與基體的結(jié)合強(qiáng)度要高，覆蓋完整，孔隙率與缺陷少，均勻性好，耐沖擊，具有高的強(qiáng)度與一定的韌性。其中韌性與一定的形變能力是重要的。許多情況下無機(jī)涂層失效的主要原因就是它的韌性差。當(dāng)然還有結(jié)合力的總量。納米結(jié)構(gòu)無疑會使無機(jī)覆蓋層的與強(qiáng)度得到改善，從而提高它的抗失效能力。由于形變協(xié)調(diào)性增加，還會提高它與鋼表面的結(jié)合強(qiáng)度。還應(yīng)注意到，一般涂層防腐靠的是它對介質(zhì)的傳輸減緩和界面鍵合的作用，有時(shí)通過合適組分加入，也可有鈍化和陰極保護(hù)作用。對這些作用，層結(jié)納米化也不可避免地帶來有益或無益的影響。

（2）傳統(tǒng)有機(jī)涂料的性能的提升：通過向涂料中添加某些各類的納米粒子形成的納米復(fù)合涂料，可以導(dǎo)致性能的大幅度提高。如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等納米粒子通過對紫外線的散射作用，可以地提高有機(jī)涂料的耐老化性。此外還可用以改善某些各類涂料的流變性、附著力、膜的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、光潔度、耐光性和耐候性等。納米粒子在這些方面的作用，對于鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料與其它用途的涂料來說在本質(zhì)上并無差別。這方面的工作相對較多，但距離在重防腐中得到有效應(yīng)用還有一段路要走。

（3）鋼結(jié)構(gòu)自防護(hù)腐蝕產(chǎn)物形態(tài)控制：耐候鋼相對于碳鋼有較好的耐大氣腐蝕性能，一般不需要表面處理就具有抗蝕性，因而得到廣泛應(yīng)用。原因在于其表面形成的腐蝕產(chǎn)物阻礙了腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，從而保護(hù)了基體。但它也存在腐蝕失效問題。近年研究發(fā)現(xiàn)，通過表面懺悔處理，可以得到更加致密的腐蝕產(chǎn)物層，使防蝕性能得到大幅度提高。研究表明，所得產(chǎn)物具有納米結(jié)構(gòu)。這里的關(guān)鍵是如何能夠有效地人為控制腐蝕產(chǎn)物的形態(tài)。

爐架、儲罐等鋼結(jié)構(gòu)采用人工除銹結(jié)合機(jī)械打磨除銹的方式除去表面的銹層，清潔度要求達(dá)到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB/T8923)規(guī)定的Sa3級；粗糙度要求達(dá)到《涂裝前鋼材表面粗糙度等級的評定(比較樣塊法)》(GB/T13288)規(guī)定的M級。對于不具備除銹的施工現(xiàn)場，表面處理采用鋼絲刷、鏟刀或粗砂紙打磨除銹，但清潔度一定要達(dá)到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB/T8923)規(guī)定的St3級。表面除銹處理的順序一般為先內(nèi)后外；先上后下。

防腐措施

爐架、儲罐等鋼結(jié)構(gòu)的防腐涂裝施工主要采用無氣噴涂或有氣噴涂、刷涂、輥涂等方式進(jìn)行，防腐施工的作業(yè)環(huán)境應(yīng)該寬敞明亮，通風(fēng)情況良好，必要時(shí)應(yīng)具備防雨、防風(fēng)設(shè)施。施工過程中要注意：

1、高空作業(yè)注意安全，要安置好必要的腳手架和腳手板。

2、明顯凹凸不平的焊縫應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊與磨平處理，使之成為圓滑的面。

3、對開孔、自由邊緣、角隅等位置，要進(jìn)行多遍涂刷，保證涂裝涂層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4、施工完成后清理干凈現(xiàn)場。

5、天氣氣溫驟然變化時(shí)應(yīng)暫停施工，天氣氣溫正常后方可再次施工。

6 、涂刷油漆的缺陷修補(bǔ)的具體方法：

在現(xiàn)場施工檢測中發(fā)現(xiàn)不合格的位置，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)的方法是用砂紙或砂輪將漏點(diǎn)或薄涂位置及周 圍輻射5cm區(qū)域的涂裝涂層打毛，再重新涂裝。固化后再次進(jìn)行漏點(diǎn)和厚度檢查，直至合格。

耐高溫及有機(jī)硅工藝

1. 施工材料配比：我國在這個(gè)行業(yè)中還是沒有給出一個(gè)合理的有效的防腐處理方案高溫防腐涂料施工涂料為雙組分包裝，混合比例為A：B=2粉：1，重量比，把液體緩慢倒入粉中，充分混合攪拌后使用，涂層常溫自然固化。涂刷工具：可采用刷子、輥?zhàn)?、刮板或高壓無氣噴涂的方式施工。施工條件:涂料施工溫度在1070℃之間，相對濕度小于60%，通風(fēng)干燥環(huán)境中施工，不要在潮濕、密閉、溫度過高或溫度過低的環(huán)境中施工。

2. 涂刷技術(shù)：爐架耐高溫防腐施工必須采用人工涂刷，這樣才能達(dá)到表層油漆壓實(shí)，防腐性能年限長久些。底漆不能涂刷，耐高溫防腐作用于鋼結(jié)構(gòu)表層上的油漆，耐高溫性要強(qiáng)，厚度不能過厚。

3. 有機(jī)硅耐高溫漆施工工藝（1） 前處理：基材表面必須采用噴砂外理，達(dá)Sa2.5級；

（2） 用稀釋劑擦洗工件表面；

（3） 用專用配套稀釋劑調(diào)節(jié)涂料粘度，稀釋劑采用專用稀釋劑，用量大致為：無氣噴涂——約5%（以涂料重量計(jì)）；空氣噴涂——約15－20%（以涂料重量計(jì)）；刷涂——約10－15%（以涂料重量計(jì)）；

（4） 施工方法：無氣噴涂、空氣噴涂或刷涂。注意：施工時(shí)底材溫度必須高于露點(diǎn)以上3℃，但不得高于60℃；

（5） 涂料固化：施涂完畢，常溫自然固化后投入使用或室溫干燥0.5－1.0小時(shí)，然后置于180－200℃烘 箱中烘烤0. 5小時(shí)，取出降溫待用。

其它施工參數(shù)　密度——約1.08g/cm3；

干膜厚度（一道）25um；濕膜厚度56 um；

閃點(diǎn)－27℃；

涂覆用量－－120 g/m2；

涂裝間隔時(shí)間：8－24小時(shí)/25℃以下，4－8小時(shí)/25℃以上。

涂料貯存期：6個(gè)月。超過此期限，經(jīng)檢驗(yàn)合格仍可使用。

鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料適用于污水、海水、工業(yè)水、汽油、煤油、柴油噴氣燃料、煤氣等儲罐、輸油、輸氣管線、橋梁、網(wǎng)架、電力設(shè)備及各類化工設(shè)備的防腐蝕保護(hù)，還可用于混凝土設(shè)施的腐蝕防護(hù)。