重防腐涂料對(duì)冶金工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)重要性的討論

王占彪

摘 要：在冶金工業(yè)日常生產(chǎn)中，惡劣的環(huán)境條件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕程度很大，直接影響到生產(chǎn)成本及正常使用。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行重防腐施工處理是結(jié)構(gòu)正常使用的關(guān)鍵所在。具體措施有：按標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)鋼材表層進(jìn)行預(yù)處理；涂裝2道或2道以上底漆減少水汽滲透率，減少針孔發(fā)生的概率；涂裝中間漆、面漆時(shí)的注意事項(xiàng)及施工方法；采取對(duì)相應(yīng)指標(biāo)的檢測(cè)等等。

關(guān)鍵詞：重防腐涂料 冶金 鋼結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0091-02

在冶金工業(yè)中，鋼的優(yōu)點(diǎn)有很多，其包括它本身制作上比較簡(jiǎn)便，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高，塑性與韌性上也比較好，同時(shí)自重很輕，在施工時(shí)周期很短，且它適用于跨度比較大、高度比較高、承載比較重的結(jié)構(gòu)等，故使用比較廣泛。但由于其自身的耐銹蝕和耐腐蝕性很差，在后期的維護(hù)處理存在很大的困難，根據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失很大，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。并且在生產(chǎn)環(huán)境不佳的冶金車間中，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕是最重的，為了減緩鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，增加其使用年限，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮選用重防腐涂料，其維護(hù)費(fèi)用少，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

1 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕主要原因

1.1 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕按腐蝕機(jī)理（溫度）大致分為2類

（1）常溫下（100 ℃以下）鋼材的腐蝕機(jī)理。

鋼鐵在常溫的情況下，其腐蝕現(xiàn)象主要是電化學(xué)的腐蝕。在常溫的大氣環(huán)境中，鋼材的使用就會(huì)受到大氣中的氧、水分和其它污染物（如鋼材的銹層、焊渣和表面污物）的作用而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)鋼材在大氣相對(duì)濕度在60%以下時(shí)，其腐蝕是很輕微的；但是相對(duì)濕度加到某一定數(shù)值時(shí)，其腐蝕度就會(huì)升高，而這數(shù)值則被稱之為臨界濕度。而鋼材的臨界濕度在常溫下為60%～70%。

鋼材在沿海地區(qū)的空氣中含有鹽分時(shí)，其臨界濕度就會(huì)很低，同時(shí)當(dāng)空氣受到污染時(shí)，其臨界濕度也會(huì)很低，而這樣就會(huì)使鋼材表面形成水膜。此時(shí)，以鋼結(jié)構(gòu)的母材構(gòu)件作為陽(yáng)極，以鋼材上的焊渣、未處理干凈的銹層作為陰極，同時(shí)在水膜中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。故而，吸附在鋼材表面中的大氣層水分所形成的水膜就是促使鋼材腐蝕的原因；其中大氣中的污染物和相對(duì)濕度是影響腐蝕程度的重要因素。

（2）高溫下（100 ℃以上）鋼材的腐蝕機(jī)理。

在高溫下，鋼鐵的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕。并且在高溫狀態(tài)下，水分會(huì)以氣態(tài)存在，而電化學(xué)的作用就會(huì)變小，作為次要因素存在。金屬與O2、Cl2、H2S、SO2等干燥氣體接觸，表面就會(huì)生成相應(yīng)的氯化物、硫化物、氧化物，并形成了對(duì)鋼材化學(xué)腐蝕。

1.2 施工過程中鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因

（1）防腐涂料的選用。

實(shí)際施工過程中采用不合格的防腐產(chǎn)品、不能正確配套、涂裝厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求以及施工條件的不合適等等，都是造成鋼結(jié)構(gòu)表面涂層失效的因素。而在噴涂裝過程中不按照操作規(guī)程和使用指南要求控制時(shí)間間隔，上道涂料未干，便進(jìn)行下道工序，極容易造成涂層的開裂，是導(dǎo)致涂層失效的另一個(gè)主要原因。

（2）鋼構(gòu)件基層的預(yù)處理。

鋼材基層的預(yù)處理選擇不當(dāng)是表面涂層失效的一個(gè)重要影響因素，而涂層失效又是大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)基層預(yù)處理是相當(dāng)重要的。

鋼結(jié)構(gòu)基層預(yù)處理主要包括：人工除銹、酸洗除銹、噴丸（砂）除銹、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射流控制真空除銹、激光除銹銹等，不同的基層處理方法與鋼材的最終防腐蝕有直接關(guān)系。

（3）鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸、安裝過程。

鋼材加工后到出廠之前，構(gòu)件表面會(huì)不可避免的沾有油污、水分、灰塵等污染物以及存在毛刺、氧化鐵皮、銹層等表面缺陷。而在其運(yùn)輸及安裝過程中由于沒有相應(yīng)保護(hù)措施，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)表面涂層損壞，鋼材很快就會(huì)被腐蝕，所以鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸、安裝過程也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2 重防腐涂料施工過程中的注意事項(xiàng)

2.1 基層處理：（噴射除銹）

（1）噴射除銹在密閉的環(huán)境中進(jìn)行，要求現(xiàn)場(chǎng)圍護(hù)起來。噴砂前應(yīng)先清除干凈金屬表面的焊渣、毛刺和焊接飛濺物。

（2）鋼結(jié)構(gòu)要放在鋼架（馬鐙）上施工?？諝鈮嚎s機(jī)的壓力保持在0.5～0.6 Mpa，噴嘴直徑為6～8 mm，噴射角度為35°～70°，噴嘴距離金屬表面為100～200 mm。

（3）噴射相對(duì)濕度不大于85%，或控制鋼材表面溫度高于空氣露點(diǎn)3 ℃以上，濕度過大，鋼材表面和金屬磨料易生銹。

（4）除銹后的金屬表面必須采用干燥的壓縮空氣或毛刷將銹塵和殘余磨料清除干凈后方可進(jìn)行下道工序。

（5）金屬表面的除銹等級(jí)，噴石英砂處理后達(dá)到Sa2.5級(jí)。其外觀檢查要求為：非常徹底地除銹，鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物。任何殘留的痕跡應(yīng)僅是點(diǎn)狀或條狀的輕微色斑。

（6）嚴(yán)格控制除銹后的涂裝時(shí)間，應(yīng)當(dāng)在除銹結(jié)束后4～6 h內(nèi)馬上進(jìn)行涂裝，超出此時(shí)間需重新處理，以免受到外界環(huán)境侵蝕，影響最終的涂裝質(zhì)量。鋼構(gòu)件制作前，應(yīng)對(duì)構(gòu)件隱蔽部位、結(jié)構(gòu)夾層難以除銹的部位，提前除銹，提前涂刷。

2.2 鋼材涂裝的質(zhì)量控制

其中重防腐涂料使用的目的就是對(duì)鋼材表面進(jìn)行保護(hù)，以免受到外界環(huán)境的影響，同時(shí)使得鋼材使用壽命得以延長(zhǎng)。其機(jī)理就是使防腐涂料中的成膜劑和顏料形成致命的防銹涂層，且不受到外機(jī)影響，保護(hù)不是腐蝕延長(zhǎng)鋼材的腐蝕時(shí)間。當(dāng)前，我國(guó)的防腐涂料技術(shù)已成熟，質(zhì)量已達(dá)到技術(shù)要求。而提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐水平，則需要在施工質(zhì)量上采取有效措施。在冶金工業(yè)中，重度腐蝕地區(qū)的涂料要有耐高溫、耐酸、耐堿、耐油、耐水的性能更為重要，必須根據(jù)實(shí)際情況選擇。

（1）選擇合適的涂料。endprint

在鋼結(jié)構(gòu)廠房中的中重防腐料主要使用的是氯化橡膠、氯磺化聚乙烯、玻璃鱗片、環(huán)氧樹脂自流平等等涂料類型，同時(shí)還要選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的涂料產(chǎn)品，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，濱江有出廠合格證。

涂料的正確配套使用要考慮充分，而涂料中大部分是以有機(jī)膠狀物質(zhì)為基礎(chǔ)料，每涂成一層涂料就會(huì)結(jié)成薄膜，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生較小的微孔，腐蝕介質(zhì)就會(huì)通過微孔侵入鋼鐵。因此，在施工時(shí)，涂料都會(huì)多涂幾層，目的就是將微孔降低。面漆和底漆這兩者之前具有良好的適應(yīng)性能。例如：鐵紅醇酸底漆、磷化底漆這兩項(xiàng)與過濾乙烯漆進(jìn)行配套使用，才能出現(xiàn)很好的效果，而不能與底漆配套使用的，主要因?yàn)槭且蚁┢嶂芯哂袕?qiáng)溶劑，就破壞底漆漆膜。故而，防腐涂料中的，面漆、底漆、中間漆必須配套用，不僅考慮鋼結(jié)構(gòu)的耐久性、經(jīng)濟(jì)性，還要考慮施工中的速度、毒性、穩(wěn)定以及溫度條件等。

在重防腐蝕系統(tǒng)中，中間漆的主要作用是增加涂層的厚度提高整個(gè)涂層系統(tǒng)的屏蔽作用，最常用的中間漆是環(huán)氧云鐵中間漆。

（2）選擇正確的涂裝工藝。

鋼結(jié)構(gòu)的涂裝方法有噴涂、輥涂、高壓無空氣噴涂以及刷涂等，而每一種涂裝方法都有各種的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及相應(yīng)的適用范圍，根據(jù)耐久性和經(jīng)濟(jì)性以及施工過程在的穩(wěn)定性、速度、毒性等要在溫度條件要靈活選擇，對(duì)于大型鋼材結(jié)構(gòu)來說，最為合理的選擇是高壓無空氣噴涂，因?yàn)槭浅赡べ|(zhì)量很好，涂料的利用率很高，有很好的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)。

（3）控制涂裝時(shí)間間隔。

鋼材的涂裝時(shí)間間隔的控制主要是鋼構(gòu)件基層處理后底漆涂刷間隔時(shí)間、涂料覆涂間隔時(shí)間。

鋼構(gòu)件基層處理后在空氣中暴露時(shí)間越長(zhǎng)，金屬表面的金屬活性就越低，涂層的附著強(qiáng)度也就隨之下降。因此，在鋼構(gòu)件涂裝后，在4 h之內(nèi)如遇有大風(fēng)或下雨時(shí)，應(yīng)加以覆蓋，防止粘染塵土和水氣、影響涂層的附著力。綜上所述，噴砂除銹后涂覆第一道底漆的間隔時(shí)間不宜過長(zhǎng)，一般控制在4小時(shí)以內(nèi)。

（4）控制漆膜合適的厚度。

要使鋼材達(dá)到良好的防腐效果，在選擇合適、高性能涂料的同時(shí)，對(duì)于涂料的厚度亦有一定的要求。如果涂層厚度薄或不均勻，鋼材表面毛刺的高峰會(huì)露出涂層，涂層就會(huì)有針孔，這時(shí)水中的氧、氯離子、水分子等會(huì)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，最后涂層起泡脫落。如果涂層過厚，雖然可增強(qiáng)防護(hù)能力，但附著力和機(jī)械性能都要降低，而且要增加費(fèi)用。只有厚度要均勻、連續(xù)完整、無針孔，才能取得良好的防腐效果。漆膜厚度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或相關(guān)規(guī)范施工。涂裝完成后應(yīng)進(jìn)行漆膜厚度的測(cè)定，保證工程施工質(zhì)量。

（5）控制環(huán)境因素。

涂裝作業(yè)宜在廠房或車間內(nèi)進(jìn)行，露天防腐施工作業(yè)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)奶鞖?，大風(fēng)、遇雨、嚴(yán)寒等均不應(yīng)作業(yè)。同時(shí)，因噴砂除銹會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，因此，要將噴砂除銹區(qū)和涂裝作業(yè)區(qū)分開，以保證噴涂質(zhì)量。

當(dāng)空氣濕度大于85%，或構(gòu)件表面有結(jié)露時(shí)，不宜進(jìn)行涂層作業(yè)。當(dāng)氣溫高于40 ℃時(shí)，應(yīng)停止涂層作業(yè)。因構(gòu)件溫度超過40 ℃時(shí)，在鋼材表面涂刷油漆會(huì)產(chǎn)生氣泡，降低漆膜的附著力。

2.3 運(yùn)輸、安裝過程中的保護(hù)

鋼構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝過程中應(yīng)提供可靠的保護(hù)措施來避免涂層損傷。涂裝后的構(gòu)件需要運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)注意防止磕碰，防止在地面拖拉，防止涂層損壞。對(duì)于需要捆綁吊裝的構(gòu)件，應(yīng)避免使用鋼絲繩吊裝，可以使用吊裝帶進(jìn)行捆綁吊裝，以保護(hù)漆膜不受損傷。鋼構(gòu)件安裝完成后，及時(shí)對(duì)構(gòu)件表面有破損處按要求進(jìn)行補(bǔ)漆，以保證涂層的完整性。

綜上所述，在冶金工業(yè)中，由于環(huán)境因素等不利條件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)無時(shí)無刻的腐蝕作用，我們必須清醒的認(rèn)識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，防腐工作的重要性和迫切性，努力提高施工過程中的涂裝質(zhì)量，制定合理措施，延緩腐蝕時(shí)間，提高使用壽命，節(jié)約成本。

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