大氣區(qū)異型鋼結(jié)構(gòu)上復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)施工要點(diǎn)

錢(qián)洲亥，王靜，周海飛，侯保榮，寧東濤，方玉群

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310006；2.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東 青島 266071；3.青島迪恩特新材料科技有限公司，山東 青島 266109；4.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321001）

大氣區(qū)異型鋼結(jié)構(gòu)上復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)施工要點(diǎn)

錢(qián)洲亥1，王靜2,*，周海飛1，侯保榮2，寧東濤3，方玉群4

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310006；2.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東 青島 266071；3.青島迪恩特新材料科技有限公司，山東 青島 266109；4.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321001）

以輸電線鐵塔基礎(chǔ)部位為例，詳細(xì)說(shuō)明了復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)的施工工藝，為大氣區(qū)異型鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝提供了參考。

復(fù)層礦脂包覆技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)；大氣區(qū)；施工；防腐蝕

First-author’s address:Electric Power Science Research Institute of Zhejiang Electric Power Corporation, Hangzhou 310006, China

鋼材的大氣腐蝕是一個(gè)普遍而嚴(yán)重的問(wèn)題，每年造成巨大的損失。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，每年由于腐蝕造成的鋼鐵損失約占年產(chǎn)量的10% ～ 20%，其中大氣腐蝕造成的約占一半[1]。鋼材腐蝕不僅會(huì)造成金屬資源浪費(fèi)，而且可能引發(fā)安全事故，影響正常的生產(chǎn)，甚至威脅到人們的生命安全。鋼結(jié)構(gòu)的連接處如螺栓、螺母、閥門(mén)、法蘭、焊縫等異型鋼結(jié)構(gòu)，由于形狀復(fù)雜，縫隙、邊緣、棱角較多，表面凹凸不平，易積存水、潮氣、鹽分等腐蝕性介質(zhì)。尤其是海上和沿海地區(qū)，受鹽分和濕度的強(qiáng)烈影響，裸露的螺栓、螺母等連接構(gòu)件腐蝕發(fā)展很快。對(duì)于受力構(gòu)件而言，這樣的局部腐蝕極其危險(xiǎn)。據(jù)估算，鋼材每減薄1 mm，其強(qiáng)度下降5% ～ 10%，大大降低了整體鋼結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能。大氣區(qū)異型鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的典型腐蝕照片如圖1所示。

目前國(guó)內(nèi)大氣區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的防腐大多采用防腐涂料。傳統(tǒng)的防腐涂料保護(hù)方法對(duì)施工表面的前處理等級(jí)及施工環(huán)境要求高，螺栓、法蘭等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位形狀不規(guī)則，難以進(jìn)行噴砂等表面處理；涂刷施工時(shí)，涂料很容易出現(xiàn)流掛、漏涂等現(xiàn)象，使這些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)縫隙和邊緣部位難以得到足夠的保護(hù)[2-3]。另外，由于很多部位已經(jīng)做過(guò)涂層處理，如果要重新進(jìn)行保護(hù)，需要去除原來(lái)的涂層和銹層，表面處理復(fù)雜，后期維護(hù)費(fèi)用高，維護(hù)效果又很差。熱鍍鋅也是常用的一項(xiàng)防腐措施。熱鍍鋅層的陰極保護(hù)效果在干燥的大氣環(huán)境下效果較好，但其表面若粘附了一層凝結(jié)水，與氧氣、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、煙灰、塵土等作用后，會(huì)形成一種電解液，使化學(xué)穩(wěn)定性較差的鋅層發(fā)生電化學(xué)腐蝕，縮短了產(chǎn)品的使用壽命[4-6]。復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)(PTC)[7-9]是一種長(zhǎng)效重防腐技術(shù)，通常應(yīng)用于海洋鋼結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)的腐蝕防護(hù)，也可以應(yīng)用于埋地管線、異型鋼結(jié)構(gòu)等腐蝕嚴(yán)重區(qū)域，具有防腐效果好、耐潮濕、施工方便等優(yōu)勢(shì)。本文以輸電線鐵塔基礎(chǔ)部位為例，介紹其在大氣區(qū)異型鋼結(jié)構(gòu)上施工的過(guò)程及技術(shù)要點(diǎn)。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕照片F(xiàn)igure 1 Photos showing the corroded steel structures

1 復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)

1. 1 系統(tǒng)組成

復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)由礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶以及最外層的玻璃鋼保護(hù)罩組成，如圖 2所示。內(nèi)層是礦脂防蝕膏，均勻覆蓋鋼結(jié)構(gòu)表面，填滿鋼鐵表面的腐蝕坑，隔絕鋼鐵表面與腐蝕介質(zhì)(水、空氣等)。此外，礦脂防蝕膏中還添加了銹轉(zhuǎn)化成分，可以帶銹施工，提高施工效率。

中間層為礦脂防蝕帶。防蝕帶是以無(wú)紡布為載體，浸漬了與防蝕膏類(lèi)似成分的礦物脂而制成的帶狀防蝕材料。防蝕帶具有較好的附著力和強(qiáng)度，能進(jìn)一步使被保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)表面形成一個(gè)密閉體系，并對(duì)外界的沖擊提供一定的緩沖。

外層是增強(qiáng)玻璃鋼的防蝕保護(hù)罩，強(qiáng)度高，具有良好的機(jī)械性能，能夠抵御外界機(jī)械撞擊對(duì)內(nèi)部保護(hù)層的破壞。對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu)，防蝕保護(hù)罩可以在工廠中預(yù)制，而對(duì)于異型結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)制作。

圖2 復(fù)層礦脂包覆防腐體系Figure 2 Multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion system

1. 2 施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)

復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)的施工工藝簡(jiǎn)單，對(duì)于具有復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)，主要施工工藝步驟包括表面處理、涂礦脂防蝕膏、纏繞礦脂防蝕帶、現(xiàn)場(chǎng)制作玻璃鋼防蝕防護(hù)罩等工藝步驟。對(duì)于形狀規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu)，則簡(jiǎn)化了施工工藝，最后一步無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)制備，直接安裝預(yù)制的防護(hù)罩即可。

現(xiàn)場(chǎng)制作玻璃鋼保護(hù)罩工藝為：(1)在防蝕帶上粘貼1層表面氈，涂刷不飽和聚酯樹(shù)脂；(2)纏繞1層玻璃絲布，涂刷不飽和聚酯樹(shù)脂；(3)整體涂刷添加了顏料的不飽和聚酯樹(shù)脂一遍。施工時(shí)上述3步需連續(xù)完成，在前一道樹(shù)脂固化前完成下一道工序。

復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)施工的主要技術(shù)要點(diǎn)：

(1) 涂抹礦脂膏工藝要保證基體表面涂抹均勻，表面平整，尤其是表面粗糙部位，要保證坑洼部位都涂抹上防蝕膏；鋼結(jié)構(gòu)包覆邊緣要預(yù)留出50 mm的位置，不涂抹防蝕膏及纏繞防蝕帶，用于包制玻璃鋼防蝕保護(hù)罩，使保護(hù)罩和鋼鐵基體緊密結(jié)合，以達(dá)到密封效果。

(2) 纏繞礦脂防蝕帶時(shí)，用力將礦脂防蝕帶拉緊鋪平，用輥?zhàn)拥裙ぞ邔⒗锩婵諝鈮撼?，起始處纏繞 2層，然后螺旋纏繞并依次搭接 55%。對(duì)于不規(guī)則鋼結(jié)構(gòu)(如螺栓等)，先將礦脂防蝕帶剪成合適的長(zhǎng)度，將其逐段纏貼在不規(guī)則處。應(yīng)保證各處至少纏繞2層。

(3) 制作玻璃鋼保護(hù)罩不能帶水或在空氣濕度大的條件下進(jìn)行。制作玻璃鋼時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度和施工進(jìn)度調(diào)節(jié)固化劑用量，一般固化劑用量為0.8% ～ 2.0%，固化時(shí)間控制在40 min左右。表面氈和玻璃絲布要保證平整，不能有褶皺。在每一層布或氈貼好后，涂刷樹(shù)脂要順著一個(gè)方向。涂刷好后要用壓輥趕盡其中氣泡，壓輥要順著同一方向滾動(dòng)，不能往返滾涂。涂刷樹(shù)脂不宜過(guò)多，以防止流掛而導(dǎo)致表面不平整，使用壓輥趕出多余樹(shù)脂。節(jié)點(diǎn)、加強(qiáng)板等特殊位置要單獨(dú)制作玻璃鋼，以保證與基體緊密結(jié)合，達(dá)到密封效果。

2 復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)在輸電線鐵塔基礎(chǔ)部位上的實(shí)際施工過(guò)程

2. 1 表面處理

如圖 3所示，先用除銹鏟刀輕鏟銹層，將浮銹和鼓泡全部除掉。再用鋼砂刷，除去浮銹、氧化皮和表面的泥土，然后用鐵砂紙打磨除銹，除銹等級(jí)不高于St2。

圖3 表面處理Figure 3 Surface pretreatment

2. 2 涂抹礦脂防蝕膏

擠出少許礦脂防蝕膏于手掌中間，進(jìn)行涂抹，重復(fù)5 ～ 10次，使其均勻分布在鋼結(jié)構(gòu)表面。光滑表面約300 g/m2，銹蝕特別嚴(yán)重處400 ～ 500 g/m2。需用礦脂防蝕膏填滿坑凹和縫隙處，抹平銹蝕處，突出物的表面也應(yīng)涂抹一層礦脂防蝕膏，形成一層完整的保護(hù)膜。施工過(guò)程和最終效果如圖4所示。

圖4 涂抹礦脂防蝕膏Figure 4 Spreading the anticorrosive petrolatum paste

2. 3 纏繞礦脂防蝕帶

垂直結(jié)構(gòu)一般采用由下至上的方式進(jìn)行纏繞，以保證所有的搭接口都向下，防止雨水等倒灌。起始處首先纏繞2層，然后依次搭接1/2。始末搭接時(shí)，搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于100 mm。纏時(shí)稍用力將防蝕帶拉緊鋪平，將里面的空氣壓出，確保防蝕帶能緊貼鋼結(jié)構(gòu)表面，使防蝕帶尤其是搭接處完全粘貼在一起，并用手撫平表面。施工過(guò)程和最終效果如圖5所示。

圖5 纏繞礦脂防蝕帶Figure 5 Wrapping with the anticorrosive petrolatum tape

2. 4 現(xiàn)場(chǎng)制作玻璃鋼防蝕保護(hù)罩

鋼結(jié)構(gòu)用礦脂防蝕帶纏好后，先用空白的表面氈將礦脂防蝕帶纏好，然后使用毛輥直接將配制好的不飽和聚酯樹(shù)脂均勻涂刷在空白的表面氈上，并保證將其完全浸潤(rùn)，如圖6所示。

圖6 纏繞表面氈并輥涂不飽和聚酯樹(shù)脂F(xiàn)igure 6 Wrapping with the surface felt and painting unsaturated polyester resin with a roller

將剪成合適大小的玻璃絲布依次貼在浸潤(rùn)好的表面氈上，再次涂刷不飽和聚酯樹(shù)脂，如圖 7所示。然后用鋼輥滾壓，趕出其中的氣泡。氈、布必須鋪設(shè)平整，之間的接縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。涂刷時(shí)必須保證無(wú)氣泡、針孔、漏涂、流膠等不良現(xiàn)象，既要充分浸潤(rùn)氈、布，又不能涂刷過(guò)多，需嚴(yán)格控制膠液使用量才能確保合格率。待玻璃絲布和表面氈完全固化后，可以在表面涂刷面漆，根據(jù)需要確定其顏色。最終效果見(jiàn)圖8。

圖7 纏繞玻璃絲布并輥涂不飽和聚酯樹(shù)脂F(xiàn)igure 7 Wrapping with fiberglass cloth and painting unsaturated polyester resin with a roller

圖8 施工完成效果Figure 8 Finished effect

3 結(jié)語(yǔ)

復(fù)層礦脂包覆防腐蝕技術(shù)是一項(xiàng)長(zhǎng)效的重防腐技術(shù)，其中防蝕膏、防蝕帶能夠有效隔絕腐蝕介質(zhì)的滲透和侵蝕，具有表面處理要求低，可帶銹、帶水施工等優(yōu)勢(shì)。防蝕保護(hù)罩強(qiáng)度高，能夠有效抵御酸、堿等腐蝕性介質(zhì)以及光照老化的侵蝕。整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量輕，對(duì)結(jié)構(gòu)物無(wú)附加載重壓力，環(huán)保、無(wú)毒、無(wú)污染。復(fù)層礦脂包覆防腐蝕技術(shù)不受應(yīng)用環(huán)境和鋼結(jié)構(gòu)形狀限制，施工工藝簡(jiǎn)單，施工時(shí)間較短，有效防護(hù)壽命長(zhǎng)，十分適用于解決大氣區(qū)鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵復(fù)雜部位的腐蝕難題。

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[ 編輯：杜娟娟 ]

Construction hints of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology for irregularly-shaped steel structure at atmospheric zone

QIAN Zhou-hai, WANG Jing*, ZHOU Hai-fei, HOU Bao-rong, NING Dong-tao,

FANG Yu-qun

The construction processes of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology was introduced in detail with the base part of transmission tower as an example, providing a reference for anticorrosive coating of irregularlyshaped steel structure at atmospheric zone.

multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology; steel structure; atmospheric zone; construction; corrosion resistance

TG178

B

1004 - 227X (2016) 18 - 0976 - 04

2016-04-26

2016-05-24

國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目：海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)和設(shè)備防腐技術(shù)研究項(xiàng)目（5211DS150016）。

錢(qián)洲亥（1970-），男，浙江海寧人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檩斪冸娫O(shè)備腐蝕與防護(hù)。

王靜，副研究員，(E-mail) jwang0501@126.com。