水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)及行業(yè)質(zhì)量管理發(fā)展概況

江 寧 王占華 張小陽(yáng) 胡木生

(1.水利部綜合事業(yè)局機(jī)械處,北京 100053;2.水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心,鄭州 450044)

自SL105《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》[1]頒布實(shí)施以來(lái),水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕施工質(zhì)量和技術(shù)水平取得了很大發(fā)展,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施15年之際,有必要對(duì)水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕的發(fā)展及當(dāng)前存在的問(wèn)題進(jìn)行回顧總結(jié)。

1 對(duì)防腐蝕認(rèn)識(shí)的變化及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建立

近代防腐蝕技術(shù)雖然發(fā)展已經(jīng)100多年了,但在我國(guó)水工金屬結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的時(shí)間并不長(zhǎng)。新中國(guó)成立以前,我國(guó)自行建設(shè)的水工建筑甚少,水工金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)力量幾乎是空白[2],更談不上對(duì)水工金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕保護(hù)了。從二十世紀(jì)60年代開(kāi)始,我國(guó)在長(zhǎng)江中游的平原建閘規(guī)劃工作中及丹江口、觀音寺等一批水利水電工程中采用了大量的金屬結(jié)構(gòu),伴隨開(kāi)始了水工金屬結(jié)構(gòu)的防腐蝕工作。但最初人們對(duì)水工金屬結(jié)構(gòu)的防腐蝕并不重視,對(duì)于涂裝前鋼板表面預(yù)處理級(jí)別沒(méi)有什么規(guī)定,采取的防腐蝕措施僅是簡(jiǎn)單的刷漆,施工均為刷涂方式,選用的油漆也多是傳統(tǒng)性的涂料,如紅丹油性防銹漆等。施工質(zhì)量的檢測(cè)驗(yàn)收則是涂裝表面沒(méi)有漏涂即為合格,涂層防護(hù)壽命很低。一般來(lái)說(shuō),防護(hù)層壽命可能只有1～2年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,在表面預(yù)處理較好的情況下,防護(hù)壽命可以達(dá)到3～5年,水利工程金屬結(jié)構(gòu)需要年年維修,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

二十世紀(jì)60年代末期,水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕開(kāi)始試驗(yàn)進(jìn)行采用金屬熱噴涂工藝,涂裝施工方式也由單純的手工刷涂發(fā)展到了壓縮空氣噴涂。防腐蝕方案設(shè)計(jì)由單純的涂料防腐發(fā)展到金屬熱噴涂防護(hù)和涂料保護(hù)的復(fù)合保護(hù)。

到二十世紀(jì)80年中期,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,一批高性能涂料開(kāi)始在水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕上應(yīng)用,施工工藝和方法開(kāi)始多樣化,施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定更加困難,出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題不能及時(shí)得到解決,迫切需要建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢及驗(yàn)收。

1994～1995年在原水利部機(jī)械局的主持下,由水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心作為主編起草了水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL105-95《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的頒布執(zhí)行,解決了許多施工及驗(yàn)收過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題,如涂層檢驗(yàn)項(xiàng)目、外觀質(zhì)量評(píng)定等。統(tǒng)一了涂層質(zhì)量檢驗(yàn)方法和判斷準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等各方有了共同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),使得水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕從混亂狀態(tài)逐步走向有序的統(tǒng)一。水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕壽命也從早期的1～5年提高到現(xiàn)在的10～20年。

隨著標(biāo)準(zhǔn)的建立和要求,防腐蝕施工設(shè)備的推廣應(yīng)用有了較大的提高,檢測(cè)手段日益豐富。電弧噴槍、高壓無(wú)氣噴涂機(jī)及自動(dòng)環(huán)保噴砂設(shè)備等逐漸在水工金屬結(jié)構(gòu)上得到應(yīng)用;自動(dòng)或半自動(dòng)磁性涂層測(cè)厚儀、電腦涂層測(cè)厚儀及劃格器等也開(kāi)始普及。采用這些儀器設(shè)備不但提高了施工效率,且對(duì)于控制施工質(zhì)量、避免施工過(guò)度浪費(fèi)起到了很好的作用。當(dāng)然,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,許多新材料、新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在應(yīng)用實(shí)踐中也需要修訂。如不銹鋼及復(fù)合鋼板和Ac鋁等新材料在水利工程上應(yīng)用沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可遵循;電化學(xué)保護(hù)技術(shù)在閘門(mén)防護(hù)上的開(kāi)始應(yīng)用等,質(zhì)檢中心以科研項(xiàng)目為依托,對(duì)所有出現(xiàn)的問(wèn)題一一進(jìn)行研究,在新版SL105-2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》中及時(shí)得到了修訂。

2 行業(yè)管理現(xiàn)狀

早期的防腐蝕工作由于缺乏防腐蝕質(zhì)量檢測(cè)手段、標(biāo)準(zhǔn),造成防腐蝕質(zhì)量較差,金屬結(jié)構(gòu)壽命達(dá)不到預(yù)期要求,迫切需要加強(qiáng)行業(yè)管理。根據(jù)水利水電行業(yè)的特點(diǎn),水利部1997年制定了 《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕工作暫行管理辦法》,2005年又根據(jù)國(guó)家行政許可法的要求,對(duì)管理辦法進(jìn)行了重新修訂。

根據(jù) 《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕工作管理辦法》(水綜合 [2005]264)的要求,取得水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕施工能力證書(shū)的單位,應(yīng)具有指導(dǎo)水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕施工的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)范等技術(shù)文件;其人員必須經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)宣貫、培訓(xùn)考試取得合格證書(shū);計(jì)量、檢驗(yàn)儀器必須進(jìn)行檢定并在有效期內(nèi);并建立有效的質(zhì)量管理體系和規(guī)章制度。目前全國(guó)已經(jīng)有60多家企業(yè)取得了施工能力證書(shū),水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕施工能力證書(shū)得到了行業(yè)的普遍認(rèn)同,且從事施工的操作工和質(zhì)檢員應(yīng)持證上崗。

水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心于1998年開(kāi)始辦理質(zhì)檢員和操作工培訓(xùn)班。至今已經(jīng)為水利水電行業(yè)培訓(xùn)了合格質(zhì)檢員1000多名、操作工4000多名,為水工金屬結(jié)構(gòu)防腐行業(yè)提供了大量人才。

3 當(dāng)前存在的問(wèn)題

盡管目前已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,加強(qiáng)了行業(yè)管理,人們也認(rèn)識(shí)到質(zhì)量檢驗(yàn)的重要性,但目前水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕尚存在較多問(wèn)題,待以解決。

首先,目前水利水電工程管理單位對(duì)防腐蝕認(rèn)識(shí)不夠,在招標(biāo)時(shí)注重價(jià)格因素而忽略了技術(shù)成本。低價(jià)中標(biāo)現(xiàn)象比較普遍,投標(biāo)價(jià)甚至低于成本價(jià),在施工過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生偷工減料的現(xiàn)象,質(zhì)量難以控制。

其次,在防腐蝕設(shè)計(jì)問(wèn)題上,還存在對(duì)防腐蝕問(wèn)題認(rèn)識(shí)的不足。如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到開(kāi)排水孔,積水部位容易出現(xiàn)銹蝕。采用不銹鋼、復(fù)合鋼板時(shí)容易出現(xiàn)電偶腐蝕,加速碳鋼腐蝕[3]。山東某一水利工程中弧形閘門(mén)采用了復(fù)合鋼板,浸水部位使用不銹鋼,水位變動(dòng)區(qū)以上使用碳鋼。兩年后在不銹鋼和碳鋼連接焊縫以上50mm范圍內(nèi)的碳鋼部份的涂層已經(jīng)翹起剝落并出現(xiàn)銹蝕,如圖1所示。另外,在某一工程的排沙洞中采用了不銹鋼(16mm)和碳鋼 (4mm)復(fù)合鋼板,由于長(zhǎng)期處于靜水中,兩年后在復(fù)合鋼板上出現(xiàn)了明顯的蝕穿現(xiàn)象,如圖2所示。

圖1 不銹鋼和碳鋼復(fù)合板銹蝕和排沙孔不銹鋼銹蝕

水利工程項(xiàng)目從二十世紀(jì)80年代就引進(jìn)了工程建設(shè)監(jiān)理制度[4],但我國(guó)的監(jiān)理制度還不完善,許多從事防腐蝕監(jiān)理工作的人員沒(méi)有接受過(guò)系統(tǒng)的防腐蝕培訓(xùn),通常是由金屬結(jié)構(gòu)監(jiān)理人員兼任,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范理解不夠,實(shí)際工作中容易作出降低標(biāo)準(zhǔn)或超出規(guī)范等不合理要求。

此外,水利工程建設(shè)為了防汛的需要,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量為進(jìn)度讓步的情況,尤其是防腐蝕工序,然而,防腐蝕工藝的特殊性決定了相鄰工序中間需要一定的時(shí)間間隔,縮短涂層施工間隔時(shí)間,其質(zhì)量根本無(wú)法保證,很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕作為金屬結(jié)構(gòu)制造的一個(gè)重要工序,其質(zhì)量是金屬結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量的重要組成部份。防腐蝕質(zhì)量好壞決定著金屬結(jié)構(gòu)能否長(zhǎng)期安全運(yùn)行,決定著整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)制造成本和工程投資的成敗。隨著犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)技術(shù)開(kāi)始在水利水電工程上得到應(yīng)用,其和涂料保護(hù)的聯(lián)合應(yīng)用將提供一種更經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)效的防腐蝕技術(shù)。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,加強(qiáng)行業(yè)管理,設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和建設(shè)單位等各方提高質(zhì)量意識(shí),將不合理的人為因素降到最小,才能充分發(fā)揮防腐蝕投資的效用,整體提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。

[1]戴企平,張小陽(yáng).SL 105-95.水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范.北京:中國(guó)水利水電出版社,1995

[2]楊逢堯,魏文煒.水工金屬結(jié)構(gòu)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005

[3]張小陽(yáng),王占華,張志修.材料及防護(hù)涂層在淡水環(huán)境中的腐蝕試驗(yàn)研究[J].腐蝕與防護(hù),2006,(5):240～243

[4]水利部人事勞動(dòng)教育司編.水利概論[M].南京:河海大學(xué)出版社,2002