鋼體噴鋅鍍層附著力研究

渠性燕

（山西省汾河中下游水務管理局，山西 太原 030002）

0 引言

從1976年開始，山西省逐步對水工建筑物的鋼閘門開展了噴鋅防護的防蝕措施。歷經(jīng)多年運行考證，其保護效果良好。為提高工程質(zhì)量，加強鋅鍍層的耐蝕性和持久性，使其具有最大的附著力和密實度，達到水工結(jié)構(gòu)運行的要求，能夠經(jīng)受高速水流、泥砂、冰凌以及漂浮物等惡劣環(huán)境的影響，而不致發(fā)生開裂、翹皮和脫落，獲得最佳的防蝕效果，從影響鍍層附著力的因素、造成的危害、采取的措施等方面進行了分析研究。

1 概念與特性

鍍層附著力是指所防護的結(jié)構(gòu)表面與鋅鍍層的結(jié)合能力。鋅鍍層為多孔性、堆積結(jié)構(gòu)，其附著力的大小同噴砂工藝處理后結(jié)構(gòu)表面的粗糙度有密切關(guān)系，同結(jié)構(gòu)材質(zhì)、破壞程度、噴砂的工料及處理工藝有關(guān)。一般情況下，用黃砂（中粗砂）處理后附著力可達10.2 MPa，用石英砂（0.5～1.5 mm）處理后附著力可達11.9 MPa。

2 影響因素及措施

影響鍍層附著力的因素主要有噴砂處理效果的優(yōu)劣、噴鋅工藝參數(shù)的應用以及噴鍍操作時是否按規(guī)范進行。

2.1 噴砂處理

噴砂處理是借壓縮空氣驅(qū)動砂粒，通過專用噴嘴以較高的速度噴射到結(jié)構(gòu)表面上，通過高速砂粒的沖擊和摩擦，達到除銹、除漆、清理表面的目的。處理后的表面要達到干燥清潔，露出鋼體灰白色光澤，并具有一定粗糙度。經(jīng)實際操作，工藝參數(shù)應控制在一定范圍內(nèi)：壓縮空氣0.45～0.6 MPa，噴射距離15～30 cm，噴射角度以 45°～80°為宜。

2.2 噴鋅防護

噴鋅防護是將鋅絲在高溫火焰中熔化，同時用壓縮空氣將熔融鋅絲吹成霧狀微粒，并以較高的速度噴射到預先經(jīng)過處理后的結(jié)構(gòu)表面上形成噴鋅鍍層。鋅霧狀微粒在噴射過程中，受空氣冷卻而處于半熔融狀態(tài)，當堆積到結(jié)構(gòu)表面后立即變形，并迅速冷卻收縮而緊緊嵌附在帶有錨孔的結(jié)構(gòu)表面上。經(jīng)實際操作試驗，噴鍍距離應在15～20 cm，噴鍍角度以25°為宜，另外噴鍍前鋼體表面一定要保持干燥與清潔。

3 應用研究

3.1 鋅顆粒的要求

在噴鍍過程中，結(jié)構(gòu)表面的粗顆?，F(xiàn)象是極度有害的。在實際工作中，經(jīng)檢驗分析，鋅顆粒大于40μm，附著力降低，鍍層成片脫落，當鋅顆粒小于40μm，附著力為10 MPa，鍍層達設計要求。當鋅顆?？刂圃?0μm以內(nèi)，附著力達到鍍層要求，鍍層密實度高，可以保證鍍層質(zhì)量。

3.2 噴砂處理質(zhì)量要求

鍍層的附著力在很大程度上取決于噴砂處理的質(zhì)量。在某水工建筑物鋼閘門噴鋅時發(fā)現(xiàn)有局部脫落現(xiàn)象。針對脫落的鋅片，進行了仔細的觀察和分析。脫落的鋅片上附著較多的銹跡和雜質(zhì)，有的底部潮濕，有砂粒粉塵，這表明噴砂處理表面的質(zhì)量沒有達到SP5標準，故附著力降低，噴鋅局部成片脫落。為使底面處理達到SP5的標準要求，最好在處理完后立即噴鍍，以減少底面處理與噴鍍的間隔時間。對于大面積的鋼體，要分部位、分面積進行底面處理和噴鍍，每槍每次的面積不得大于5 m2，每次間隔時間不得超過3 h，如果有隔夜情況，一定要做二次處理。

3.3 對表面粗糙度的要求

鍍層附著力對鋼體表面粗糙度有一定要求，鋼體表面過分光滑會使附著力降低；鋼體表面過分粗糙，對鋅鍍層的保護性能有一定影響，造成鍍層厚度不均勻，易遭受破壞。因此只有合理搭配鋅顆粒與粗糙度，鍍層效果方可達到最好。根據(jù)施工時脫落的鋅片，經(jīng)研究分析，發(fā)現(xiàn)部分脫落鋅片底面光滑，幾乎沒有糙率。經(jīng)采用不同粒徑的砂子就粗糙度和附著力進行試驗，得出附著力和粗糙度的關(guān)系：粗糙度小時易產(chǎn)生成片脫落；粗糙度大于80μm時，鍍層不均勻；粗糙度在40～80μm時效果最佳。底面處理的砂材質(zhì)和粒徑應視鋼質(zhì)確定，試驗中選用黃砂，粒徑在1.5～3.0 mm時效果最佳。

4 結(jié)語

第一，鍍層厚度與附著力的關(guān)系目前還沒有研究，經(jīng)驗表明噴鋅0.3 mm是最佳厚度，既可滿足鋼體防蝕的要求，而且附著力也沒有降低。第二，鍍層附著力的大小測定只能以理論數(shù)據(jù)推算和應用檢驗，其大小一般要求達到10.3～13.7 MPa。第三，鍍層附著力大小與噴砂處理質(zhì)量、表面粗糙度成正拋物線關(guān)系，與鋅顆粒直徑成反拋物線關(guān)系。第四，附著力檢驗分三種：外觀檢驗以鍍層表面均勻無粗顆粒和呈片狀分布情況為合格；削刮檢驗是用小刀、三棱刀等進行削刮，產(chǎn)生明亮刮痕且無脫落現(xiàn)象為合格；剝離檢驗是用電工膠布進行剝離，不易剝離為合格。