冷噴鋅在水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域的應(yīng)用

張 鵬 黃 彬 廖有為 ，，3

（1.湖南金磐新材料科技有限公司 長(zhǎng)沙市 410124；2.中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 長(zhǎng)沙市 410004；3.湖南省腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì) 長(zhǎng)沙市 410004）

近年來(lái)在國(guó)內(nèi)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下，水利行業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的蓬勃發(fā)展，水利、水電工程項(xiàng)目不斷增加，且在我國(guó)的各個(gè)省市都有所分布。水利水電工程中鋼結(jié)構(gòu)防腐處理是水利水電工程建設(shè)關(guān)鍵要素之一，這直接影響水利水電工程的質(zhì)量。10年以前我國(guó)建設(shè)的大量水利工程目前已進(jìn)入了維修維護(hù)的高峰期，鋼結(jié)構(gòu)的防腐維修是整個(gè)維修工程的重點(diǎn)[1]。

水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)（如：鋼閘門(mén)、攔污柵、引水鋼管等）長(zhǎng)期處于惡劣的腐蝕環(huán)境中，受氧、水、高速水流、水中漂浮物以及海水等化學(xué)和物理的綜合作用，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。水工鋼結(jié)構(gòu)受到腐蝕損傷后，構(gòu)件截面面積減少，降低結(jié)構(gòu)承受能力，影響設(shè)備正常使用功能，縮短使用壽命[2]。水工鋼結(jié)構(gòu)目前通常采用熱噴鋅進(jìn)行防腐保護(hù)。熱噴鋅在使用及性能等方面存在諸多不足如：高能耗、危害工人身體健康、環(huán)境污染、施工難度大、施工效率低、涂層孔隙率高、鋅層易氧化、涂層破損難修復(fù)、成本高等等[3]，針對(duì)以上問(wèn)題開(kāi)發(fā)的干膜鋅含量在96%以上的冷噴鋅，能夠提供長(zhǎng)效持久的陰極保護(hù)。

1 冷噴鋅簡(jiǎn)介

冷噴鋅是近年來(lái)研制的一種新型噴鋅工藝，該工藝可以取得與熱鍍鋅、熱噴鋅相同的防腐效果。

1.1 冷噴鋅組成及特點(diǎn)[4～8]

（1）一種單組分的重防腐材料，由高純度的鋅粉、揮發(fā)性溶劑和導(dǎo)電樹(shù)脂組成。

（2）干膜鋅含量高達(dá)96%以上，能夠?yàn)殇撹F基材提供與熱噴鋅、熱浸鋅相同的陰極保護(hù)效果。

（3）性價(jià)比高：每平方綜合使用成本低，使用年限長(zhǎng)，施工快、易修補(bǔ)。

（4）施工便捷，可以噴涂、輥涂、刷涂。

1.2 防腐機(jī)理（圖1）

圖1 防腐機(jī)理

在鋼材料防腐過(guò)程中，導(dǎo)電包覆樹(shù)脂[9]和超細(xì)鋅粉[10～11]共同作用，使冷噴鋅涂層能同時(shí)提供陰極保護(hù)和屏障保護(hù)，并利用自修補(bǔ)效應(yīng)強(qiáng)化防腐蝕效果。冷噴鋅涂膜完好無(wú)損時(shí)，致密的涂層能有效隔絕腐蝕介質(zhì)，保護(hù)基材，但涂膜一點(diǎn)受損露出鋼鐵基材時(shí)，鋅粉與鋼鐵基材會(huì)通過(guò)導(dǎo)電網(wǎng)鏈迅速形成腐蝕原電池，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵低，較鐵活潑，在腐蝕過(guò)程中鋅作為陽(yáng)極優(yōu)先被氧化，鋼鐵基材作為陰極受到保護(hù)。鋅在氧化過(guò)程中生成多種腐蝕產(chǎn)物，這些氧化產(chǎn)物粒徑小，表面活性高，形成后會(huì)沉積在涂層間隙及缺陷中，使涂膜更為致密。致密的涂層不僅阻止了鋼鐵基材與腐蝕介質(zhì)進(jìn)一步接觸，延緩了腐蝕。而且提高了涂膜的機(jī)械強(qiáng)度，避免了涂膜再受損害。隨著鋅氧化物的形成，涂層繼續(xù)破損而露出新鮮的金屬鋅時(shí)，電位差又立即增大，陰極保護(hù)重新起主導(dǎo)作用，并且對(duì)鋼結(jié)構(gòu)基材提供有效后續(xù)防護(hù)[12～17]。

1.3 性能指標(biāo)

冷噴鋅具有優(yōu)異的陰極保護(hù)，極好的耐沖擊性、重涂性好。涂層與鋼鐵底材，以及涂層之間附著力好。能適應(yīng)重載沖擊和環(huán)境溫差引起的熱脹冷縮，長(zhǎng)期使用不龜裂，不脫落[18～20]。

冷噴鋅基本性能如表1所示，檢測(cè)方式根據(jù)相關(guān)國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)[21]。

表1 冷噴鋅基本性能

冷噴鋅較熱噴鋅相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)比情況見(jiàn)表2所示。

表2 冷噴鋅與熱噴鋅對(duì)比

1.4 涂裝配套方案[23～24]

冷噴鋅涂裝盡可能在車(chē)間內(nèi)完成，車(chē)間內(nèi)涂裝具備更好的噴砂和涂裝條件，涂裝周期短，質(zhì)量容易控制。

涂裝前，需對(duì)基材表面進(jìn)行表面處理：噴砂、拋丸除銹，然后吹掉粉塵。除銹等級(jí)Sa2.5，做到無(wú)明顯秀皮、銹斑，氧化皮（注意：除銹后2 h內(nèi)要開(kāi)始噴冷噴鋅）。噴涂方式及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 噴涂方式相關(guān)參數(shù)

冷噴鋅作為底漆使用時(shí)，推薦中間涂層為：環(huán)氧云鐵；推薦面漆為：氯化橡膠、丙烯酸聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷、冷涂鋅銀面漆（不可與醇酸漆配套）。

2 冷噴鋅在上海市蘇州河水利樞紐工程蘊(yùn)藻浜西閘上的應(yīng)用

2.1 工程概述

2002年蘊(yùn)藻浜西閘閘門(mén)鋼結(jié)構(gòu)涂裝面積300 m2，按照業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的要求，該閘門(mén)采用了新穎的涂裝配套，以冷噴鋅替代熱噴鋅作底漆，再?gòu)?fù)涂環(huán)氧云鐵中層漆、氯化橡膠面漆等重防腐涂料，使鋼閘門(mén)具有15年以上的使用壽命。

2.2 根據(jù)業(yè)主的要求和上述設(shè)計(jì)原則，確定閘門(mén)的涂裝配套為表4所列

環(huán)氧云鐵中層漆的特性：環(huán)氧云鐵中層漆里面含有鱗片狀云母氧化鐵，具有良好的抗?jié)B透屏蔽性能、封閉性能，可以增強(qiáng)整個(gè)涂層的防腐性能。另外，由于冷涂鋅不耐溶劑，而環(huán)氧云鐵固含量較高，溶劑少，非常適合冷噴鋅的配套。

表4 閘門(mén)涂裝配套表

2.3 工藝流程

噴砂除銹（Sa2.5級(jí)）→對(duì)焊縫、轉(zhuǎn)角、切邊、板邊緣以及隱蔽部位預(yù)涂一遍冷噴鋅→噴冷噴鋅（共60μm）→噴涂環(huán)氧云鐵中層漆噴涂2遍（共60μm）→最后噴涂面漆（100μm）→檢查涂裝質(zhì)量→修補(bǔ)→交驗(yàn)。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)水閘門(mén)的表面處理

鋼材表面處理的質(zhì)量是整個(gè)涂裝工藝的核心。

冷噴鋅對(duì)表面處理的要求：鋼材表面經(jīng)噴砂或拋丸達(dá)到GB 8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》Sa 2.5級(jí)，鋼材表面應(yīng)無(wú)可見(jiàn)的油污、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)狀或條紋狀的輕微色斑。噴砂后鋼板表面粗糙度為（70～80）μm 左右，在切割、焊接、組裝過(guò)程中，局部產(chǎn)生的二次銹斑等部位，均用手工打磨清理，清潔度達(dá)到St3級(jí)。

2.5 涂裝環(huán)境條件的掌握

施工環(huán)境相對(duì)濕度：相對(duì)濕度小于95%即可涂裝；鋼材表面溫度：表面溫度低于60℃，高于露點(diǎn)3℃，表面無(wú)水和冰；

冷涂鋅層上涂覆其他配套涂料（4～12）h（根據(jù)冷涂鋅表面干燥情況）；

噴涂設(shè)備：每次施工前后都必須用冷涂鋅專(zhuān)用稀釋劑清洗干凈。

2.6 無(wú)氣噴涂技術(shù)條件

除預(yù)涂外，閘門(mén)的涂裝均采用無(wú)氣噴涂法，采用重慶長(zhǎng)江機(jī)械廠QPT3256C型富鋅涂料噴涂機(jī)；環(huán)氧云鐵采用QPT6528型噴涂機(jī)，具體技術(shù)條件見(jiàn)表5。

2.7 其他噴涂技術(shù)條件

三種涂料都按對(duì)應(yīng)的油漆說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

各涂裝配套的干燥時(shí)間、復(fù)涂間隔中按表6所示執(zhí)行。

表5 無(wú)氣噴涂技術(shù)條件

表6 涂裝配套的干燥時(shí)間、復(fù)涂間隔

2.8 漆膜表面質(zhì)量

表面光潔、無(wú)流掛、漏噴、針孔、發(fā)白、氣泡、等常見(jiàn)的漆膜弊病。

2.9 膜厚質(zhì)量

膜厚質(zhì)量包括兩個(gè)方面：一是每道配套涂料要達(dá)到規(guī)定的膜厚的要求。特別是冷噴鋅，必須達(dá)到60 μm，以保證鋼閘門(mén)的防腐蝕性能；二是涂層的總膜厚度。根據(jù)涂裝工藝質(zhì)量校驗(yàn)員的檢測(cè)：冷噴鋅測(cè)試點(diǎn)的干膜厚度平均能達(dá)到85%的要求，同時(shí)檢測(cè)點(diǎn)的干膜總厚度不小于規(guī)定膜厚的85%。

3 結(jié)語(yǔ)

冷噴鋅是一種長(zhǎng)效、環(huán)保、施工便捷、性價(jià)比高的重防腐材料，將會(huì)在水利水電鋼結(jié)構(gòu)防腐事業(yè)上得到客戶的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。

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湖南省印發(fā)第1號(hào)總河長(zhǎng)令要求各地全面開(kāi)展河長(zhǎng)巡河行動(dòng)

短 訊

目前，湖南省河長(zhǎng)已到位35 696人，其中省級(jí)河長(zhǎng)5人，市級(jí)河長(zhǎng)76人，縣級(jí)河長(zhǎng)1 135人，鄉(xiāng)級(jí)河長(zhǎng)9 498人，村級(jí)河長(zhǎng)24 987人。為貫徹落實(shí)中央十九大生態(tài)文明建設(shè)理念，省河長(zhǎng)辦印發(fā)省委副書(shū)記、省長(zhǎng)、省總河長(zhǎng)許達(dá)哲簽署的第1號(hào)總河長(zhǎng)令，要求全省各級(jí)河長(zhǎng)認(rèn)真履行職責(zé)，全面開(kāi)展河長(zhǎng)巡河行動(dòng)。

第1號(hào)總河長(zhǎng)令指出，落實(shí)河長(zhǎng)制工作關(guān)鍵在各級(jí)河長(zhǎng)認(rèn)真履職，巡河是各級(jí)河長(zhǎng)履行工作職責(zé)的主要方式，各地要實(shí)現(xiàn)河道問(wèn)題“早發(fā)現(xiàn)、早處理、早解決”。

第1號(hào)總河長(zhǎng)令要求，省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級(jí)河長(zhǎng)要迅速行動(dòng)起來(lái)，帶領(lǐng)相關(guān)責(zé)任單位開(kāi)展巡河。原則上，省級(jí)河長(zhǎng)每年巡河不少于1次，市級(jí)河長(zhǎng)每季度巡河不少于1次，縣級(jí)河長(zhǎng)每月巡河不少于1次，鄉(xiāng)級(jí)河長(zhǎng)每旬巡河不少于1次，村級(jí)河長(zhǎng)每周巡河不少于1次。

省、市、縣三級(jí)河長(zhǎng)巡河，要履行好組織領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)督導(dǎo)職責(zé)，協(xié)調(diào)解決河湖管理保護(hù)重大問(wèn)題，對(duì)跨行政區(qū)域的河湖明晰管理責(zé)任，協(xié)調(diào)上下游、左右岸實(shí)行聯(lián)防聯(lián)控;水利、環(huán)保、發(fā)改、財(cái)政、國(guó)土、交通、住建、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、林業(yè)等部門(mén)要積極參與巡河，在河長(zhǎng)的組織領(lǐng)導(dǎo)下，依法履行河湖管理保護(hù)的相關(guān)職責(zé);鄉(xiāng)、村河長(zhǎng)巡河，要及時(shí)協(xié)調(diào)處理巡查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，勸阻相關(guān)違法行為，對(duì)協(xié)調(diào)、督促處理無(wú)效的問(wèn)題，或者勸阻違法行為無(wú)效的，按照規(guī)定履行報(bào)告職責(zé)。

各級(jí)河長(zhǎng)巡河要認(rèn)真做好巡查記錄，及時(shí)歸檔備查，確保巡有記載，查有依據(jù)；市、縣河長(zhǎng)要認(rèn)真分析巡河發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)提出解決方案，交辦責(zé)任單位限期處理，跟蹤落實(shí)辦理情況，直至辦結(jié)銷(xiāo)號(hào);鄉(xiāng)、村河長(zhǎng)對(duì)巡河上報(bào)問(wèn)題要及時(shí)了解辦理情況，直至問(wèn)題解決。

各級(jí)河長(zhǎng)辦負(fù)責(zé)對(duì)下一級(jí)河長(zhǎng)巡河情況進(jìn)行督察，定期通報(bào)河長(zhǎng)巡河情況，跟蹤督促巡河發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題落實(shí)。市州河長(zhǎng)辦要加強(qiáng)轄區(qū)內(nèi)信息通報(bào)，每月5日前將上月河長(zhǎng)巡河情況報(bào)省河長(zhǎng)辦。

省級(jí)主流媒體要加強(qiáng)河長(zhǎng)巡河的宣傳報(bào)道，營(yíng)造全社會(huì)關(guān)愛(ài)河湖、珍惜河湖、保護(hù)河湖的濃厚氛圍。

——轉(zhuǎn)載自《湖南水利網(wǎng)》2017-10-31