港口鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)淺談

郭躍龍

摘要：鋼結(jié)構(gòu)防腐在現(xiàn)代港口建設(shè)工程中已得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于防腐蝕更高質(zhì)量、更快步伐、更環(huán)保、更安全、更耐用等備受社會(huì)關(guān)注的話題也在不斷探討和學(xué)習(xí)。施工前期如何結(jié)合施工環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)所處環(huán)境甄選出有針對(duì)性的鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)措施。達(dá)到現(xiàn)代港口高耐久、高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性等相關(guān)要求，達(dá)到百年大港的目標(biāo)。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)代港口建設(shè)工程中施工特點(diǎn)及環(huán)境特點(diǎn)分析主要鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)類型，以及相關(guān)注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：港口;鋼結(jié)構(gòu);防腐技術(shù)

隨著我國(guó)港口建設(shè)的蓬勃發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)以其高強(qiáng)度、周期短、投資節(jié)省等在港口建設(shè)中也廣泛應(yīng)用。港口工程對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的防腐重視程度也隨之變得越來(lái)越高，通過(guò)行業(yè)調(diào)查每年鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的損失是國(guó)民經(jīng)的5%～6%。通過(guò)合理應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)能夠大幅降低經(jīng)濟(jì)損失，如何采用合理有效的鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)，增長(zhǎng)防腐年限，減少鋼結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)的維護(hù)費(fèi)用，更簡(jiǎn)單易行是鋼結(jié)構(gòu)防腐將長(zhǎng)期探討的一門學(xué)問(wèn)。

一、港口鋼結(jié)構(gòu)腐蝕區(qū)域劃分及特點(diǎn)

（一）大氣區(qū)：【設(shè)計(jì)高水位向上1.5m】以上的區(qū)域，該區(qū)域主要受到大氣中水分以及介質(zhì)與氧氣等相互聯(lián)合作用產(chǎn)生的對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的破壞。該區(qū)域相對(duì)腐蝕程度較弱，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.05～0.10mm/a。

（二）浪濺區(qū)：【設(shè)計(jì)高水位向上1.5m】與【設(shè)計(jì)高水位向下1.0m】之間的區(qū)域。該區(qū)域長(zhǎng)期處于空氣中，鋼結(jié)構(gòu)表面干濕交替長(zhǎng)期受氯離子侵蝕破壞。該區(qū)域相對(duì)腐蝕程度強(qiáng)，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.20～0.50mm/a。

（三）水位變動(dòng)區(qū)： 【設(shè)計(jì)高水位向下1.0m】與【設(shè)計(jì)低水位向下1.0m】之間的區(qū)域。該區(qū)域在這一區(qū)域氧氣擴(kuò)散相對(duì)于浪濺區(qū)慢，但通常鋼結(jié)構(gòu)在海水漲潮時(shí)被充氣海水所浸沒(méi)，產(chǎn)生海水腐蝕，而退潮時(shí)又暴露在空氣中，產(chǎn)生濕膜下的同大氣區(qū)類似的腐蝕。該區(qū)域相對(duì)腐蝕程度較強(qiáng)，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.12～0.20mm/a。

（四）水下區(qū)：【設(shè)計(jì)低水位向下1.0m】至泥面之間的區(qū)域。該區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)在被氣海水所浸沒(méi)，產(chǎn)生海水腐蝕。該區(qū)域相對(duì)腐蝕程度較強(qiáng)，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.12～0.20mm/a。

（五）泥下區(qū)：泥面以下的區(qū)域。該區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)處于地下沉積物和腐蝕質(zhì)相互作用，但由于長(zhǎng)期處于氧氣受限的情況。該區(qū)域相對(duì)腐蝕程度弱，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.01～0.05mm/a。

二、港口鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)及所適用的環(huán)境

（一）涂層防腐技術(shù)

涂層防腐技術(shù)的原理在于利用穩(wěn)定性、耐久性好、與鋼材結(jié)合性強(qiáng)的材料形成保護(hù)層，使鋼材與外界相隔離，形成相對(duì)密閉的環(huán)境，從而提高鋼材的防腐能力，達(dá)到預(yù)期的使用年限。涂層防腐技術(shù)常規(guī)采用噴刷防銹漆工藝，底漆+中間漆+面漆：普通環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧中間漆+各色脂肪族聚氨酯面漆（防腐年限20年以下）。該技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，影響油漆涂裝質(zhì)量的因素包括：除銹質(zhì)量、漆膜厚度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等方面。干漆膜總厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的最小厚度，且應(yīng)滿足室外大于 150μm、 室內(nèi)大于 125μm。并隨時(shí)使用漆膜測(cè)厚儀對(duì)漆膜的厚度進(jìn)行測(cè)定。該技術(shù)主要適用于大氣區(qū)、浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)防腐要求。

（二）金屬熱噴涂防腐技術(shù)

金屬熱噴涂防腐技術(shù)原理在于利用熱源將符合環(huán)境特點(diǎn)的金屬噴涂材料加熱，加熱達(dá)到熔點(diǎn)后形成熔融狀態(tài)的微粒，在動(dòng)力的作用下使這些微粒，以一定的速度沖擊并沉附在鋼結(jié)構(gòu)基體表面上，形成滿足使用環(huán)境下相關(guān)要求的金屬涂層。從而達(dá)到增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件耐腐、耐磨的性能的目的。常用的金屬噴涂的材料較多，例如鋅、鋅-鋁合金、不銹鋼等。根據(jù)不同的使用環(huán)境采用不同的金屬涂層，鋅涂層不僅具有包覆性、耐腐蝕作用，更重要的是具有陰極保護(hù)功能（電化學(xué)陰極防護(hù)）;鋅-鋁合涂層不僅具有鋅優(yōu)良電化學(xué)保護(hù)特點(diǎn)，又具有熱噴涂鋁涂層的高耐蝕特點(diǎn);不銹鋼涂層具有耐磨損及保護(hù)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。該技術(shù)主要適用于大氣區(qū)、浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)防腐要求。

（三）電化學(xué)陰極防護(hù)防腐技術(shù)

電化學(xué)陰極防護(hù)防腐技術(shù)采用外加電流的陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)，前者主要采用的是高硅鑄鐵陽(yáng)極材料，后者主要采用鋁基陽(yáng)極材料。該技術(shù)可以消除金屬表面不同部位在所處電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生的電位差，極化結(jié)果能夠使金屬的電位向負(fù)極方向移動(dòng)，最終是金屬原有的電位差消失，從而達(dá)到腐蝕的自然停止。陰極保護(hù)是一種控制鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的有效方法，它有效彌補(bǔ)了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。從經(jīng)濟(jì)上考慮，陰極保護(hù)是鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕的最經(jīng)濟(jì)的手段之一。該技術(shù)主要適用于水下區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)防腐要求。

（四）采用耐腐蝕鋼材品種并預(yù)留腐蝕富裕厚度

采用耐腐蝕鋼材品種并預(yù)留腐蝕富裕厚度是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)所處港口環(huán)境以及相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的腐蝕速度，選取冶煉過(guò)程中加入一定量的錳、鉻、磷、礬等稀有金屬或元素的鋼材，并根據(jù)區(qū)域內(nèi)的腐蝕速度預(yù)留一部分厚度供其腐蝕。

（五）階梯涂層鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)

階梯涂層鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)是以單一鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)為基礎(chǔ)綜合而來(lái)的復(fù)合型技術(shù)。階梯涂層鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)可分為多個(gè)環(huán)節(jié)，例如可將工藝流程分 3個(gè)環(huán)節(jié)。第一步是熱噴涂鋅，第二步是噴涂不銹鋼，第三步涂裝環(huán)氧云鐵。涂裝環(huán)氧云鐵采用聯(lián)合涂刷的方式，手工刷涂結(jié)合空氣噴涂方法，達(dá)到無(wú)刷痕、無(wú)流掛、無(wú)起泡、無(wú)漏噴外觀整潔、勻稱的要求。與常用防腐技術(shù)的對(duì)比，該技術(shù)具有明顯的綜合優(yōu)勢(shì)。從質(zhì)量方面，單一噴鋅表面硬度較差、耐磨性不足、抗破壞性較差，而單一噴涂不銹鋼防腐效果較差、表面粗糙、易銹蝕、滲水性強(qiáng)、覆蓋密實(shí)性差、易剝落，而且熱噴涂金屬階梯涂層無(wú)法滿足鋼結(jié)構(gòu)水下防腐的需要。從經(jīng)濟(jì)效益層面分析，不需組織二次施工，顯著降低了工程壽命周期成本，是首選的港口鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)：

在我國(guó)沿海港口飛速發(fā)展建設(shè)的今天，鋼結(jié)構(gòu)的防腐性越來(lái)越受到社會(huì)的重視。對(duì)此鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題的認(rèn)知程度也在不斷加深?？梢钥吹皆诟劭诮ㄔO(shè)的今天，我們已從單一防腐手段向多重防護(hù)、源頭防護(hù)等多方面進(jìn)行研究和使用，相比較以往防腐技術(shù)有著極大的優(yōu)勢(shì)。從耐久性、包覆性、強(qiáng)度、等多個(gè)方面都有了明顯的進(jìn)步，有效的提高了港口企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，避免不必要的安全隱患。我們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的港口鋼結(jié)構(gòu)防腐研究還要在實(shí)踐中不斷探索和創(chuàng)新，更好的為港口建設(shè)服務(wù)。

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