鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、引言 隨著鋼材在建筑業(yè)中的廣泛應(yīng)用,鋼結(jié)構(gòu)的防腐不斷引 起重視,據(jù)發(fā)達(dá)國家的不完全統(tǒng)計(jì),每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì) 損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4%。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng) 濟(jì)損失,也給結(jié)構(gòu)的安全帶來安全隱患。但如采用現(xiàn)代防腐 知識(shí),在有效的防護(hù)措施下,鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失 可以降低40%左右?？梢妼?duì)于鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕,還存在著大 量的研究課題。 2、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的原因 21鋼材的腐蝕 鋼材的腐蝕速度與環(huán)境、濕度、溫度以及有害介質(zhì)的存在有關(guān),其中濕度是一個(gè)決定性因素。大氣的相對(duì)濕度在60%以下時(shí),鋼材的腐蝕是很輕微的;但當(dāng)相對(duì)濕度增加到某一數(shù)值時(shí),鋼材的腐蝕速度會(huì)突然

2、升高,這一數(shù)值稱為臨界濕度。 鋼材在常溫中腐蝕屬于電化學(xué)過程,鋼鐵內(nèi)部不同金屬 雜質(zhì)之間具有不同的電極電位,得到或失去電子的能力不同, 從而引起了局部的微電池。鋼結(jié)構(gòu)通常在常溫大氣環(huán)境中使 用,大氣中含有水分、氧和其他污染物的作用就會(huì)發(fā)生電化學(xué) 腐蝕過程,既鋼材構(gòu)成原電池的陽極,通過溶解和氧氣逐步變 為鐵銹。鐵銹能夠吸收大量水分,致使銹層體積膨脹使腐蝕 繼續(xù)擴(kuò)展到內(nèi)部。 鋼材在高溫下腐蝕屬于化學(xué)腐蝕。高溫狀態(tài)下金屬和干燥空氣相接觸,表面會(huì)生成化合物(如氯化物、硫化物、氧化物等),形成對(duì)鋼材的化學(xué)腐蝕。 22連接材料的腐蝕 鋼結(jié)構(gòu)一般通過焊接、鉚接和螺栓連接,連接材料的腐蝕引起結(jié)構(gòu)失效也不容忽視

3、。 焊縫腐蝕機(jī)理是由于母材和焊縫金屬間本身成分有差異,或母材和焊縫金屬材料的不搭配,以及焊接過程中熱冷循環(huán)使焊縫的熱影響區(qū)材質(zhì)的差別,進(jìn)而造成電化學(xué)性能間的差異,如果環(huán)境中干濕交替,會(huì)加劇這種電化學(xué)反應(yīng)。2003年某工地的一臺(tái)已使用近8年的塔式起重機(jī)由于基礎(chǔ)長期排水不暢,底架與基礎(chǔ)節(jié)連接的法蘭盤背面角焊縫長期受到泥水腐蝕,焊縫有效高度越來越小,在正常起吊額定載荷時(shí),底架法蘭盤背面角焊縫撕裂,塔式起重機(jī)從根部整體倒下,造成嚴(yán)重事故。 螺栓往往具有較高的鉻和鎳,鉻和鎳在空氣中會(huì)形成一次呢過非常致密的氧化薄膜,這種薄膜具有很好的穩(wěn)定性,從而防止材料被腐蝕,但如果含鉻和鎳量不足,往往會(huì)降低螺栓的抗腐蝕

4、能力。 3、鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì) 在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中腐蝕控制極為重要,也最容易被忽略, 合理的防腐設(shè)計(jì)不僅可以使鋼材的耐蝕性能充分發(fā)揮出來而且可以彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)性能本身的不足。鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)與以下幾個(gè)方面有關(guān)。 31鋼結(jié)構(gòu)的表面處理 鋼材在軋制過程中,經(jīng)熱處理后表面產(chǎn)生一層均勻的氧化層;同時(shí)鋼材在加工過程中,鋼材表面往往產(chǎn)生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認(rèn)真清除,會(huì)影響防腐涂料的附著力和涂層的使用壽命。鋼材表面處理質(zhì)量,有時(shí)甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大,應(yīng)予以重視。 鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法有:手工工具除銹、滾動(dòng)鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂(丸)除銹、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射

5、流控制真空除銹、激光除銹等。使鋼材表面的 毛刺、電焊藥皮、灰塵、油污等污染物均應(yīng)清除干凈。 32合理選材 目前市場(chǎng)上的鋼材品種繁多,依據(jù)不同的使用條件需要選擇不同種類的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕程度以腐蝕深度表示,通常以mm /a為單位,計(jì)算公式為: K通常與鋼材的面積與時(shí)間有關(guān),進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕設(shè)計(jì)時(shí),要考慮鋼材的均勻腐蝕深度,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的厚度取用需要考慮腐蝕量(材料的年腐蝕深度乘以設(shè)計(jì)使用年限)。 特殊鋼中添加了碳以外,又添加了鎳、錳、鉻等微量元素制成的耐候鋼,其失重速度比普通鋼要小23倍,其表面在穩(wěn)定的環(huán)境中往往可以形成致密的保護(hù)膜,但在干濕交替環(huán)境下,這種保護(hù)膜依然會(huì)破壞,所以即使是耐腐蝕性好的耐

6、候鋼同樣需要做防腐蝕處理。 33防腐涂料的選擇 根據(jù)鋼材腐蝕的電化學(xué)原理,只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強(qiáng)烈阻滯陰、陽極過程的進(jìn)行,就可防止鋼材的腐蝕。采用防護(hù)層方法防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕是目前通用的方法,常用涂料、塑料、搪瓷等材料,通過涂刷和噴涂等方法,在金屬表面形成保護(hù)膜,使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離,從而防止金屬的腐蝕。 選擇涂料時(shí),除考慮結(jié)構(gòu)使用功能、經(jīng)濟(jì)性和耐久性外, 還應(yīng)考慮施工過程中的穩(wěn)定性、干燥、速度、毒性以及需要的溫度條件等。涂料的種類繁多,對(duì)品種的選擇直接影響到防腐質(zhì)量的好壞,一般的涂料選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1.鋼結(jié)構(gòu)所處的使用條件及選用涂料的范圍需一致。對(duì)于有酸性介質(zhì),可采用耐酸性能較好

7、的酚醛樹脂漆,而對(duì)于堿性介質(zhì),則應(yīng)采用耐堿性較好的環(huán)氧樹脂漆。 2.涂料的正確配套需注意。由于大部分涂料是有機(jī)膠狀 物質(zhì)為基料,涂料每涂一層結(jié)成薄膜后,難免有許多異常細(xì)小的微孔,腐蝕介質(zhì)仍有可能滲入侵蝕鋼鐵。因此,涂料需要涂多層,使微孔減少到最低限度。如過氯乙烯漆可以與磷化底漆或鐵紅醇酸底漆配套使用。 3.根據(jù)構(gòu)件的重要性要考慮結(jié)構(gòu)的主次關(guān)系,分別選用 不同的涂料,或用相同的涂料而對(duì)涂層厚度加以區(qū)別。 4.要達(dá)到良好的防腐效果,在選擇恰當(dāng)涂層厚度。如果涂層厚度薄或不均勻,鋼材表面毛刺的高峰會(huì)露出涂層,涂層就會(huì)有針孔,這些薄弱的地方,往往易生銹腐蝕或涂層起泡脫落。如果涂層過厚,雖然可增強(qiáng)防護(hù)能力

8、,但附著力和機(jī)械性 能都要降低,而且要增加費(fèi)用。 5.盡量選用涂料法進(jìn)行防腐處理。在船舶結(jié)構(gòu)上為了達(dá)到防銹的目的,可以在鐵的基層上鍍鋅,因?yàn)樾枰诟邷丨h(huán)境下進(jìn)行,考慮造價(jià)原因,建筑鋼結(jié)構(gòu)中用鍍鋅防腐很少,只有一小部分構(gòu)件(如欄桿,燈柱等)會(huì)用到。通常用的是涂層法, 涂層法是一種價(jià)格適中、施工方便及適用性強(qiáng)的防腐蝕方法, 在建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。 4、鋼結(jié)構(gòu)防腐施工需注意的問題 防治鋼結(jié)構(gòu)過早腐蝕,施工人員也需要引起足夠的重視, 在構(gòu)件加工制造和安裝過程中需要注意一下幾點(diǎn)。 1.對(duì)于一般情況,宜用干燥、便于噴刷的冷固型涂料。 2.在構(gòu)件加工制造和現(xiàn)場(chǎng)拼接過程中要保證焊縫的質(zhì)量,因?yàn)楹缚p中的材質(zhì)復(fù)

9、雜,極易形成電極,在熱影響區(qū)較易生銹,涂裝前需要對(duì)焊縫熔渣、飛濺物徹底清楚干凈。 3.未經(jīng)過特殊處理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件嚴(yán)格禁止與土壤直接接觸,因?yàn)橥寥缹?duì)鋼有較強(qiáng)的腐蝕性。與土壤接觸處需要用底強(qiáng)度的混凝土包裹,并保證具有足夠的保護(hù)層厚度。 4.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接部位(焊縫或螺栓連接處),不得在工廠預(yù)先噴涂涂料,只能在工地安裝就位后,對(duì)這些部 位進(jìn)行認(rèn)真清理,盡量避免構(gòu)件涂裝后焊接,以防治涂層 的完整性。 5.工廠制作、加工好的構(gòu)件要妥善堆放,避免鋼材表面生銹而導(dǎo)致二次涂裝,造成不必要的浪費(fèi)。對(duì)構(gòu)件運(yùn)輸或安裝 過程中損壞的涂層,應(yīng)在安裝就位后及時(shí)清理干凈,并按有關(guān) 規(guī)范對(duì)涂層進(jìn)行修復(fù)。 5、結(jié)論 鋼結(jié)構(gòu)的

10、防腐蝕問題是工程中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),應(yīng)提高防腐意識(shí),以避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工程事故, 在設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理選擇防腐蝕材料及做法, 施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行,以保證結(jié)構(gòu)具有更好的 耐久性。鋼結(jié)構(gòu)防腐表面處理的粗糙度要求鋼結(jié)構(gòu)防腐表面處理的粗糙度要求 在表面處理中，另外一種重要的要求是鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)過噴射清理后的表面粗糙度。粗糙的表面不但能夠成倍的增加接觸面積并取得錨固效果，而且類似毛細(xì)管的縫隙還會(huì)因毛細(xì)管作用而幫助涂料擴(kuò)展，提高附著強(qiáng)度。粗糙度不能太大，因?yàn)橥苛媳仨毮軌蚋采w住這些粗糙度的波峰，否則容易造成波峰處的膜厚變薄，加之涂料對(duì)底材的浸潤不良，會(huì)造成涂膜防腐性能的降低。鋼結(jié)構(gòu)重

11、防腐涂裝中，對(duì)于涂料系統(tǒng)的表面粗糙度要求通常為Rz3075m，而對(duì)于金屬熱噴涂表面粗糙度要求達(dá)到Rz65m以上。表面處理粗糙度可以按ISO8503-2用粗糙度樣塊進(jìn)行比較，或者按NACERP0287-1995復(fù)制膠帶進(jìn)行測(cè)量。 氯丁橡膠防腐涂料氯丁橡膠防腐涂料 氯丁橡膠防腐涂料是由氯丁橡膠和其他樹脂如對(duì)叔丁酚甲醛樹脂或過氯乙烯樹脂等配制而成。單體氯丁二烯經(jīng)1,4-加成聚合的大分子中，鏈上的氯原子反應(yīng)活性較低，但是在聚合過程中常有少量單體以1,2-方式加成。這種1,2-結(jié)構(gòu)能發(fā)生異構(gòu)化，生成烯丙基氯原子。它的活性較大，能與金屬氧化物反應(yīng)而使大分子交聯(lián)。利用這個(gè)反應(yīng)，氯丁橡膠涂料在成膜過程中會(huì)“硫化”交聯(lián)生成體型結(jié)構(gòu)，為了使“硫化”反應(yīng)能快速進(jìn)行，常須加入硫化