地鐵防腐方案參考

#無錫地鐵一號(hào)線鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)施防腐涂裝方案參考前言地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施較多，所處環(huán)境有地上地下，部分設(shè)施長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境或直接與地下混凝土接觸，腐蝕環(huán)境較為復(fù)雜，傳統(tǒng)防腐一般采用的普通涂料防腐方案，使用數(shù)年后必須進(jìn)行維修，在地鐵特殊的環(huán)境條件下，帶來的間接損失不可估量，同時(shí)，傳統(tǒng)防腐方式一般未對(duì)復(fù)雜腐蝕環(huán)境條件包括土壤腐蝕、雜散電流腐蝕等因素有充分的考慮和較系統(tǒng)的研究，在地鐵腐蝕領(lǐng)域，也沒有較長(zhǎng)年限的成功經(jīng)驗(yàn)參考，而地鐵工程的使用壽命要求高達(dá)百年，這就要求對(duì)防腐引起足夠的重視，下面對(duì)腐蝕環(huán)境進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)合地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施防腐本身性能要求，對(duì)比傳統(tǒng)方式，提出防腐方案，達(dá)到長(zhǎng)效防腐，減少重涂次數(shù)，延長(zhǎng)使用壽命的目的，力求高效、環(huán)保、合理、經(jīng)濟(jì)。一、地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施防需求特點(diǎn)一、地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施防需求特點(diǎn)有效性：由于地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施較復(fù)雜，維修的難度大，設(shè)計(jì)規(guī)范要求使用年限為100年，防腐要求超過目前任何一種工業(yè)及民用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施，所以必須采用高性能防腐方案，盡量做到使用期內(nèi)免維護(hù)、少維護(hù)。合理性：考慮地鐵持續(xù)運(yùn)行、腐蝕環(huán)境差異大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，受大氣溫度影響冷熱交替、并經(jīng)常受雨水、濕氣等其他介質(zhì)水的影響、地下通風(fēng)不良及濕氣影響，并應(yīng)充分考慮各種腐蝕條件，兼顧應(yīng)力腐蝕及縫隙腐蝕，采用合理的防腐方案。施工可行性：施工必須便捷可行，工廠和現(xiàn)場(chǎng)施工，考慮易修補(bǔ)性能。4經(jīng)濟(jì)性：在考慮首次初建費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用，爭(zhēng)取LCC全壽命經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最低。5社會(huì)效益：積極采用先進(jìn)環(huán)保的工藝，減少污染、能耗、提高環(huán)保效益。二、涂裝設(shè)計(jì)原則1、分析地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施腐蝕條件大氣環(huán)境條件該地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施處于北亞熱帶濕潤(rùn)氣候，空氣濕度大，風(fēng)速快，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，由于受太湖水體和宜南丘陵山區(qū)復(fù)雜地形等的影響，局部地區(qū)小氣候條件多種多樣，隨著工業(yè)的發(fā)展，以及周邊地區(qū)主要以燃煤熱電為主的能源結(jié)構(gòu)方式，無錫地區(qū)的大氣污染日趨嚴(yán)重，地區(qū)酸雨情況有加重的趨勢(shì)，空氣中的塵埃等使地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施加速腐蝕。一般碳鋼在濕潤(rùn)大氣中的腐蝕速度一般為0.023—0.083mm/a。按IS012944標(biāo)準(zhǔn)，該地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施所處的大氣腐蝕環(huán)境為C3?C4高腐蝕環(huán)境,低碳鋼在這個(gè)環(huán)境下的第一年質(zhì)量損失為400—650g/m2,鋅層第一年質(zhì)量損失為15—30g/m2，必須用重防腐層對(duì)地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐。土壤腐蝕及雜散電流影響地下鋼管片等結(jié)構(gòu)設(shè)施直接和土壤接觸，無錫地區(qū)屬于軟土地區(qū)，地下水豐富，不同地段土壤腐蝕情況各異，土壤腐蝕應(yīng)考慮土壤電阻率、土壤含氧量、土壤PH值、微生物等影響，普通防腐層有可能早期失效；同時(shí)受雜散電流影響，有可能造成局部鋼鐵加速腐蝕，早期破壞，影響結(jié)構(gòu)安全。采用冷噴鋅優(yōu)異的陰極保護(hù)作用可有效避免只有屏障保護(hù)作用涂層的缺陷，適應(yīng)多種腐蝕環(huán)境，避免局部腐蝕。點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕影響普通涂料防護(hù)層在局部破損后，腐蝕迅速發(fā)展，特別是在有壓力、應(yīng)力的結(jié)構(gòu)和設(shè)施，點(diǎn)蝕將大大影響結(jié)構(gòu)安全，冷噴鋅可有效避免點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕影響。應(yīng)力腐蝕及疲勞腐蝕應(yīng)力腐蝕就是指地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下所發(fā)生的破壞。拉應(yīng)力有多種形式，如外加應(yīng)力（荷載、預(yù)應(yīng)力）或電焊安裝后形成的殘余應(yīng)力，形成鋼材早期破裂。另外鋼結(jié)構(gòu)還存在腐蝕疲勞，材料或鋼結(jié)構(gòu)受腐蝕的同時(shí)又經(jīng)受交變應(yīng)力作用下發(fā)生的疲勞，叫腐蝕疲勞。地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施上的交變應(yīng)力是經(jīng)常存在地，特別是鋼拉索有發(fā)生疲勞的可能，在腐蝕條件下，便發(fā)生腐蝕疲勞。焊接影響結(jié)構(gòu)有許多焊接部位，鋼材受電弧高溫?zé)雍?，形成一定的熱影響區(qū)，有焊渣及“飛濺”的產(chǎn)生，這些部位的鋼材特別容易銹蝕。這是涂裝設(shè)計(jì)中焊接部位的表面處理和預(yù)噴涂的原因。有效性鋅盾鍍層優(yōu)異的防腐性能保證了工程質(zhì)量鋅盾是一種優(yōu)異的冷噴鋅材料，干膜內(nèi)含鋅達(dá)96％以上。可單獨(dú)成膜，鋅盾同熱（電?。﹪婁\（鋁）一樣，其腐蝕機(jī)理均屬于陰極保護(hù)電化學(xué)理論，即鋅盾鍍層內(nèi)含的鋅，它的電極電位比鋼鐵負(fù)。當(dāng)外界環(huán)境存在電化學(xué)腐蝕時(shí)，鋅是陽(yáng)極先受到腐蝕，而其基體金屬（Fe）是陰極，受到保護(hù)。鋅盾鍍層內(nèi)含鋅量達(dá)96%，因此它比無機(jī)（有機(jī)）富鋅涂料有更強(qiáng)的陰極保護(hù)作用；熱（電?。﹪婁\（鋁）的鍍層對(duì)鋼材來說只有陰極保護(hù)作用；而鋅盾鍍層常溫施工，克服熱噴鋅高溫氧化，陰極保護(hù)能力更強(qiáng)，而且有重防腐涂料的屏障保護(hù)作用，鋅盾的雙重保護(hù)作用，使它具備優(yōu)異的防腐性能，經(jīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比考核表明，在抵抗酸雨腐蝕和抵抗鹽霧浸蝕方面，鋅盾也優(yōu)于熱浸鍍鋅及熱噴鋅。產(chǎn)品經(jīng)過國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢驗(yàn)，鋅盾防腐性能達(dá)到了國(guó)外的先進(jìn)水平。根據(jù)IS012944關(guān)于重防腐涂料配套和膜厚與防腐年限的測(cè)算關(guān)系，按照鋼結(jié)構(gòu)所處的腐蝕環(huán)境及對(duì)使用壽命的要求，確定了鋅盾及配套面漆，保證了該環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性。在歐美發(fā)達(dá)地區(qū)，冷噴鋅已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，并且在很多重大工程中取得優(yōu)異效果。應(yīng)用有德國(guó)北約軍用機(jī)場(chǎng)，德國(guó)法蘭克福國(guó)際機(jī)場(chǎng)，加拿大overlandent大橋，日本瀨戶Seto-Ohashi大橋，比利時(shí)BASF化工廠，西班牙ford汽車廠，中國(guó)臺(tái)灣Long—shian變電站等等，國(guó)內(nèi)應(yīng)用有上海磁懸浮軌道，杭州灣大橋，國(guó)家大劇院，浙江寧海電廠，國(guó)華定州電廠，華電靈武電廠（世界首臺(tái)百萬(wàn)機(jī)組空冷），上海打浦路隧道，廣州白云機(jī)場(chǎng)航站樓，大亞灣核電站，北京高碑店污水處理廠，澳門九澳油庫(kù)，廣州新白云展覽館，南海中海油鉆井平臺(tái)修復(fù)等等工程項(xiàng)目中，得到了腐蝕行業(yè)的認(rèn)可。安全環(huán)保性提高環(huán)保水平是我國(guó)的基本國(guó)策。鋅盾不含甲苯、二甲苯、酮類、氯代烴等毒性大的有機(jī)溶劑；鋅盾鍍層可單獨(dú)成膜，無毒無味，不含Pb、Cr、Hg等重金屬離子，是替代熱浸鍍鋅、電弧噴鋅（鋁）層的最好材料。熱浸鍍鋅、電弧噴鋅（鋁）工藝不僅會(huì)造成大量“三廢”，于環(huán)保不利，而且高能耗；鋅盾施工如涂漆般簡(jiǎn)單，可采用刷涂、噴涂等多種簡(jiǎn)單方式冷噴，無三廢，能耗低，對(duì)人體安全，施工便捷安全。與鋅盾配套的環(huán)氧類、聚氨酯類涂料，均為厚膜涂料，溶劑含量低，VOC低，而且不含Pb、Cr、Hg等重金屬防銹顏料。涂裝工藝的可行性為了保證地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施的涂裝質(zhì)量，設(shè)計(jì)的涂裝配套不僅適應(yīng)于大型鋼結(jié)構(gòu)制造廠，也適應(yīng)于中小型鋼結(jié)構(gòu)制造廠，可在室內(nèi)進(jìn)行涂裝，也可在室外涂裝，一般采用部件噴砂，涂裝鋅盾后，再進(jìn)入噴漆工藝，鋅盾為單組分材料，無需繁重復(fù)雜涂裝設(shè)備，無特殊涂裝環(huán)境及工藝要求，比普通富鋅涂料的施工性能優(yōu)異，增加了生產(chǎn)上的靈活性。本設(shè)計(jì)中所有涂裝材料均可采用刷涂（用于預(yù)涂、修補(bǔ)），也適用于大面積無氣噴涂，一次成膜較厚，可減少施工成本支出。底涂采用的鋅盾，有良好的層間融和性，修補(bǔ)時(shí)，對(duì)表面處理要求較低，同時(shí)，采用的丙烯酸及可復(fù)涂聚氨脂面漆，在復(fù)涂和維修時(shí)原涂層無需作打毛處理，層間附著力優(yōu)異。三、涂裝配套及防腐年限估算2001年國(guó)務(wù)院頒發(fā)了“建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例”（即279號(hào)令）。為貫徹條例，建設(shè)部頒布了“關(guān)于設(shè)計(jì)單位合理使用年限的通知”。這是我國(guó)關(guān)于工程的使用年限首次以政令形式提出明確要求，使我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從工程質(zhì)量到確保使用年限進(jìn)入了法治軌道。工程的使用年限包括涂層的使用壽命，在本設(shè)計(jì)中，涂層的使用壽命是指使用至下一次大修的間隔時(shí)間。本涂裝配套方案中，采用了鋅盾鍍層作底涂。所列舉的鋅盾防腐年限公式是依據(jù)ISO12944國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從鋅盾中鋅含量以及在無錫內(nèi)陸綜合腐蝕環(huán)境條件下，鋅層每年的消耗量來估算鋅盾涂層的防腐年限，具有充分的理論依據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)原則中對(duì)地鐵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施所處腐蝕環(huán)境的分析，處于ISO12944標(biāo)準(zhǔn)所歸屬的C3腐蝕環(huán)境，該環(huán)境中，低碳鋼和鋅層的腐蝕速率見表表一ISO12944標(biāo)準(zhǔn)――腐蝕定義和環(huán)境腐蝕類型材料損失（的一年暴露后溫性氣候下的典型環(huán)境（僅作參考）低碳鋼鋅夕卜部?jī)?nèi)部質(zhì)量損失g.m-2厚度損失um質(zhì)量損失g.m-2厚度損失umCl很低<10<1.3<0.7<0.1加熱建筑物內(nèi)部,空氣潔凈，如辦公室、商店、學(xué)校和賓館等C2低10-2001.3-250.7-50.1-0.7大氣污染較低，大部分是鄉(xiāng)村地帶未加熱的地方（如庫(kù)房/體育館）冷凝有可能發(fā)生C3中200-40025-505-150.7-2.1城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染，低鹽度沿海區(qū)域高濕度和有些污染空氣的生產(chǎn)場(chǎng)所，如食品廠、洗衣廠、酒廠牛奶廠等

C4400—50—8015—302.1—高鹽度的工業(yè)區(qū)和化工廠、游泳池、海船和高6504.2沿海區(qū)域船廠等C5-I650—80—20030—604.2—高鹽度和惡劣大氣總是有冷凝和高濕的建很高（工1500&4的工業(yè)區(qū)域筑和地方業(yè)）C5-I650—80—20030—604.2—高鹽度沿海和近岸總是處于高溫高濕的建很咼（海1500&4地帶筑物或其他地方洋）1高架車站鋼結(jié)構(gòu)及地表橋梁、支架鋼結(jié)構(gòu)、出入站口結(jié)構(gòu)設(shè)施外表面涂裝配套表面處理：IS08501Sa2.5級(jí)，Rz40-70um涂層名稱涂層名稱鋅盾ZD96-1鋅盾封閉劑ZD聚氨酯改性面漆合計(jì)道數(shù)X每道膜厚2X502X602X406推薦膜厚（um）10012080300推薦膜厚（um推薦膜厚（um）200推薦膜厚（um）1002鋼管片、風(fēng)道、管道等地下結(jié)構(gòu)設(shè)施表面防腐方案涂層名稱道數(shù)X每道膜厚鋅盾ZD96-14X503地下連接螺栓表面防腐方案涂層名稱道數(shù)X每道膜厚鋅盾ZD96-12X50鋼管片涂層使用壽命的估算鋅盾的陰極保護(hù)年限：公式n=（G/g）XK其中n耐用年數(shù)G：鋅層總附著量，其中l(wèi)“m鋅層涂布量約為7.2g/m2ziroN?g：年腐蝕量(在該綜合腐蝕環(huán)境下，鋅層年腐蝕量為15g/m2)k折減系數(shù)，鋅盾一般以0.8計(jì)g/m2X(200X96%)X0.8n=15g/m2年"73.7年(A)鋅盾層屏障保護(hù)年限至少：5?????(B)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋅(鋁)鍍層復(fù)涂重防腐涂料后綜合防腐年限增加1.2?2.0倍的經(jīng)驗(yàn)公式：綜合防腐年限=(A+B)X1.6=(73.7+5)X1.6>50年四、鋼構(gòu)件涂裝工藝1、工藝流程鋼材切割——焊接組裝——噴砂除銹——焊縫預(yù)涂鋅盾——噴涂鋅盾——噴鋅盾封閉劑——噴第一道聚氨脂面漆——總裝——補(bǔ)涂——統(tǒng)噴第二道聚氨脂面漆等——檢查涂裝質(zhì)量——修補(bǔ)——交驗(yàn)。2、除油過程鋼材表面附著的重油污將會(huì)污染拋丸工段鋼丸，造成大面積油污污染及鋼丸報(bào)廢，所以此階段需除去油污，采用干凈布蘸取200＃溶劑油或其他溶劑重點(diǎn)清除油污。3、涂裝前表面處理根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)件腐蝕特點(diǎn)和涂裝配套方案，所有鋼材表面，必須經(jīng)過拋丸或噴砂處理，清潔度達(dá)到GB8923標(biāo)準(zhǔn)或IS08501—1標(biāo)準(zhǔn)的Sa2.5級(jí)，采用1?1.5mm鋼丸或30目左右砂料，使粗糙度Rz=40?70um。、鋅盾施工條件4.1施工環(huán)境溫度：一5°C至50°C.施工環(huán)境濕度：無苛刻要求，相對(duì)濕度大于85%也可涂裝。施工步驟5.1稀釋：開稀前，采用氣動(dòng)攪拌泵將桶內(nèi)物料勾底充分?jǐn)嚢杈鶆?，避免取用時(shí)上下不勻。5.2涂裝：采用高壓無氣噴涂，噴槍壓力10?15Mpa，可采用長(zhǎng)江Z系列噴嘴，勻速均勻走槍，噴涂至規(guī)定厚度。6、復(fù)層涂裝6.1可使用無氣噴涂、有氣噴涂、刷涂等方式施工。6.2中間漆封閉層涂裝：先將環(huán)氧云鐵中間漆添加30?50%（重量比）稀釋劑，薄薄涂裝一道約10?20um，作為封閉層。封閉層涂裝數(shù)小時(shí)后，按中間漆本身說明要求，配置適合施工方式粘度的環(huán)氧云鐵中間漆，按方案要求將中間漆涂裝到規(guī)定厚度。面漆涂裝：經(jīng)過中間漆規(guī)定的復(fù)涂時(shí)間間隔后，按照面漆施工要求涂裝面漆。五、涂裝工藝的質(zhì)量檢查1、表面處理涂裝部位清潔度達(dá)到ISO8501—1或GB8923—88標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級(jí)。2、材料質(zhì)量材料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)有產(chǎn)品合格證，并應(yīng)取樣復(fù)驗(yàn)，對(duì)照材料說明書，符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，才可使用。按GB3186標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隨機(jī)取樣數(shù)應(yīng)大于（n/2）1/2（n—交貨產(chǎn)品桶數(shù)），同時(shí)取樣兩份，每份0.25kg，其中一份校驗(yàn)，另一份儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?、涂層外觀質(zhì)量按GB50205—2001標(biāo)準(zhǔn)14.2.3條，構(gòu)件表面不應(yīng)誤