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    浅谈喷涂防腐技术在钢结构闸门中的应用.pdf

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    浅谈喷涂防腐技术在钢结构闸门中的应用.pdf

    132 内蒙古水利 2012年第3期总第139期 【技术应用】 浅谈喷涂防腐技术在钢结构闸门中的应用 贾东杰。,冯 洁 ,房国权 1.内蒙古自治区红山水库管理局,内蒙古翁牛特024511;2.内蒙古自治区水利水电勘测设计院,内蒙古呼和浩特010020 摘 要] 针对钢结构水闸门的严重腐蚀环境,各种防腐方法各有优缺点。文章简述了有效控制钢 铁的腐蚀,延长钢闸门的使用寿命,确保水利水电工程的完整和安全,做好钢闸门的防腐工作重要性。 [关键词] 喷锌;闸门;防腐;热喷涂 中图分类号TV 698.2 文章标识码B 文章编号10090088201203013202 1 腐蚀的原理及影响腐蚀的因素 金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。化学 腐蚀是金属与外部介质直接进行化学反应。电化学腐 蚀是金属与外部介质发生的电化学反应,即在腐蚀过 程中,不仅仅有化学反应,且伴随有电流产生。钢闸门 腐蚀多为电化腐蚀。 1.1 电化学腐蚀的基本原理 当金属和电介质溶液接触时,组成金属晶格的离 子由于受到极性分子的作用,在金属表面将会出现两 个不同的反应区,①金属变成金属离子而溶解,并释放 电子的反应区。②由于氢离子还原和氢氧根离子生成 而消耗电子的反应区,结果会在金属和溶液界面形成 带有正电荷的双电层,当金属带负电时,金属就会被溶 解就是腐蚀。 1.2腐蚀的因素 1气候因素钢结构水闸门水上部位易受日晒 雨淋、潮湿气氛等的作用而发生腐蚀。 2钢结构表面状态粗糙、机械损伤、空穴、焊接 缺陷、缝隙等对腐蚀影响很大。 3应力和变形应力和变形越大,腐蚀越甚。 4水质淡水含盐量较低,闸门的腐蚀视其化学 成分及污染情况有所差异;海水含盐量高,导电性好, 海水中含大量氯离子,对钢铁的腐蚀性大,钢闸门在海 水中比在淡水中腐蚀严重。 5水流速度钢闸门受到水流及水中夹带的泥 沙等磨粒对金属表面高速冲击,产生冲蚀磨损;同时, 水体的流动使极化作用加强,比较容易将腐蚀产物从 结构表面随水流冲走,使腐蚀加快,所以,经常开闸泄 水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。 6杂散电流焊接作业或外加电流阴极保护均 可能产生杂散电流,电流杂散的结果,常在杂散结构的 阳极区发生不同程度的腐蚀,杂散电流越大,腐蚀越严 重。这种腐蚀后果非常严重但还未引起足够重视。 7水生物钢结构水闸门上常见的生物腐蚀多 为点状腐蚀坑,有时成片状连接,最大坑深可达2.5 mm。 8电偶腐蚀钢结构水闸门整体与相关不同材 质零部件在潮湿环境和介质中形成异金属连接,而发 生严重的电偶腐蚀。 2常见防腐蚀的方法 钢结构防腐方法很多,目前,常用的有涂料保护 法、喷锌防腐法、喷铝防腐法、和阴极保护与联合防护 法。 涂料保护法它是用油漆、高分子聚合物、润滑油 脂等涂在钢件表面,使钢铁表面与水或其它引起腐蚀 的介质隔离,达到防腐的目的。这种方法应用最广,工 艺简单,施工费用低廉,但保护周期相对较短。 喷涂锌、铝防腐法它是一种电化学作用,当钢闸 门外涂敷一层锌或铝时形成了一个由锌或铝与钢板组 合成的微电池,在电化学上锌和铝要比铁更活波的金 属,所以,电流就从锌或铝向钢板流动,锌铁的涂层成 为阴极,钢板成为阳极,从而达到保护钢板不受腐蚀的 目的。为使锌铝涂层不被腐蚀,必须在锌铝涂层外再 涂上其它一层防腐作为保护层。阴极保护与联合防护 法由于金属表面单独采用涂料保护,保护周期较短, 而单独采用阴极保护时,所需要的保护电流大而且分 布不均匀,保护效果不理想。 3闸门防腐施工方法 闸门防腐防腐具体操作方法喷砂除锈喷锌二 底一面封闭覆盖涂料氯化橡胶铝粉漆。 3.1喷砂除锈 浅谈喷涂防腐技术在钢结构闸门中的应用贾东杰等 l33 喷砂前,依据涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈 等级规定,对金属结构基体表面锈蚀等级进行评定。 仔细检查,清除焊渣、飞溅等附着物,并清洗表面油脂 及可溶污物,对无用的焊接体或联接物也应作妥善处 理。 3.2磨料控制 喷砂除锈用的砂,要求颗粒坚硬、有棱角、干燥 含水量2%、无泥土及其他杂质;以石英砂为好, 粗河砂也可;同时,应考虑砂料运输条件,单价高低,回 收能力等因素;砂料粒径以0.5~1.5 mm为宜,筛选 前须晒干,存储于棚内、室内,筛孔大小为粗筛40~ 48fL/cm 粒径1.2 mm、细筛372476fL/cm 粒 径0.3 mm。除锈方案确定后,磨料可选河砂、石英砂 或二者混合。在岗南水库除险加固中,经预喷比较,将 石英砂和河砂按11掺和使用除锈效果最好。 3.3工具控制 喷砂操作时,空压机气压为6.0105~6.5 X 10 Pa,气压变幅为0.5105~1.010 Pa。一般砂桶 气压为4.5105~5.510 Pa,不得小于4.0 10 Pa。喷砂前应检查压力容器的生产厂家是否持有 有关部门颁发的生产许可证、喷砂工佩戴的防护工具、 安全带绳和供氧装置是否安全可靠,以及喷嘴磨损 情况,当孑L口直径增大25%时宜更换喷嘴。 3.4环境控制 鉴于水工金属结构喷砂除锈为露天作业,施工时 除应注意防尘和环境保护,还必须每日检测施工现场 环境温度、湿度和金属表面的温度,计算当日露点,做 好施工记录。当空气相对湿度大于85%、金属表面温 度低于露点以上3℃时不得施工。 3.5工艺控制 喷砂用的压缩空气必须经冷却装置及油水分离器 处理,以保证干燥、无油;油水分离器必须定期清理。 喷嘴到基体钢材表面距离以100~300 mm为宜,喷砂 前对非喷砂部位应遮蔽保护。喷射方向与基体钢材表 面法线夹角以15。~3O。为宜。喷砂除锈后、进行下一 道工序前,如遇下雨或其他造成基体钢材表面潮湿的 情况时,要待环境达到施工条件后,用干燥的压缩空气 吹干表面水分后施工,如须重新喷砂,不可降低磨料要 求,以免降低粗糙度。喷砂时喷嘴不要长时间停留在 某处,喷砂作业应避免零星作业,但也不能一次喷射面 积过大,要考虑涂装或热喷涂工序与表面预处理工序 间的时间间隔要求。对喷枪无法喷射的部位要采取手 工或动力工具除锈。 3.6质量控制 喷砂完成后,首先,应对喷砂除锈部位进行全面检 查,其次,要对基体钢材表面进行清洁度和粗糙度检 查。重点应检查不易喷射的部位,手工或动力工具除 锈部位可适当降低要求。对基体钢材表面进行清洁度 和粗糙度检查时,一是严禁用手触摸;二是应在良好的 散射日光下或照度相当的人工照明条件下进行,以免 漏检。 喷砂除锈后,金属结构表面清洁度应达到Sa21/ 2,应对照涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中 提供的照片进行比较,比较时至少每2 m 有一个比较 点。喷砂除锈后,金属结构表面粗糙度应达到Ry60~ 100 ixm,应按照技术要求,取相应粗糙度样板,用至少 7倍放大镜放大后比较,比较时至少每2 m 有一个比 较点。用表面粗糙度仪直接测定时,每2 m 表面至少 要有一个评定点,取评定长度为40 mm,在此长度范围 内测5点,取其算术平均值为此评定点的表面粗糙度 值。 4覆盖防腐措施 钢结构闸门是水力发电站、水库中控制水量的水 工建筑物重要构件。它一部分长期浸没水中,表面受 到微生物侵蚀如钉蝎的吸附,其排泄物呈酸性。另 一部分长期暴露在大气中,特别是水线部分,受到冲浪 和水面上漂浮物的冲击,同时,又受到涨潮、落潮的影 响,使这部份钢结构表面经常干湿交替,特别容易生 锈。采用喷锌大大提高了钢闸门的耐蚀性,由于喷锌 工艺预处理采用喷砂除锈处理,故工件表面非常清洁 毛糙,表面喷锌后不会产生由内向外的腐蚀,从而不会 产生锌层脱落现象,并加涂一层氯化橡胶铝粉漆,比原 来采用的油漆工艺防腐年限提高5~6倍。 5 结语 国内外应用热喷涂铝或锌来对保护钢结构水闸门 已有较久的历史,其成功应用经验也充分证明了这一 点。采用喷涂锌、铝防腐法对水工闸门进行防腐处理, 比其它防腐有效的多。通过这些年的运行不需进行任 何防腐维护、可现场施工、年均防腐费用最低、经济合 理等特点,大大的改善侵蚀、腐蚀的状况,延长钢结构 闸门的使用寿命,是钢结构水闸门等水工金属结构防 腐蚀的优选方案。 编校杨亚军 收稿日期20120422 作者简介贾东杰,工程师,从事水库管理工作。

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