電弧噴塗防腐技術在鋼結構上的應用
發布時間:2014-07-15
當今社會,作為係統工程,直接關係到鋼結構的安全運行與壽命的長效防腐工程正受到工程使用方、設計方和工程施工方等多方麵的重視。實踐證明:加強
鋼結構製作與維護過程中的防腐施工管理與監督,對工程使用方、施工方和監理方來說,是致關重要的;在鋼結構的設計與製作過程中,必須有專業防腐工程技術人員和專家的參與或指導。近年來,電弧噴塗長效複合防腐技術正逐漸在
鋼結構製作中推廣與應用。
一、概述
由(you)於(yu)鋼(gang)結(jie)構(gou)具(ju)有(you)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)好(hao),承(cheng)載(zai)性(xing)能(neng)強(qiang),製(zhi)造(zao)簡(jian)便(bian),易(yi)於(yu)采(cai)用(yong)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan),施(shi)工(gong)安(an)裝(zhuang)周(zhou)期(qi)短(duan),密(mi)封(feng)性(xing)好(hao)等(deng)優(you)點(dian),在(zai)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)建(jian)設(she)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)大(da)量(liang)的(de)應(ying)用(yong),例(li)如(ru)大(da)跨(kua)度(du)結(jie)構(gou)(橋梁、體育館屋架等)、輕型鋼結構(大中型車間)、高層建築(紐約世貿大廈和上海金貿大廈等)、板殼結構(壓力容器與長輸管線)。但是,鋼結構在服役期間,和它所處的環境介質之間易發生化學、電化學或物理作用,引起材質的變質和鋼結構的破壞失效,人們常常稱之為鋼結構的腐蝕。
人們已經認識到,人類使用的鋼結構很少是由於單純機械因素(如拉、壓、衝擊、疲勞、斷裂和磨損等)或其他物理因素(如熱能、光能等)引起破壞的,絕大多數金屬結構的破壞都與其周圍環境的腐蝕因素有關。因此,鋼結構的腐蝕與防腐已成為當今材料科學、化工業與工程等領域不可忽略的重大課題,受到了政府與鋼結構應用相關的各行業的重視。
二、鋼結構長效防腐工程應用的必要性
到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi),鋼(gang)結(jie)構(gou)的(de)腐(fu)蝕(shi)問(wen)題(ti)正(zheng)在(zai)給(gei)世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)的(de)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)損(sun)失(shi)。據(ju)一(yi)些(xie)工(gong)業(ye)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)統(tong)計(ji),每(mei)年(nian)由(you)於(yu)鋼(gang)結(jie)構(gou)腐(fu)蝕(shi)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)約(yue)占(zhan)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)生(sheng)產(chan)總(zong)值(zhi)的(de)2%一4%。美國1975年因腐蝕造成的經濟損失約為700億美元,約占當年國民生產總值的4.2%,1982年高達1260億美元;英國1969年腐蝕損失為13.65億英鎊,占國民生產總值的3.5%;日本1976年腐蝕損失為92億美元,占國民生產總值的1.8%;據我國1995年統計,腐蝕損失高達1500億元人民幣以上,約占國民生產總值的4%。目前,全世界每年因鋼結構腐蝕造成的經濟損失已高達數千億美元以上。
而er且qie,鋼gang結jie構gou由you於yu腐fu蝕shi造zao成cheng的de事shi故gu危wei及ji到dao結jie構gou的de安an全quan運yun行xing。腐fu蝕shi引yin起qi的de災zai難nan性xing事shi故gu屢lv見jian不bu鮮xian,後hou果guo極ji為wei嚴yan重zhong,特te別bie是shi焊han接jie鋼gang結jie構gou和he承cheng受shou較jiao大da應ying力li狀zhuang況kuang下xia的de鋼gang結jie構gou,由you於yu在zai應ying力li作zuo用yong下xia,腐fu蝕shi將jiang大da大da的de加jia速su,即ji發fa生sheng所suo謂wei的de應ying力li腐fu蝕shi問wen題ti,在zai鋼gang結jie構gou破po壞huai中zhong極ji為wei常chang見jian。例li如ru,橋qiao梁liang結jie構gou或huo高gao空kong屋wu架jia結jie構gou由you於yu嚴yan重zhong的de腐fu蝕shi問wen題ti,必bi須xu進jin行xing重zhong建jian,否fou則ze,將jiang會hui造zao成cheng嚴yan重zhong的de後hou果guo,當dang然ran,經jing濟ji的de投tou入ru是shi相xiang當dang大da的de,現xian在zai,國guo內nei建jian設she一yi座zuo大da型xing鋼gang結jie構gou橋qiao梁liang,將jiang耗hao資zi至zhi少shao數shu億yi人ren民min幣bi。日ri本ben1970年大扳地下鐵道的管線因腐蝕折斷,造成瓦斯爆炸,乘客當場死亡75人。1979年我國某市液化石油氣貯罐由於腐蝕爆炸起火,傷亡幾十人,直接經濟損失達630萬元。並且,由於意外事故而引起的停工、停產所造成的間接經濟損失,可能超過直接經濟損失的若幹倍。
正因為如此,采用鋼結構防腐技術,特別是長效防腐新技術的運用就顯得優為重要。如果鋼結構能夠在15~50年免維護的話,使用方將節省大量的維護經費,並大大提高鋼結構的安全性與使用壽命。
到目前為止,從
鋼結構工程使shi用yong方fang,設she計ji方fang和he施shi工gong方fang等deng多duo方fang麵mian仍reng然ran對dui鋼gang結jie構gou的de長chang效xiao防fang腐fu的de重zhong要yao性xing缺que乏fa足zu夠gou的de重zhong視shi,在zai意yi識shi上shang依yi然ran停ting留liu在zai傳chuan統tong的de防fang腐fu技ji術shu上shang,後hou期qi的de維wei護hu可ke能neng也ye跟gen不bu上shang。
並且,即使是傳統的塗裝防腐,由於在施工過程中防腐
施工技術不過關,經常造成鋼結構過早的腐蝕或破壞。例如,1965年3月,美國一輸氣管線因應力腐蝕破裂著火,造成17人死亡。又如某遊泳館早年油漆施工時的施工工程技術非長效防腐,造成鋼結構局部區域過早腐蝕,如圖1所示,加上早年屋麵係統設計關於防腐技術的時代局限性,使得使用方必須耗資數百萬對其進行拆換或維護。
另外,一些工程使用方也存在著一個較大的問題,即工程實施之前沒有專門的防腐工程方麵的專家對鋼結構的整體防腐技術進行評估;工程移交時,沒有委派專業的防腐施工的工程師或專家對整個鋼結構防腐的質量進行嚴格的檢測;防腐施工後就高枕無憂,對其後期的定期檢測與維護基本沒有進行;要麼就是不顧實際情況降低對防腐工程的費用,與施工單位相互結合,從而產生不合格的“豆腐渣工程”。
gegefangmiandewenti,jizhongzaiyiqideshihou,zhenggegangjiegoudeshoumingkendingshilingrenhuaiyide,daomuqianweizhi,yijingfashengleduoqigangjiegoupohuaishigu,qizhijiehouguodoushizainanxingde,zhijiezhengmingleshangshudefenxi。
之所以將鋼結構長效防腐工程稱之為一個係統工程,正是因為它要涉及到
鋼結構工程使用方、工程設計方、工(gong)程(cheng)施(shi)工(gong)方(fang)與(yu)施(shi)工(gong)監(jian)理(li)方(fang)等(deng)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de)綜(zong)合(he)因(yin)素(su)。隻(zhi)有(you)將(jiang)各(ge)個(ge)方(fang)麵(mian)進(jin)行(xing)合(he)理(li)的(de)組(zu)合(he)與(yu)多(duo)方(fang)的(de)重(zhong)視(shi),鋼(gang)結(jie)構(gou)的(de)安(an)全(quan)與(yu)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)才(cai)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)可(ke)靠(kao)的(de)保(bao)障(zhang)。
三、鋼結構長效防腐綜合技術比較
大型鋼結構,如橋梁、水工結構、塔器、化工大罐、壓力容器等防腐,尤其是長效防腐處理(15-20年以上)上可有多種選擇。例如熱浸鍍鋅或鋁技術,重防腐塗料塗層技術,熱噴塗鋅或鋁塗層技術等。其中,最為合適的還是熱噴塗鋁或鋅(加封閉層)塗層。
假定惡劣條件下使用的鋼結構的防護年限為20年,熱噴Zn或Al塗層壽命以20年計;有機塗料塗層以3年計,20年需施工近7次,且暫不計施工中造成的其他損失,例如企業停工等。於是,可得,熱噴Al或Zn塗層綜合計價為:4~6元/年•m2,平均5元/年•m2;而有機塗料塗層為1.7-27元/年•m2,平均14.35元/年•m2,為熱噴塗長效防腐技術的3倍左右。
由於塗層失效而在防護期(20年)內重新施工所造成的損失是很大的。例如長江葛洲壩工程的過船閘閘門及提升閘門用的大型龍門吊車的鋼結構、升船機的鋼結構等。原用油漆防腐2-3年大修一次,在每次大修期間,每天減少20艘船的通航能力,共減少近l200艘船隻通航能力,平均每年為400-600艘,給長江航運造成極大損失。因此三峽工程中的重要水工閘門、黃柏河大橋和下牢溪大橋等需采用熱噴塗Al或Zn塗層進行防護。
從綜合的工程使用方的綜合計價來講,與油漆塗層技術和熱浸技術相比,熱噴塗長效防腐技術具有很高的性能價格比。
dianhupentujishuzaiwushiniandaijijingzaixuduoguojiadegangjiegouzhizaoyuweihulingyudedaoyidingdeyingyong,danyouyudangshidianhupentushebeijishushuipingdexianzhi,dianhupentubeirenweishiyizhonggaoxiaolv、低質量的熱噴塗方法。直到六、七十年代美國、德(de)國(guo)等(deng)一(yi)些(xie)工(gong)業(ye)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)對(dui)電(dian)弧(hu)噴(pen)塗(tu)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)了(le)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)改(gai)造(zao),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)塗(tu)層(ceng)的(de)質(zhi)量(liang),推(tui)動(dong)了(le)電(dian)弧(hu)噴(pen)塗(tu)技(ji)術(shu)在(zai)鋼(gang)結(jie)構(gou)製(zhi)造(zao)的(de)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong),我(wo)國(guo)在(zai)20世紀90年代末期,電弧噴塗技術才成為近年發展最為迅速的熱噴塗技術之一。
例如,近年挪威Dalseide&Floysand公司承建的總重量達2300噸的挪威海上石油平台,整個電弧噴塗防腐工程采用14台G35-LD/U3噴塗設備,100個噴塗工人3個月共噴塗AlMg5絲材35噸dun,是shi世shi界jie上shang較jiao大da的de熱re噴pen塗tu長chang效xiao防fang腐fu工gong程cheng的de典dian範fan之zhi一yi。石shi化hua管guan線xian的de長chang效xiao防fang腐fu中zhong也ye使shi用yong了le熱re噴pen塗tu防fang腐fu技ji術shu當dang然ran,應ying用yong熱re噴pen塗tu技ji術shu施shi工gong時shi,存cun在zai著zhe一yi定ding的de噪zao音yin和he粉fen塵chen。對dui於yu鋼gang結jie構gou工gong廠chang製zhi作zuo時shi的de環huan保bao要yao求qiu相xiang當dang嚴yan格ge,而er目mu前qian對dui於yu野ye外wai的de安an裝zhuang或huo舊jiu鋼gang結jie構gou後hou期qi維wei護hu施shi工gong時shi基ji本ben沒mei有you高gao的de要yao求qiu,隻zhi是shi必bi須xu加jia強qiang對dui施shi工gong人ren員yuan的de防fang護hu。
四、鋼結構長效防腐工程的質量檢測
現在,對於
鋼結構工程的設計與施工,均采用質量終身製。近年,政府對於鋼結構(例如橋梁)的de設she計ji與yu製zhi造zao提ti出chu了le明ming確que的de壽shou命ming要yao求qiu。因yin此ci,不bu管guan鋼gang結jie構gou采cai取qu何he種zhong防fang腐fu技ji術shu進jin行xing防fang護hu處chu理li,在zai其qi製zhi作zuo或huo者zhe維wei護hu過guo程cheng中zhong,必bi須xu進jin行xing專zhuan業ye性xing的de嚴yan格ge質zhi量liang檢jian測ce與yu監jian督du。本ben著zhe對dui
鋼結構工程負責的精神,工程使用方、施工方和專業監理方都應該高度重視這個重要的環節。
對(dui)於(yu)每(mei)一(yi)道(dao)防(fang)腐(fu)施(shi)工(gong)工(gong)序(xu),必(bi)須(xu)提(ti)出(chu)明(ming)確(que)的(de)質(zhi)量(liang)技(ji)術(shu)規(gui)範(fan)。例(li)如(ru)鋼(gang)結(jie)構(gou)預(yu)處(chu)理(li)時(shi)的(de)噴(pen)砂(sha)等(deng)級(ji)或(huo)手(shou)工(gong)預(yu)處(chu)理(li)等(deng)級(ji),防(fang)腐(fu)施(shi)工(gong)的(de)環(huan)境(jing)要(yao)求(qiu),油(you)漆(qi)的(de)
施工工藝guicheng,zhengquexuanzedeyouqitucenghuorepentutucengdejiehexingnengyuhouduxianchangchouyangjiance,chouyangjinxingmonihuanjingxiadefushishiyan,tucengwaiguanjianzhadengdeng,junxuyaozhuanrenfuze。
無論施工方,還是工程使用方,對防腐塗層進行嚴格的質量檢測時,必須采用較為精密的檢測手段和設備,而在目前,很多的
鋼結構製作changjiahuogongchengshiyongfangduigongchengshigongshiruhejiancefangfutucengdexingneng,jibenmeiyouhenhaodezhongshi,youdegancuigenbenjiumeiyoujianceshebeihuotiaojian。zheyeshihenduogangjiegoufuyiqishoumingdadasuoduan,bingkenengzaochengpohuaidezainanshigufashengdezhuyaoyuanyinzhiyi。
五、結論通過以上的分析,可以得出以下結論:1.當今社會已經開始認真的對待鋼結構長效防腐這個係統工程,它與鋼結構的安全運行與壽命的保障密切相關。2.加強
鋼結構製作與維護過程中的防腐施工管理與監督,對工程使用方、施工方和專業監理方是致關重要的。3.在鋼結構的設計與製作過程中,必須有專業防腐工程技術人員和專家的參與或指導。4.在zai國guo內nei,電dian弧hu噴pen塗tu長chang效xiao防fang腐fu技ji術shu是shi近jin年nian發fa展zhan起qi來lai的de新xin興xing技ji術shu,受shou到dao了le越yue來lai越yue廣guang泛fan的de注zhu意yi,與yu塗tu裝zhuang技ji術shu的de有you機ji結jie合he,將jiang更geng加jia具ju有you市shi場chang的de優you勢shi。