港口设备钢结构防腐施工的问题及解决方案

   日期:2024-06-25     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:248    
核心提示:对于港口设备钢结构的防腐涂装,最经典的应用方案是采用环氧富锌底漆+环氧厚浆或者环氧云铁中间漆+丙烯酸改性的脂肪族聚氨酯面漆。上述分析说明:省工型重防腐涂料可以应用于港口设备(如起重运输机械、钢质趸船、钢栈桥、码头钢管桩等)钢结构的防腐,以取代常规防腐涂料。

港口设备钢结构(如起重运输机械、钢浮桥、钢桥墩、码头钢管桩等)在防腐施工中通常会遇到以下问题:

(1)设备腐蚀过快。由于这些设备通常位于江河、海河、湖沼的岸边或水中,水汽、盐雾侵蚀比较严重;港口生产过程中产生的酸性或碱性物质的粉尘积聚在设备表面,进一步加剧了设备的侵蚀;防腐施工往往前期处理和清理不彻底,设备表面积聚的粉尘没有清理干净或者旧锈没有清除干净,就直接上漆。

(2)不易进行防腐施工。陆上设备必须先冲洗干净,干燥后再除锈。如果选择人工除锈,不易彻底,涂漆后三四年内又会再次生锈。如果采用喷砂除锈,成本高,工期很长。水上浮桥必须在工厂内停泊停靠,费时费力。钢管桩根本无法防腐。

(3)港口生产繁忙,设备难以停机,甚至需要在生产过程中进行防腐施工,或在生产间隙极短时间内赶工。针对以上问题,亟待研究最优的防腐施工方案。

1.传统设备涂装方案

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对于港口设备钢结构的防腐涂装,最经典的应用方案是采用环氧富锌底漆+环氧厚浆或环氧云铁中间漆+丙烯酸改性脂肪族聚氨酯面漆。环氧富锌底漆不仅附着力好,而且能起到阴极保护作用(当然产品必须有足够的锌含量,否则不能形成连续的电屏蔽膜)。环氧中间漆主要增加涂膜厚度,采用片状结构的填料(如云母氧化铁、铝粉、玻璃鳞片等)增强对介质的屏蔽阻隔作用。面漆通常采用丙烯酸改性脂肪族聚氨酯面漆,其耐候性突出,在一些对面漆耐候性和质感要求不高的场合,也可以采用单组份丙烯酸面漆代替。上述经典方案最大的缺点是对表面预处理要求较高,必须喷砂至Sa215级(最低Sa2级)。 对于前处理不能满足以上要求的防腐,传统上多采用球形磷酸锌等防锈效果相对较好的底漆代替,价格相对便宜(所用填料价格便宜,所占比例大)东莞钢结构防腐涂料哪家好,防腐性能很差,往往达不到预期的防腐效果。

2.改性环氧重防腐涂料的研究

20世纪90年代中后期不断发展的改性环氧低表面处理漆,解决了传统环氧漆存在的问题,即使表面前处理较差,仍能表现出优异的涂装性能。作为通用环氧防腐涂料,其综合防腐性能大大优于传统环氧漆,其研究开发备受关注,各国际知名品牌涂料生产厂家相继开发此类产品,如佐敦公司的JUTOMASTRIC系列。在水下使用时,加入铝粉作为填料,增加屏蔽性(本身不具备阴极保护作用),而国内厂家的研发普遍稍显落后。深圳市群之力涂料化工有限公司研制的省力系列改性环氧涂料,具有防锈防潮、耐盐雾、耐潮湿、耐酸碱等特点,同时底漆还具备阴极保护的作用。

(1)高性能合成树脂和颜料决定涂料性能

该涂料是以环氧树脂为主的多种树脂在高温控压下聚合成功合成的改性复合树脂(不同于普通的混合冷混改性)。改性复合树脂不仅能与基材螯合(达到防锈效果),还具有优异的综合防腐性能,为重防腐性能与省力功能的完美结合提供了基础。同时,特殊颜填料的创新使用,进一步提高了涂料的综合性能,使涂料呈现出一些特殊的特性(漆面坚硬亮丽、富有弹性、耐水系数小等)。

(2)新的防锈机理

为了满足工程防腐的实际需要,现在出现了许多带锈涂料。传统带锈涂料的作用机理分为转化型、稳定型和其他类型。这些涂料通过在填料中添加转化液、复合稳定剂等使锈蚀转化或钝化,达到带锈的功能。受限于其带锈机理,这些涂料的一个共同缺点是涂层的防腐性能不佳,与常规(不带锈)重防腐涂料相比,防腐性能明显逊色,因此严格来说,它们并不是真正的重防腐涂料,带锈只是权宜之计。省力型改性环氧重防腐涂料与上述不同,它采用一种全新的带锈机理——综合带锈机理。 它不依靠填料中的添加剂,而是依靠改性复合树脂本身,通过与金属基体和锈蚀发生物理化学反应,将树脂、颜填料、稳定锈层转化产物与金属基体分子螯合在一起,形成坚固的复合屏蔽层。由于屏蔽层与基体金属螯合,可以粗略地认为屏蔽层下方的离子交换通道被完全消除,而屏蔽层的高稳定性、致密性和电绝缘性更有效地阻止了离子的渗透,使电化学过程的外部通道也被切断。因此,它的腐蚀电流被限制在很小的数量级,长期重防腐性能非常好。此外,屏蔽层不仅能有效阻止氧化离子向金属基体中扩散,而且,只要树脂涂层存在,它就能将新氧化的锈斑再次转化固定,从而完全阻断再腐蚀通道。 因此该涂料不仅对金属基体的附着力远高于一般底漆,而且防锈能力强,由于是依靠树脂而非颜填料、助剂进行螯合,也为颜填料的自由使用创造了广阔的空间,从而差异化获得非常广泛的产品系列。

(3)耐湿、与新旧漆膜兼容

在潮湿的钢铁表面涂装防腐层时,对于大多数涂料来说,水分会滞留在涂层之下,这会阻止漆膜与钢铁的结合,继续促使钢铁生锈生成疏松的腐蚀产物;另一方面,随着温度的变化,水分会发生局部的液气相变和体积膨胀收缩,对漆膜造成机械损伤,时间长了漆膜就会起泡、剥落,所以水分对于防腐来说是一大隐患。在一些特殊的环境下,很难达到干燥的施工面和合适的相对湿度,在涂装施工过程中,钢铁表面有时会出现结露现象(尽管只是局部的或轻微的),容易被施工人员忽视,造成隐患,用不了多久,涂层就会剥落。省力重防腐涂料的树脂的亲铁功能比水的亲铁功能要强得多。 因此当其涂在潮湿表面时,会立即与铁产生亲和力,将水分挤出并进入涂层,然后水分又通过分子的迁移逐渐透过涂层逸出。因此,带湿施工可节省人工,且容易保证施工质量。

(4)省力型重防腐涂料的特点

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作为在恶劣环境下使用的重防腐涂料,其综合防腐性能十分优异,各项性能指标一般比常规重防腐涂料提高几倍甚至十几倍。如在中性盐雾中的耐蚀性可达1000h东莞钢结构防腐涂料哪家好,耐湿热性达5000h,耐候性和耐化学介质腐蚀性突出,抗冲击性和耐磨性好,附着力强。对于普通规格的防腐,涂膜寿命可达10年以上;对于加强规格的防腐,涂膜寿命可达20年以上,甚至30年以上。不含各种有机酸、无机酸,不使用铅、铬等有害物质,使用过程中三废极少,有利于环保。其漆膜实际无毒,可用于流动饮用水场合的防腐。 可带锈涂装(前处理仅需手工除锈St2级),亦可带湿涂装,干湿皆可,广谱性好,可与大多数金属和非金属材料螯合,因此可在金属、木材、混凝土等表面及大多数新旧漆膜上施工,附着力强,适应性广,方便用户,减少了防腐材料储备种类和施工繁琐。施工工序少,一次成膜,可实现底漆、面漆一体化,成本低。施工温度范围广(5℃~50℃),常温下即可快速固化。无溶剂水下环氧漆是改性胺固化的高性能环氧漆,可在水下涂装,0℃以上即可固化,固化后的漆膜具有优异的耐海水、淡水性能,耐化学性好,坚韧耐磨,耐冲击,附着力强。 特别适用于极端恶劣条件下的港口、海上平台、水下钢结构、潮差区(水位变化区)钢结构、木材、玻璃纤维、混凝土构件、桩基、工业水管道等的防腐保护和现场修复。

3. 新一代省力改性环氧

重防腐涂料解决方案

此方案采用湿式喷砂清理除锈,再刷上省力、可湿性强的改性环氧重防腐涂料,具有以下突出优点:

(1)前处理可以做得很彻底,不仅冲洗干净(水压高且夹砂),湿喷效果也很好(湿喷压力比干喷压力大很多,而且有挤水),效率很高。对于同样的前处理清洁度级别,如Sa215标准,湿喷效率至少是干喷的5倍。再加上节省了冲洗、烘干的时间,所以湿喷的效率比干喷高很多。考虑到配套使用的省力型重防腐涂料,对前处理后的表面状态要求不高,一般情况下达到Sa115级就可以了,甚至允许达到Sa1级,所以实际施工效率较高。

(2)所采用的省力型改性环氧重防腐系列涂料,可在潮湿环境下施工,对不彻底的前处理有较好的容忍度。其防腐性能优于传统环氧涂料,特别是耐酸性、耐盐雾性、耐湿热性好。因此,该防腐方案具有理想的效果。只要湿式喷砂后的清洁度标准等级控制得当,采用该防腐施工方案施工后的设备可以恢复到新设备的状态。

(3)施工效率高,工期短,对设备停机影响小。另外,湿式喷砂设备的机动性比干式喷砂设备好,安排施工方便、容易。例如,如果一条皮带输送线的停机时间超过6至8小时,则可以在整条输送线(或很长的皮带输送线的局部)的防腐施工完成后交付使用,并彻底进行清理除锈。

(4)施工成本低,略高于手工除锈施工成本,但低于干喷砂。对于海边施工,可用海水进行湿喷砂,然后在涂漆前用少量淡水冲洗。

4. 工程应用实例

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(1)三峡工程永久船闸坝基锚杆防腐这是三峡工程中对防腐涂料长效防护性能要求最高的应用之一,要求有效防护80年(涂装前预处理)。经过对国内外涂料产品的对比筛选,最终选择了省力重防腐涂料。

(2)葛洲坝拦污栅防腐拦污栅位于水轮机进水口上方,常年接受含有大量泥沙的高速水流冲刷,旱季还要接受太阳暴晒,腐蚀环境十分恶劣。业主方采用过多种防腐方法,包括镀锌、无机富锌漆等,但效果很差,经过一个汛期,出现严重锈蚀。使用省力的重防腐漆后,效果理想,使用6年后,涂膜依然保持良好。

(3)海军潜艇鱼雷发射管舱室防腐“039”型潜艇是目前我国最先进的常规潜艇,其鱼雷发射管舱室腐蚀环境十分恶劣。鱼雷发射时舱室产生高温、大负压,对涂层形成拉力,因此对涂层附着力要求特别高;发射后舱室注入海水冷却,再排空,整个过程就是海水侵蚀、干湿交替、冷热交替、负压拉动。再加上舱室空间十分狭窄,人要进入舱室转身都是相当困难的,施工难度可想而知。尝试过很多种涂料等方法,都达不到要求。选用这种省级重防腐涂料后,涂层可保持3年有效。

(4)舰船内部防腐 舰船内部干湿交替,积水积垢,腐蚀环境恶劣。但由于武器、电力、电子等设备密集,施工受到限制,防腐处理成本高、效果差,一直是一大难题。海军某部采用省力型重防腐涂层与磨料水射流除锈技术(湿式喷砂)相结合,成功解决了国内外内部防腐这一难题,彻底改变了舰船内部腐蚀严重的局面,延长了舰船使用寿命。该项技术被认定为海军舰船维修重大科技成果。

(5)水管网及埋地管道的超长期防腐保护。水管网所用的涂层需要无毒,并具有优异的长期防护性能(在很多情况下,往往期望防护时间长达20、30年甚至更长时间)。埋地管道也需要长期防护。为了提供长期防护,埋地管道通常采用涂层与玻璃布缠绕相结合的方式使用。涂层底漆常采用无机富锌底漆或环氧富锌底漆,外涂层常采用环氧沥青漆与无蜡玻璃布缠绕交替使用。这种施工存在的问题是:第一,涂层对管壁的附着力不足或耐久性差,久而久之会产生疏松层,导致“起皮”、“起釉”而失效;第二,施工工艺复杂,综合成本较高;第三,外涂层所用的沥青涂料不环保,几年后将被禁用。 深圳市自来水公司、东莞市自来水公司相继采用省力重防腐涂料,彻底解决了上述问题。一是无毒,可用于流动饮用水;二是可提供20年以上的防腐保护,涂层与管壁结合牢固,无“起皮”、“脱壳”之忧;三是施工方便,减少预处理要求,甚至可以带湿气现场施工,省去包覆玻璃布的麻烦,综合成本通常可大幅降低。通过多年的跟踪检验,并采用先进的检测手段,表明此防腐涂料是上述场合的理想涂料。通过以上分析,省力重防腐涂料可用于港口设备钢结构(如起重运输机械、钢浮桥、钢栈桥、码头钢管桩等)的防腐保护,替代常规防腐涂料。

 
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