水工钢结构防腐方法的尝试

水工钢结构防腐新方法的尝试沈建英江阴市江港堤闸闸管理处邮编214400内容摘要：在污染严重的水体，水工钢构件的防腐采用热喷锌加外衬玻璃钢联合防腐，探索施工工艺，为水工钢构件防腐提供应用的示例，以利推广。主题词：水工钢结构，防腐，热喷锌，玻璃钢一、水工钢结构防腐存在问题：近些年来，我处沿江水工钢闸门一般采用热喷涂锌加涂料封闭的联合防腐措施，它不但显示了优良的保护效果，而且防护技术日趋成熟完善，它保护可靠，防护期较长，年均维修费用低，不需太多的维护管理，是水工钢结构的一种较好的防护方法，一般可使用8~10年。但近年来，由于内河河道水质较差，许多化工厂、造纸厂、印染厂的化工废水直接偷排入河，废水中含有浓度较高的SO42-、CL-等腐蚀性较强物质，加速加剧了水工钢结构的腐蚀。例如，夏港水闸于1999年8月建成，采用平面滑块直升式钢闸门，钢闸门表面彻底喷砂除锈后热喷涂锌180um，再用氯丁橡胶漆底面两层封闭。由于夏港水闸毗邻某化工厂，其排出的废水含浓度较高的SO42-、CL-，酸性高腐蚀性强，钢构件表面发生电化学腐蚀较快。该闸门入水不到半年，水下及水位变化区钢结构表面已出现全面锈蚀，到2000年下半年连接螺栓因腐蚀变细脱落，钢构件表面出现大面积疏松孔，到2002年秋，承受较大水压力的闸门中底梁局部锈蚀洞穿,使闸门承载力降低，存在较大的防洪隐患。沿江其他闸站的钢闸门经过三、四年的运行，闸门的水下及水位变化区出现不同程度的锈蚀，局部有点蚀坑。针对这种情况，于2003年7月对钢闸门锈蚀最严重的夏港水闸采取了彻底改造方案：更换钢闸门，并探索改进了闸门防腐方法，钢闸门彻底除锈处理后热喷锌150um，再将8层玻璃布用环氧树脂、固化剂、酸洗石英粉等特制骨料的混合物粘贴在钢构件表面，使钢闸门穿上了一件不透水的“外衣”，最大限度地隔绝与水的接触，达到防腐目的。经过两年的运行，取得了满意的防腐效果。应该注意：防腐涂层的好坏，在很大程度上取决于施工操作方法、环境和操作人员技术水平，因此，在施工前要加强对施工人员的操作技术和质量意识的培训，施工中要严格按规范加强检测工作，保证施工质量。二、钢结构防腐处理工艺流程1、钢结构表面处理首先由空压机提供喷砂动力，在压缩空气的作用下，将清洁干燥粒径为0.5~1.5mm左右的磨料经过砂桶、胶管后高速冲击工件表面，除去基体表面的油污、铁锈、焊渣、粉尘等物，用压缩空气吹去黏附钢构件上的水气、灰尘，钢构件表面显示出均匀光泽，钢材表面达到一定的均匀粗糙度。钢构件表面处理时一定要除净油、水、锈、尘，避免锌层与基体结合力下降。2、热喷涂锌以金属气喷枪中的压缩空气为原动力，在驱动装置推动下，锌丝通过喷嘴，当其到达喷嘴外的氧—乙炔火焰的加热下，成为锌熔融体，在另一路喷嘴吹出的压缩空气的作用下，将锌熔融体雾化成微粒喷射到工件上，经过散热收缩微粒锌层牢固地附在工件表面。在此过程中，特别要注意氧气、乙炔、压缩空气的工作压力要恒定，进丝速度均匀，使锌熔融体的雾化得更细，增强与基体结合力，降低孔隙率。开枪关枪时喷嘴离开工作面。3、衬玻璃钢玻璃钢防腐层设计为二底油、八布十六油、二面油工艺。底油用环氧树脂清油涮二道，使清油湿润钢基层，驱走结合面内的空气，与基层结合严密，提高强度，待其固化。衬玻璃布前，先均匀地刷一遍与玻璃布等宽的胶料（由环氧树脂、树脂固化剂、酸洗石英粉等特制骨料等混合而成），随即贴上一层玻璃布。玻璃布应紧密贴在钢构件表面，赶走气泡，再涂上一层胶料，自然固化24小时，固化后检查质量，如有毛刺、流淌、气泡等缺陷，应马上清除。刮胶料找平，再按以上步骤贴衬下一层。配好的环氧树脂胶料需在60分钟内用完，每层玻璃布搭接一定宽度，接缝不重叠。这样依次完成八布十六油的玻璃布铺衬，每布外观必须无纤维外露，树脂固化无针孔、气泡、皱折、起壳等缺陷。最后面层为涂刷改性树脂二度，是耐腐蚀的关键部位，必须涂刷均匀、饱满、无针孔。4、施工过程中的注意点（1）、严格控制施工环境温度，环境温度应控制在12~30。C，湿度不大于80%，施工前要搭油布雨棚防露水防雨。（2）、钢构件基层处理一定要彻底，尤其是角落、隐蔽、焊缝处一定要除去锈皮、油污、水气、灰尘、焊皮、焊渣，露出金属本色，有一定的均匀金属糙度。（3）、在热喷涂锌的过程中，注意“三气”（乙炔气、氧气、空气）的压力控制、喷射角度和距离的控制，它们是操作时影响金属涂层质量的关键因素。热喷涂锌层粒子必须细腻均匀，附着牢固，如见大颗粒应铲除重喷。喷涂的金属厚度一般分两次进行，防止一次完成涂层过厚，在冷却过程中产生较大的收缩应力而卷起脱皮。（4）、在钢构件转角、孔口、螺栓等部位，喷锌、贴玻璃钢容易形成薄弱环节，造成隐患，应在施工时特别加强处理。喷涂时要旋转喷涂。孔口等部位衬玻璃钢时可增加1~2层玻璃布，翻边处要剪开紧贴。（5）、由于闸门钢构件表面密贴了玻璃钢，增加了边梁的宽度，所以在设计玻璃钢防腐层时要及时适当调整门槽与闸门行走滑块间的间隙。（6）、闸门吊装入槽时，要尽量避免钢构件表面防腐层破损，尤其是水下及水位变化区。在制作闸门时要考虑在水位线以上的钢构件上焊接安装吊耳。在运输安装过程中防腐层如果不慎损坏，要马上及时修补，凝固后下水。三、钢构件采用此防腐方法的效果夏港水闸因其地处某化工厂旁，化工废水污染较严重，对钢构件腐蚀速度很快，故防止废水和钢构件的直接接触是延长钢构件使用寿命的一种有效方法，夏港水闸的钢闸门防护做了这一尝试。考虑夏港水闸是一座防洪排涝、引水调节内河水质的节制闸，基本不通航，没有集中外力撞击闸门，所以玻璃钢防护层不易破损。闸门上部有工作桥，遮挡部分阳光，可以防止玻璃钢防护层的过早老化。做了热喷涂锌和玻璃钢联合防腐的钢闸门入水运行后，我们对钢闸门定期进行检查，尤其是边角转弯处、底梁、边梁处进行详细检查，防护层基本完好，与钢基层结合紧密，无脱壳、起鼓现象，同时我们积极调节内河水质，经常性地保持闸门前后良好水质，对钢闸门起到了保护作用。运行两年来效果良好。四、结论和建议1、通过对夏港水闸钢闸门热喷锌加玻璃钢防腐方法的尝试，认为在污染严重的大气、水环境中的钢构件，该防腐方法可以使防腐效果达到较好效果。2、由于玻璃钢耐老化性、韧性强度欠佳，使用有一定局限性，严禁外力撞击，避免阳光直射，以延长防腐年限。尚需进一步研究耐冲击、耐老化的外层隔离防腐层，防止涂层破坏而导致电化腐蚀。3、联接件须采用本身具有抗锈蚀性能的不锈钢螺栓，以免更换止水等构件时破坏原有防腐玻璃钢层。