钢板桩码头的腐蚀与防护

钢板桩码头的腐蚀与防护钢板桩码头的腐蚀与防护水利部水利部、、交通部交通部、、电力工业部电力工业部南京水利科学研究院南京水利科学研究院20082008年年1111月月汇报内容汇报内容钢板桩码头在我国的应用情况钢板桩码头在我国的应用情况钢板桩码头的腐蚀钢板桩码头的腐蚀钢板桩码头的腐蚀钢板桩码头的腐蚀钢板桩码头的防腐蚀方法钢板桩码头的防腐蚀方法钢板桩码头在我国的应用情况钢板桩码头在我国的应用情况码头数量码头数量：：0606年生产用码头泊位，沿海：年生产用码头泊位，沿海：4,5114,511个个；；内河：内河：31,00031,000个个，非生产泊位占，非生产泊位占1515％％板桩码头数量：板桩码头数量：近近300300个个泊位泊位板桩码头数量：板桩码头数量：近近300300个个泊位泊位码头形式：码头形式：高桩板梁式、重力式、板桩结构式高桩板梁式、重力式、板桩结构式板桩码头：板桩码头：是连续打入地基一定深度的板形桩构是连续打入地基一定深度的板形桩构成的直立墙体，墙体上部一般用锚碇结构加以锚成的直立墙体，墙体上部一般用锚碇结构加以锚碇碇钢板桩码头在我国的应用情况钢板桩码头在我国的应用情况组成：组成：一般由板桩墙，锚碇结构、拉杆一般由板桩墙，锚碇结构、拉杆结构形式：结构形式：分为无锚、单锚、多锚板桩和斜拉式分为无锚、单锚、多锚板桩和斜拉式板桩的主要形式：板桩的主要形式：““UU””、、““HH””、、““ZZ””和钢管型和钢管型UUHHZZ主要有：主要有：唐山曹妃甸煤码头、连云港杂货码头、湛江唐山曹妃甸煤码头、连云港杂货码头、湛江港杂货码头、深圳赤湾杂货码头、深圳蛇口工业区集港杂货码头、深圳赤湾杂货码头、深圳蛇口工业区集装箱码头、海南八所港三亚港秀英港码头、广州港新装箱码头、海南八所港三亚港秀英港码头、广州港新沙港区及深圳盐田格形钢板桩码头沙港区及深圳盐田格形钢板桩码头钢板桩码头在我国的应用情况钢板桩码头在我国的应用情况：：钢板桩码头特点：钢板桩码头特点：特别适用于建造凸堤式码头特别适用于建造凸堤式码头结构简单，施工速度快结构简单，施工速度快结构耐久性好结构耐久性好适用于中小型码头适用于中小型码头钢板桩的腐蚀钢板桩的腐蚀热力学原理：热力学原理：金属原来是以氧化物的状态存在，金属原来是以氧化物的状态存在，有回到能量较低、稳定的自然界状态的趋势有回到能量较低、稳定的自然界状态的趋势电化学腐蚀：电化学腐蚀：氧气、电解质、电连接氧气、电解质、电连接宏观电池宏观电池：：电偶腐蚀、浓差电池腐蚀电偶腐蚀、浓差电池腐蚀微观电池腐蚀微观电池腐蚀：：晶粒杂质、应力作用晶粒杂质、应力作用钢板桩的腐蚀钢板桩的腐蚀按腐蚀形态分：按腐蚀形态分：均匀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀局部腐蚀局部腐蚀表面的不均匀性、晶间腐蚀、应力腐表面的不均匀性、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳蚀、腐蚀疲劳钢板桩码头的腐蚀特点钢板桩码头的腐蚀特点海洋腐蚀分区：海洋腐蚀分区：大气区、浪溅区、潮差区、海水全浸区、海泥大气区、浪溅区、潮差区、海水全浸区、海泥区区浪溅区浪溅区腐蚀速度腐蚀速度：平均每年可达平均每年可达0.5mm0.5mm浪溅区浪溅区腐蚀速度腐蚀速度：平均每年可达平均每年可达0.5mm0.5mm最大时可达每年最大时可达每年1.2mm1.2mm海水腐蚀速度：海水腐蚀速度：一般认为一般认为0.13mm/a0.13mm/a最高达最高达0.406mm/a0.406mm/a长期长期0.051mm/a0.051mm/a～～0.076mm/a0.076mm/a钢板桩码头的腐蚀特点钢板桩码头的腐蚀特点腐蚀最严重的区域被胸墙所覆盖腐蚀最严重的区域被胸墙所覆盖背面腐蚀较轻背面腐蚀较轻主要是迎海面的腐蚀主要是迎海面的腐蚀主要是局部腐蚀主要是局部腐蚀钢板桩码头的腐蚀特点钢板桩码头的腐蚀特点潮差区腐蚀状况水下区腐蚀状况钢板桩码头的腐蚀特点钢板桩码头的腐蚀特点入海60年钢板桩腐蚀情况钢板桩迎海面钢板桩背面钢板桩的腐蚀钢板桩的腐蚀腐蚀造成：腐蚀造成：物理力学性能下降物理力学性能下降结构安全度降低结构安全度降低不稳定因素增加不稳定因素增加不稳定因素增加不稳定因素增加腐蚀破坏后果腐蚀破坏后果断面损失，板桩变形断面损失，板桩变形腐蚀穿孔，后方塌陷腐蚀穿孔，后方塌陷钢板桩码头的防腐蚀方法钢板桩码头的防腐蚀方法合理的设计合理的设计增加腐蚀富裕量增加腐蚀富裕量采用耐海水低合金钢采用耐海水低合金钢涂层保护涂层保护喷金属保护喷金属保护阴极保护阴极保护钢板桩码头的防腐蚀方法钢板桩码头的防腐蚀方法合理的设计合理的设计包括整体设计和细节设计，主要是降低胸墙底标包括整体设计和细节设计，主要是降低胸墙底标高，避开浪溅区和潮差区高，避开浪溅区和潮差区高，避开浪溅区和潮差区高，避开浪溅区和潮差区采用耐海水低合金钢采用耐海水低合金钢根据环境介质的腐蚀性，选用合适的耐海水钢根据环境介质的腐蚀性，选用合适的耐海水钢预留腐蚀富裕量预留腐蚀富裕量只对均匀的全面腐蚀有效，对局部腐蚀作用不明显只对均匀的全面腐蚀有效，对局部腐蚀作用不明显钢板桩码头的防腐蚀方法钢板桩码头的防腐蚀方法涂料保护作用：涂料保护作用：物理的屏蔽作用物理的屏蔽作用化学的缓蚀作用化学的缓蚀作用电化学保护作用电化学保护作用其他作用，防污、耐磨其他作用，防污、耐磨涂料的要求涂料的要求良好的附着力良好的附着力良好的防腐蚀性能良好的防腐蚀性能涂层一般由底漆、中间漆和面漆组成涂层一般由底漆、中间漆和面漆组成良好的防腐蚀性能良好的防腐蚀性能良好的物理机械性能良好的物理机械性能方便的施工性能方便的施工性能经济经济常用的防腐蚀涂料常用的防腐蚀涂料环氧类涂料环氧类涂料聚氨酯类涂料聚氨酯类涂料橡胶类涂料橡胶类涂料乙烯类涂料乙烯类涂料醇酸类、酚醛类、氟树脂类等醇酸类、酚醛类、氟树脂类等金属覆盖层保护金属覆盖层保护金属覆盖层主要有：金属覆盖层主要有：热喷涂锌热喷涂锌热喷涂铝热喷涂铝热喷涂锌铝合金、锌铝加稀土合金热喷涂锌铝合金、锌铝加稀土合金海水及海洋环境中一般采用热喷涂铝海水及海洋环境中一般采用热喷涂铝金属覆盖层保护金属覆盖层保护施工方法分：施工方法分：火焰喷涂火焰喷涂电弧喷涂电弧喷涂喷铝优先考虑采用电弧喷涂喷铝优先考虑采用电弧喷涂金属覆盖层保护金属覆盖层保护在钢板桩上使用问题：在钢板桩上使用问题：沉桩易于产生破坏沉桩易于产生破坏形成电偶，使用寿命短形成电偶，使用寿命短热喷涂铝易于产生表面油漆鼓泡热喷涂铝易于产生表面油漆鼓泡在板桩码头上应用较少在板桩码头上应用较少阴极保护阴极保护基本原理：基本原理：对电解质中金属结构施加阴极电流，使它阴对电解质中金属结构施加阴极电流，使它阴极极化，消除原来的电位差，从而降低腐蚀速极极化，消除原来的电位差，从而降低腐蚀速度度度度作用：作用：根本上防止腐蚀的一种措施根本上防止腐蚀的一种措施可防止均匀腐蚀、局部腐蚀：溃疡腐蚀、点可防止均匀腐蚀、局部腐蚀：溃疡腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等阴极保护阴极保护阴极保护基本方法：阴极保护基本方法：外加电流阴极保护外加电流阴极保护牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护主要参数：主要参数：自然电位自然电位保护电位，要求负于保护电位，要求负于－－780mV780mV保护电流密度、保护电流保护电流密度、保护电流外加电流阴极保护外加电流阴极保护组成：组成：外部电源、辅助阳极、参比电极、测量外部电源、辅助阳极、参比电极、测量控制系统、电线电缆控制系统、电线电缆优点：优点：外加的电流、电压可调节，面积越大越外加的电流、电压可调节，面积越大越经济，采用难溶性或不溶性阳极寿命长经济，采用难溶性或不溶性阳极寿命长缺点：缺点：系统较复杂、易于损坏、管理难度大系统较复杂、易于损坏、管理难度大牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护常用牺牲阳极材料：常用牺牲阳极材料：锌合金、铝合金、镁合金锌合金、铝合金、镁合金材料的选择：材料的选择：材料的选择：材料的选择：海水：铝合金、锌合金牺牲阳极海水：铝合金、锌合金牺牲阳极淡水：镁合金、锌合金牺牲阳极淡水：镁合金、锌合金牺牲阳极土壤：镁合金、锌合金牺牲阳极土壤：镁合金、锌合金牺牲阳极牺牲阳极主要优缺点牺牲阳极主要优缺点优点：安全可靠、无需管理优点：安全可靠、无需管理，，优点：安全可靠、无需管理优点：安全可靠、无需管理，，对附近建筑物没有电干扰对附近建筑物没有电干扰缺点：电流不好调节，设计和材料要缺点：电流不好调节，设计和材料要求高求高从事过港口码头阴极保护工程从事过港口码头阴极保护工程••连云港钢板桩码头外加电流阴极保护连云港钢板桩码头外加电流阴极保护••湛江港钢板桩码头牺牲阳极保护湛江港钢板桩码头牺牲阳极保护••丹东港大东港区杂货码头钢管桩牺牲阳极保护丹东港大东港区杂货码头钢管桩牺牲阳极保护••深圳盐田港深圳盐田港3.53.5万吨和万吨和55万吨级码头格型板桩万吨级码头格型板桩••深圳盐田港深圳盐田港3.53.5万吨和万吨和55万吨级码头格型板桩万吨级码头格型板桩••厦门嵩屿石化十万吨级油码头钢管桩牺牲阳极保护厦门嵩屿石化十万吨级油码头钢管桩牺牲阳极保护••巴基斯坦卡西姆港巴基斯坦卡西姆港EPTLEPTL工程钢桩牺牲阳极保护工程钢桩牺牲阳极保护••巴基斯坦巴基斯坦OPOP－－IIII码头工程钢桩牺牲阳极保护码头工程钢桩牺牲阳极保护••福建湄州湾电厂卸煤码头钢桩牺牲阳极保护福建湄州湾电厂卸煤码头钢桩牺牲阳极保护••海南八所港钢板桩码头海南八所港钢板桩码头谢谢大家谢谢大家！！