钢结构防腐蚀问题论文全解
钢结构的防腐蚀设计及技术探讨

钢结构的防腐蚀设计及技术探讨摘要:钢结构的防腐涂装技术也越来越受到各方面的关注,各种新技术、新工艺和新产品被广泛运用于钢结构防护工程,耐腐蚀、耐候性和施工性能皆佳的涂装配套体系也得到广泛地应用。
本文从钢结构的防腐方法出发,探讨钢结构腐蚀防护方案的设计步骤,以期为钢结构的腐蚀防护实践提供参考。
关键词:钢结构防腐设计技术一、钢结构的防腐方法(1)钢材本身防腐蚀,即采用具有抗腐蚀能力的耐候钢。
(2)长效防腐蚀方法,即采用热镀锌、热喷铝(锌)复合涂层进行钢材表面处理,使钢结构的防腐蚀年限达到20~30 年,甚至更长。
(3)涂层法,即在钢结构表面涂(喷)油漆或其他防腐蚀涂料,其耐久年限一般为5~10年。
(4)对水下或地下钢结构采用阴极保护。
阐述长效防腐蚀方法和涂层法1.长效防腐蚀方法1.1 机加件的镀铬、镀锌、镀镍等方法。
在建筑装饰行业的埋件、转接件,支撑件大部分以热浸镀锌为主,当钢板厚度小于3mm且大于等于1.5mm时热浸镀锌层最小厚度55μm,当钢板厚度小于6mm 且大于等于3mm 时热浸镀锌层最小厚度70μm,当钢板厚度大于6mm 时,热浸镀锌层最小厚度85μm。
此时热浸镀锌的防腐效果较好,但钢件的结构尺寸大小受到一定的限制。
1.2 焊接钢结构件的直线度和平面度要求较严不能进行热浸镀锌以免发生变形。
1.3 漏镀件或现场焊接使镀锌层遭到破坏应采取热喷涂锌或刷2遍环氧富锌底漆+1遍丙烯酸聚氨脂铝银浆面漆,热喷涂锌层的厚度、漆膜的厚度应等于原热浸镀锌层的厚度。
1.4 钢件表面热喷涂金属。
热喷涂金属锌、铝及锌铝合金是一种长效防腐方法,一次涂层厚度可以达到100μm以上,附着力强, 在腐蚀环境比较严重的环境下需要在金属涂层的表面进行孔隙的封闭处理,这样可以达到长效的防腐目的。
一般采用环氧树脂涂料或聚乙烯树脂涂料进行表面孔隙的封闭处理。
热喷涂金属使用等离子喷枪时,劳动条件比较差,要求钢件表面处理质量高。
2. 涂层法2.1 钢件常用的防腐漆有:油性酚醛涂料、醇酸涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、环氧树脂涂料、无机富锌涂料、有机硅涂料、过氯乙烯涂料、丙烯酸聚氨脂。
钢结构防腐问题探讨

钢结构防腐问题探讨摘要:钢铁材料,即使在中性大气环境下由于水和氧的存在都不同程度地发生着腐蚀,在海洋潮湿环境,含有腐蚀性介质(如CO2、SO2等)、灰尘等污染物的工业大气环境,均加速腐蚀。
据统计大气环境下腐蚀损失的金属占损失的50%以上,而且随着环境污染的日益加剧,因腐蚀造成的损失会越发严重。
当前,在交通建设领域,使用大、中型钢结构件的趋势迅猛,如钢结构桥梁、桥梁拉杆、护栏、龙门架等在高速公路和一级公路建中被广泛采用。
由于钢结构件投资大、不易维护等特点,为了使钢结构件获取得很好的防护,因此,寻找一种长效、经济的防护技术就显得尤为重要。
关键词:钢结构;防腐处理一、钢结构腐蚀的原因加强钢结构的防腐处理,有必要对钢结构的腐蚀原因进行总结探讨,针对腐蚀原因更有利于设计经济有效的防腐措施。
钢结构的腐蚀与环境中多种因素有关,例如湿度、温度、氧或其他介质,其中湿度对钢结构的腐蚀影响很大,当空气中相对湿度不高于60%时,钢材料的腐蚀很轻微,但一旦达到临界湿度,其腐蚀速度会有一个突然的升高。
在常温或高温环境中,钢材料的腐蚀主要是化学腐蚀和电化学腐蚀,环境中存在一些氧气等、二氧化碳、水、硫化物及氯化物等介质,与钢材料发生化学反应,导致钢材料表面形成一层疏松的氧化物,其随着温度和湿度的增加,钢材料的氧化反应速度加快,特别是在干湿交替的环境下,其腐蚀速度更快。
在潮湿的常温环境下,钢材料的腐蚀主要是由于电化学过程,由于环境中的水分由于吸附作用形成薄薄的覆盖于钢材料的表面水膜,而钢铁内部又含有多种金属杂质,这些金属杂质之间具有不同的电极电位,当得失电子能力不同而发生电子的转移时,即在局部形成了一个个微电池,钢材料即发生了腐蚀,加上材料周围的氧气、水分等,阳极区的铁被氧化成了铁离子进入水膜,阴极区水膜中溶解的空气中的氧被氧化形成氢氧根离子,氢氧根离子与铁离子结合形成不溶于水的氢氧化亚铁,继而再进行进一步氧化后在表面形成了疏松的铁锈氢氧化铁,铁锈继续吸收空气中大量水分,使锈层体积膨胀、剥脱,腐蚀过程进一步向材料更深处进行。
钢结构防腐工作的安全措施征文800到1000字

钢结构防腐措施一、降低溶剂起泡的方法以溶剂为主的油漆涂膜在较长时间内残留一些溶剂,常会高于涂膜的使用时间。
有机漆膜防止腐蚀失去保护作用的第一个标志是漆膜起泡,认真选择涂料的配方可以显著减少气泡的生成,以延长涂膜的时间。
选择涂料的溶剂挥发必须保持平衡,在烘烤漆膜时,溶剂挥发的不平衡,有时会在涂膜中产生气泡;溶剂的亲水和疏水也会影响漆膜的耐起泡能力,亲水溶剂有利于加快气泡的形成,特别是渗透起泡:在油漆中使用活性溶剂,在水中的溶解度和漆膜的耐起泡能力之间有相反的关系,亲水性溶剂易引起起泡。
所以选择疏水性溶剂亦能减少气泡的生成。
二、加强设计选择和施工质量的控制钢结构的防腐蚀是钢结构设计、施工和使用要重点解决的问题,它涉及安全使用的耐久性,腐蚀是一种自然现象。
显然要消除钢材表面的腐蚀是非常困难的,但如果使用绝缘性的保护层把钢结构与腐蚀介质隔开,腐蚀原电池不能产生,可达到防腐蚀目的。
三、耐候钢耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。
四、热浸锌热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm,对厚板不小于86μm.从而起到防腐蚀的目的。
这种方法的优点是耐久年限长,生产工业化程度高,质量稳定。
因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。
五、热喷铝(锌)复合涂层具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈,使其表面露出金属光泽并打毛。
再用乙炔-氧焰将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢构件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80μm~100μm)。
最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔,以形成复合涂层。
六、涂层法用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。
它一次成本低,但用于户外时维护成本较高。
涂层法的施工的第一步是除锈。
优质的涂层依赖于彻底的除锈。
煤矿钢结构防腐蚀方法评述范文(二篇)

煤矿钢结构防腐蚀方法评述范文煤矿钢结构的防腐蚀是一个非常重要的工作,因为煤矿工作环境的特殊性,钢结构容易受到湿度、煤尘和化学物质等腐蚀因素的影响,导致结构的腐蚀和损坏。
因此,采取合适的防腐蚀方法对于保护煤矿钢结构的安全和寿命具有重要意义。
本文将从涂漆、热镀锌、喷涂防腐等方面评述煤矿钢结构的防腐蚀方法。
涂漆是一种常见的煤矿钢结构防腐蚀方法。
涂漆可以形成一层保护膜,遮蔽钢结构表面,从而防止湿度、煤尘和化学物质对钢结构的腐蚀。
同时,合适的涂漆材料还可以起到隔热和隔音的效果,提高钢结构的使用效果。
然而,涂漆需要定期维护和修补,尤其是在煤矿这种恶劣的工作环境中,涂漆层容易受到磨损和剥落,需要经常检查和补涂。
另外,涂漆防腐也需要选择适合的涂料种类,针对不同的腐蚀环境,选择适合的抗腐蚀性能和耐久性的涂料。
热镀锌是另一种常用的煤矿钢结构防腐蚀方法。
热镀锌是将钢材浸入熔融的锌液中,形成一层锌-铁合金层的方法。
这种锌-铁合金层具有较强的抗腐蚀性能,可以有效地防止湿度、煤尘和化学物质对钢结构的腐蚀攻击。
热镀锌的优点是具有较长的使用寿命和较少的维护工作,可以在较长时间内保护钢结构免受腐蚀的影响。
然而,热镀锌也存在着一些不足之处,比如施工过程中需要进行熔融锌液的处理和操作,存在一定的操作风险和环境污染的问题。
此外,热镀锌的防腐蚀效果也与热镀锌层的厚度有关,如果镀锌层较薄,可能会在长期使用过程中出现腐蚀问题。
喷涂防腐是另一种煤矿钢结构防腐蚀的方法。
喷涂防腐是利用高压空气将防腐涂料喷涂在钢结构表面,形成一层保护膜的方法。
喷涂防腐具有施工方便、速度快、成本低等优点,可以在较短的时间内对钢结构进行保护。
喷涂防腐涂料种类繁多,可以根据具体的腐蚀环境选择不同的喷涂涂料,以达到最佳的防腐蚀效果。
然而,喷涂防腐蚀的效果也需要定期检查和维护,特别是在煤矿这种高湿度、高温度和腐蚀性环境中,喷涂层容易受到磨损和剥落,需要经常检查和补喷。
综上所述,涂漆、热镀锌和喷涂防腐是常用的煤矿钢结构防腐蚀方法。
浅谈钢结构防腐处理_1

浅谈钢结构防腐处理论文导读:钢结构由于具有强度高、自重轻、施工速度快等优点,一直是深受人们喜爱的一种建筑结构型式,但由于钢材料本身存在着耐腐蚀性差,耐热不耐火的缺点,如在工程应用过程中不妥善处理好钢结构的防腐和防火保护问题,将直接影响到工程的安全性和耐久性。
由于钢材表面覆层后,防腐蚀性能大大提高,可使钢材使用寿命延长2-5倍,是节约钢材的有效途径。
关键词:钢结构,防腐摘要:钢结构由于具有强度高、自重轻、施工速度快等优点,一直是深受人们喜爱的一种建筑结构型式,但由于钢材料本身存在着耐腐蚀性差,耐热不耐火的缺点,如在工程应用过程中不妥善处理好钢结构的防腐和防火保护问题,将直接影响到工程的安全性和耐久性。
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,以下就笔者设计经验作一些处理方法作一点介绍及探讨,希望起到抛砖引玉的作用。
1.钢结构的防腐1.1影响钢材腐蚀性的主要因素(1)冶炼方法对钢材腐蚀性的影响同样的沸腾钢,平炉冶炼的钢材由于其冶炼过程容易控制,钢材质量好,其抗大气腐蚀性能最好,酸性转炉冶炼的次之,而残渣转炉冶炼的最低。
(2)材冷加工对钢材腐蚀性的影响冷加工钢材系指经冷轧、冷拔和冷挤压的钢材,由于产生冷加工硬化,故其抗拉强度和疲劳强度都会有所提高,但抗腐蚀性能却下降。
(3)合金元素对钢材腐蚀性的影响钢材中所加的合金元素溶解于铁的固溶体中,依据加人的不同合金元素的特征,可以提高或降低钢材的腐蚀性能。
1.2防止钢材腐蚀的主要方法(1)改变金属结构的组织在钢材冶炼过程中增加铜、铬、镍等金属元素提高钢材的抗腐蚀能力,如耐候钢。
目前我国在低合金钢中大力发展的钢种一耐侯钢,是一种抗腐蚀性能很好的一个钢种,由于耐候钢暴露在大气条件下时,表面可逐渐形成一层非常致密且附着力很强的稳定锈层阻止外界腐蚀介质的侵人,减缓了金属继续腐蚀的速度。
因此耐候钢的应用可大量节约涂漆和维护费用。
(2)钢材表面用金属涂层保护金属镀层表面处理钢材常采用镀锌、铝或锌铝合金等保护金属的方法。
关于钢结构腐蚀及防腐对策问题初探3篇

关于钢结构腐蚀及防腐对策问题初探3篇关于钢结构腐蚀及防腐对策问题初探1钢结构是建筑和工程建设中广泛使用的一种材料,但它会受到腐蚀和磨损的影响。
钢结构腐蚀是一种经济上,安全上和环境上的问题,并且对建筑物的寿命和维护费用产生了负面影响。
因此,本文旨在探讨钢结构腐蚀及防腐对策问题。
一、钢结构腐蚀的原因钢结构腐蚀的原因多种多样。
氧气和金属的反应是导致钢结构腐蚀的主要原因之一。
当钢结构暴露在空气中时,氧气会与钢结构表面的铁发生反应,形成了铁氧化物锈层。
锈层的存在会让钢结构逐渐腐蚀和变得脆弱。
此外,高温,化学污染,盐分,湿度以及其它自然因素也是引起钢结构腐蚀的不可忽视的原因。
二、钢结构腐蚀的影响钢结构腐蚀会导致很多问题,其中最主要的是安全问题。
一旦钢结构的强度下降会对建筑物的设施构成威胁,从而增加维护和修复的成本,同时也会减少建筑物的寿命。
腐蚀也会带来环境问题,因为一些有害物质可能会逸出并引起地下水污染等问题。
三、防腐措施解决腐蚀问题为了防止钢结构的腐蚀和磨损,需要采取一些防腐措施。
其中最基本的方法是通过涂层保护钢结构,以防止钢发生氧化反应。
涂层可以选择不同的材料,如聚合物,金属涂层等。
这些涂层的选择应该考虑到一些因素,如所处环境的湿度、污染及温度等。
然而,应该注意的是,涂层只是防腐的一种方法,不能完全免除钢的腐蚀问题。
除了涂层外,还有一些使用更先进的防腐技术的方法。
例如,通过电镀和热镀锌等表面处理技术能有效的减缓钢结构的腐蚀。
电镀技术是将钢结构表面上浸入金属盐溶液,利用电解作用在钢上镀上一层金属保护层。
热镀锌是将钢结构浸入溶解的锌中,将钢表面上涂上一层锌。
这些前沿技术的使用对钢结构的延长寿命和减少维护成本是非常有利的。
总的来说,钢结构的腐蚀和磨损问题是一个十分严重的问题,它影响安全、环境和建筑物的寿命。
因此,需要采取一系列防腐措施保护钢结构。
针对不同的场景,采用不同的方法其正常使用,将是防腐对策的关键。
未来的研究和技术的不断更新,将会为我们解决钢结构腐蚀和防腐的问题提供更多的方案在建筑工程中,钢结构的腐蚀和磨损问题是一个不能忽视的关键问题,它影响建筑物的使用寿命和安全性,同时也会对环境产生影响。
钢结构建筑的防护设计与抗腐蚀技术

钢结构建筑的防护设计与抗腐蚀技术钢结构建筑是现代建筑中常见的形式之一,其具有优越的性能和广泛的应用前景。
然而,由于钢结构容易受到腐蚀的侵蚀,为了保证钢结构建筑的安全和可持续性发展,防护设计与抗腐蚀技术成为至关重要的问题。
本文将深入探讨钢结构建筑的防护设计与抗腐蚀技术,以提高其寿命和使用价值。
一、防护设计的重要性钢结构建筑在使用过程中容易受到腐蚀的影响,因此,进行合理的防护设计对于保护钢结构的完整和稳定性具有重要意义。
1.1 腐蚀的根源钢结构遭受腐蚀的主要原因是环境中存在的潮湿、酸碱度高、化学物质等因素。
其中最主要的引起腐蚀的物质是氧气和水,它们会与钢材表面形成氧化物层,从而导致钢材的腐蚀。
1.2 防护设计的目标防护设计的目标是通过选择合适的防护方式和材料,降低钢结构腐蚀的风险。
有效的防护设计可以延长钢结构的使用寿命,减少维修和更换成本,提高整体建筑的可持续性。
二、防护设计方法针对钢结构建筑的腐蚀问题,有多种防护设计方法可供选择。
以下是常见的几种方法:2.1 表面保护涂层表面保护涂层是最常用的防护方法之一,它可以覆盖在钢结构表面,形成一层保护膜,防止钢材与外界环境接触。
常见的表面保护涂层包括防锈漆、环氧涂层等,这些涂层能够提供一定的保护,延缓钢结构的腐蚀速度。
2.2 电镀和电解处理电镀和电解处理是将钢材表面浸泡在电解液中,利用电流的作用将金属离子沉积在钢材表面,形成一层保护膜。
这种方法可以提高钢结构的耐腐蚀性能,增加其使用寿命。
2.3 阻隔膜防护阻隔膜防护是在钢结构的表面形成一层阻隔膜,有效隔离钢材与外界环境的接触。
常用的阻隔膜材料包括聚合物薄膜、石蜡等,这些材料能够阻挡氧气和水的侵蚀,实现钢材的保护。
三、抗腐蚀技术除了防护设计外,抗腐蚀技术也是保护钢结构的关键。
以下是几种常见的抗腐蚀技术:3.1 阳极保护阳极保护是利用外加电流的作用,在钢材表面形成一层保护膜,保护钢材免受腐蚀。
通过在钢结构上安装阳极介质,将钢材作为阴极,抗腐蚀物质作为阳极,形成电流,从而延缓钢结构的腐蚀速度。
建筑钢结构的腐蚀分析及防护探讨

建筑钢结构的腐蚀分析及防护探讨建筑钢结构在建筑工程中起着非常重要的作用,随着时间的推移,建筑钢结构会面临腐蚀的问题,这将严重影响建筑的安全和稳定性。
本文将从腐蚀的原因、影响及防护措施等方面进行探讨。
一、腐蚀的原因1. 大气腐蚀大气环境中的潮湿、盐分、酸雨等都会对建筑钢结构造成腐蚀。
特别是在海边或者工业区域,大气中的盐分和化学物质更容易导致钢结构的腐蚀。
2. 土壤腐蚀建筑钢结构在地下或者与土壤接触的地方也容易发生腐蚀。
土壤中的水分和化学物质,以及土壤的酸碱程度都会对钢结构的腐蚀产生影响。
3. 化学腐蚀在工业生产中,一些化学品的腐蚀性也会对钢结构产生影响,特别是一些腐蚀性强的酸碱类化学品。
二、腐蚀的影响1. 钢结构变薄腐蚀会使得钢结构表面的金属逐渐消耗,从而导致钢结构的壁厚变薄,这将严重影响其承载能力。
2. 减小材料的强度和刚性腐蚀会使得钢结构的强度和刚性下降,导致其承载能力下降,最终影响建筑的使用寿命和安全性。
3. 减小连接部件的抗腐蚀能力腐蚀还会对钢结构的连接部件产生影响,使得连接部件的抗腐蚀能力下降,从而影响整个结构的稳定性。
三、防腐蚀措施1. 表面处理在钢结构制作完成后,可以采用一些表面处理方法来增加钢结构的抗腐蚀能力,比如喷涂防锈漆、镀锌等方法。
2. 使用抗腐蚀材料在一些腐蚀性条件较为严重的场所,可以采用一些抗腐蚀能力强的材料来替代普通的钢材,如不锈钢、耐蚀钢等。
3. 做好维护工作及时进行钢结构的检测和维护工作,及时清除腐蚀部位并进行防腐漆的补涂,可以延长钢结构的使用寿命。
4. 配合设计在设计阶段就要考虑到钢结构所处的环境条件,充分考虑腐蚀问题,从设计上做到合理避免腐蚀可能。
结语建筑钢结构的腐蚀问题对建筑工程的安全性和稳定性都有着非常大的影响,因此需要引起重视。
在建筑钢结构的设计、制作、安装和日常维护中,都应该充分考虑腐蚀问题,做好防腐蚀工作,以保障建筑的安全和稳定。
科研人员也应该继续深入探讨钢结构腐蚀问题的成因及对策,为建筑行业提供更好的技术支持。
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钢结构防腐蚀问题探讨【摘要】钢结构构件在使用中与环境中的介质接触,钢材中的铁与介质产生化学反应,导致钢材被腐蚀,也称为锈蚀。
钢材的腐蚀,轻者钢材力学性能下降,重者将导致构件破坏,造成建筑物倒塌等严重后果,因此钢结构的防腐处理应引起重视。
本文结合现场的施工经验,简要的分析了施工中钢结构的腐蚀原因及防腐蚀的应对措施。
【关键词】钢结构;施工;防腐蚀20世纪以来,随着钢结构的逐步推广应用,在各个领域中使用钢结构日渐增加,关于钢结构的腐蚀与防护问题也逐渐受到业界有识之士的关注与重视。
1.腐蚀与防护的重要性腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。
由于腐蚀是一种悄悄在进行的破坏,不易发现,不像地震和火山等自然灾害那样引人关注。
所以对于腐蚀造成的破坏和损失往往给人的印象不那么深刻。
据调查表明,目前全球每年因腐蚀所带来的损失高达7000亿美元,世界工业发达国家组织的腐蚀损失因材料的腐蚀破坏给各工业国家带来的经济损失为其每年GDP的 2%~4%。
我国因为腐蚀造成的经济损失高达人民币5000亿元,比美国小但比日本大。
调查也表明如采用现代腐蚀与防护科学知识,采取有效的防护措施,则可以挽回损失 40%以上。
这些触目惊心的事实让我们更加注意到钢结构的防腐蚀与防护的重要性。
2.1钢结构除锈除锈工艺是钢结构防腐蚀的前提与保证,常用的表面处理方法有:2.1.1手工处理。
用手工可以除去工件表面的氧化皮和锈迹,但手工处理清理不彻底,质量差,生产效率低。
2.1.2化学处理。
主要是利用碱性或酸性溶液,使工件表面的油污及氧化物溶解在碱性或酸性的溶液中,以达到去除工件表面氧化皮、锈迹及油污的目的。
但若时间控制不当,即使加缓蚀剂,也能使钢材产生过蚀现象。
对于较复杂的结构件和有孔的零件,若处理不当,浸入孔穴或缝隙中的余酸难以彻底清除,将成为隐患,因此化学处理适用于对薄板件清理。
且化学物质易挥发,成本高,若化学排放处理不当,会对环境造成严重的污染。
随着人们环保意识的提高,这处理方法正被机械处理法取代。
2.1.3机械处理法。
主要包括喷丸法和抛丸法。
喷丸又分为喷丸和喷砂。
用喷丸进行表面处理,打击力大,清理效果明显。
但喷丸容易使薄板工件变形,且无法彻底清除油污。
清理效果最佳的还应是喷砂,适用于工件表面要求较高的清理。
抛丸法清理是利用离心力将弹丸加速,抛射至工件进行除锈清理的方法。
h型钢构件焊接完成后进入抛丸除锈封闭空间,可以对钢构件表面的中锈以下程度的表面进行抛丸除锈,抛丸除锈工艺除具有除锈作用以外,还可以消除h型钢构件焊接完成以后产生的残余应力,改善钢构件施加荷载后的受力状态。
采用抛丸除锈设备,与采用传统的手工除锈、喷砂除锈相比,具有抗腐蚀年限更长、改善构件应力状态的特点。
但抛丸受场地限制,在工件内表面易产生清理不到的死角,设备结构复杂,叶片等零件磨损快,一次性投入费用高。
3.钢结构防腐蚀钢结构锈蚀速度规律:①先快后慢;②沿海或潮湿环境快;③重工业区是市区的2倍,是山区、田园的10倍;④无防锈层比有防锈层快5倍;⑤室外为室内的4倍。
钢结构防腐蚀是钢结构设计、施工、使用中必须解决的重要问题,它牵涉到钢结构的的耐久性、造价、使用性能、维护费用等诸多问题。
3.1钢结构腐蚀的原因钢材受腐蚀的原因很多,可根据环境介质的不同分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀也称干腐蚀,是指钢材在常温或高温下发生的氧化或硫化作用。
钢材的氧化是由于它同氧化性介质接触产生化学反应而形成的。
氧化性介质有空气、氧气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫和氯等,反应后生成疏松的氧化物。
其反应速度随湿度、温度的增加而加速,特别是干湿交替环境下腐蚀更为厉害。
电化学腐蚀亦称湿腐蚀,是由于电化学现象在钢材表面产生局部电池作用的腐蚀。
钢材在潮湿的空气中,由于吸附作用,在其表面覆盖一层极薄的水膜,由于表面成分或受力变形的不均匀,使邻近的局部产生电极电位的高低差,形成了许多微电池。
在阳极区,铁被氧化成fe离子进入水膜。
水中溶有来自空气的氧,在阴极区,氧被还原成oh根离子,两者结合成不溶于水的fe(oh)2,并进一步氧化生成疏松易剥落的铁锈fe(oh)3。
钢材在大气中的腐蚀,是化学腐蚀和电化学腐蚀同时作用所致,但以电化学腐蚀为主。
根据裸露钢板在所处环境的腐蚀程度,iso 12944将大气的腐蚀等级分为五个级别,对于不同的腐蚀环境以及防腐年限,iso 12944对防腐涂层系统的选择进行了指导并且规定了涂层系统的最小干膜厚度。
例如,对于c4的大气腐蚀环境及高的防腐年限(大于15年),可选用75微米的环氧富锌底漆,150微米的环氧云铁中间漆,以及50微米的聚氨酯面漆,总干膜厚度为275微米。
3.2钢结构维护防腐蚀的常用方法钢材的腐蚀有材质的原因,也有使用环境和接触介质等原因,因此防腐蚀方法也有所侧重。
3.2.1采用抗腐蚀的耐候钢。
一般含有磷、铜、镍、铬、钛等成分,使金属表面形成保护层,耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,其低温冲击韧性也比一般的钢材好。
3.2.2长效防腐蚀。
金属保护层是用具有阳极或阴极保护作用的金属或合金,通过电镀、热镀、喷镀、化学镀和渗镀等方法,在金属表面上形成金属保护层来隔离金属与介质的接触,或利用电化学作用对金属加以保护,防止腐蚀。
主要有热浸锌、热喷铝(锌)复合涂层两种方法。
3.2.3化学保护层法,是用化学或电化学的方法,使金属表面生成具有耐腐蚀性能的薄膜,以隔离金属与腐蚀介质接触,如钢铁的钝化和磷化处理。
3.2.4普通涂层法,是用涂料、塑料或搪瓷等材料,通过涂刷、喷涂等方法,在金属表面形成非金属保护膜,使金属与腐蚀介质隔离。
钢结构就是利用表面涂装防止腐蚀的。
室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构多用涂层法防腐,因其防腐蚀性不如长效防腐蚀方法。
涂层法施工的第一步是除锈,一般多用喷砂、喷丸除去所有的油污和锈迹。
要根据周围的环境选择涂层,而且不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。
高性能的防腐涂料通常为三道漆体系:底漆,中间漆和面漆。
①底漆含基料少,粉料多,成膜粗糙,与钢材粘附力强,与面漆结合性好。
在腐蚀性强的环境中,通常选择富锌底漆。
在腐蚀性较弱的环境中,通常选择磷酸锌底漆。
环氧富锌底漆与无机硅酸锌底漆相比具有以下优点:其一在底漆与中间漆之间,不需要封闭漆其二对空气湿度不敏感,因为环氧富锌底漆一般是基于环氧树脂、聚胺或聚酰胺的固化机制,不需要空气中的水分参与固化;其三可自身修补,且具有较强的结合力。
目前,环氧富锌底漆已被广泛地应用于钢结构的防腐。
②高性能涂装体系的中间漆通常为环氧云铁漆,相互交错的层片状的云铁会有效地阻滞水分、氧及电解质的渗透,从而使中间漆具有更好的阻隔保护功能。
另外,环氧云铁中间漆中的云铁能够延长涂覆面漆的时间窗口,改善涂覆的性能。
③面漆的基料多,成膜有光泽,能保护底漆,并能抗风化。
由于大多数钢结构建筑有防止光泽度丧失及褪色等要求,所以采用保色性和保光性好的高性能面漆可以节约大量的后期维修费用。
涂层的施工要有适当的湿度和温度。
涂层的施工环境粉尘要少,构件表面不能有结露。
涂装后4小时之内不得淋雨。
涂层一般做4~5遍。
4.典型防腐技术4.1富锌涂料在富锌涂料组成中,锌粉的含量必须大大高于临界体积浓度,以使得锌粉颗粒之间及锌粉颗粒与钢结构表面之间保持良好电接触,涂膜具有良好导电性。
因此对于富锌涂料要求在保证满意的成膜和机械性能前提下,锌粉含量越高越好。
根据美国钢结构涂装协会( SSPC)有关标准规定,锌粉的含量应该占总不挥发物的80%~95%。
中性盐雾腐蚀试验是一种评价整个涂装体系综合防护性能的传统手段,对于单独的富锌涂层而言,使用其试验结果却要慎重,因为有时会导致错误结论。
尽管如此,该加速腐蚀试验结果仍能反映某些问题,具有一定参考价值。
就水性无机富锌涂料而言具有快干性,在标准环境条件下20 min表干,2 h实干;厚涂性,一次喷涂膜厚可达70 m以上;在适宜的范围内,涂层不受焊接和切割损伤;耐高温性,连续耐热可达300℃以上。
但是与其他涂料一样,富锌涂料也有其使用的局限性。
(1)涂层的脆性以水性无机富锌为例,该涂层由锌粉和硅酸盐组成,呈脆性。
目前,一般要求其耐冲击性≥ 50 cm,柔韧性≤2 mm。
水性无机富锌涂层的脆性,决定了该涂料不适合在薄的、易变形的底材上使用,否则由于外力的作用,会使涂层出现大面积剥落。
(2)施工工艺富锌涂料在施工过程中,由于涂料为高固体含量,锌粉与溶液不能形成完全均匀一致的液态物质,锌粉易沉淀,因此在施工过程中需不断搅拌,以保持涂料始终处于均一悬浮状态,否则喷涂的涂层锌粉含量不均匀;其次,水性富锌涂料宜在相对湿度65%一85%环境下施工,因为涂料与空气中的二氧化碳、水气反应固化成膜,湿度太低涂料不易固化成膜,另一方面湿度>85%以上时,过多的水份会使涂料流淌,影响涂膜成形;再次,涂膜养护温度宜在20—35℃,施工温度过高会使涂膜干燥太快从而出现龟裂;施工温度太低涂膜不固化从而不能获得合格的涂层。
(3)附着力水性富锌涂料与冈特点结合力是靠无机溶液树脂固化,与钢铁形成机械结合,涂层结合力划格法2~3级,约1 MPa 左右。
4.2 热喷涂锌铝伪合金锌铝伪合金喷涂主要使用电弧喷涂方法获得,电弧喷涂时,使用两根不同成份的线材(锌丝、铝丝)喷涂时,就得到这两种材料的伪合金涂层。
锌铝伪合金的组织结构是两种材料的机械混合物。
有时还含有少量的二者合金,涂层的力学性能和化学性能将兼有二者的特点。
电化学性能:介于锌涂层和铝涂层之间近于锌涂层,对钢铁起到很好的阴极保护作用。
力学性能:介于锌涂层和铝涂层之间近于铝涂层,有较高的硬度和抗冲击性能。
有金属理论工作者指出,当锌铝伪合金中铝含量为30%时,会得到较佳的防腐蚀性能。
锌铝伪合金涂层有着长效防腐的性能,而且有较高的硬度和较强抗冲击性能。
表面处理喷涂锌铝伪合金喷涂,由于其对钢基材有很好的侵润性,不像喷涂纯铝对基材纯净度要求那么苛刻,一般Sa2.5级即可,其表面的粗糙度35— 75 m,这样对于现场施工比较容易达到。
附着力方面,锌铝伪合金对于基材有很强的附着力。
某公司曾在杨浦大桥做过现场试验,拉开法附着力在12 MPa 以上;在天津赤峰桥试样中更是达到16 MPa以上。
这样也大大提高了涂层对于基材的保护效果4.钢结构防腐蚀工艺的相关问题防腐蚀工艺流程对钢构件构造处理有不同要求。
例如热浸锌时,构件整体受高温作用,因而管状构件不允许两端封闭,若有封闭空腔则会在镀锌时由于内部空气膨胀而爆裂,造成安全事故。
为了解决管状构件内部防腐蚀处理的不便,在采用热喷铝复合涂层或涂层法时,要将管状构件两端作气密性焊接封闭。
钢结构构件或钢板焊接连接时,若互相之间有贴合面,则在贴合面内的防腐蚀处理会不彻底,经长期锈蚀会影响结构的耐久性,因此应该避免。