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大气防腐涂料与涂装工艺在钢结构防腐工程中的正确使用
2021年04月01日    阅读量:1261    新闻来源:涂层与防护杂志  |  投稿

引  言

桥梁工程是国家交通工程的重要组成部分,随着近年来我国桥梁工程的蓬勃发展,一些钢结构也被大量用于桥梁工程的建设中。钢结构具有建设简便、工期短、投资低和建成美观等优势。但是钢结构仍有其明显的缺陷,那就是耐腐蚀性极差,所以在桥梁工程中对钢结构的防腐保护成为了使用钢结构的重点涂料在线coatingol.com


1、桥梁工程行业应用钢结构防腐工程中出现的问题


大部分的钢结构桥梁工程都要面临海洋环境的考验,众所周知,海洋环境是极为苛刻的腐蚀环境,海水中和海洋大气中都包含有高浓度的氯化物和硫化物,极易结合水蒸气形成强酸,对钢结构桥梁工程的腐蚀作用最强。而不当的涂料选择和错误的施工工艺会导致钢结构的防腐涂层出现失效的问题,如失光、褪色、泛黄、起泡、起鼓、剥落、开裂甚至脱落、粉化等现象,防腐工程失去了原本的意义。


究其原因,环境因素、钢结构的表面处理不符合标准、焊缝等部位处理不当、涂装工艺不良等都是导致防腐涂层失效的重要原因。在钢结构防腐工程中大气防腐涂料的涂刷工艺中,钢结构表面的处理效果直接影响着涂层寿命的长短,结合实际数据来看约有一半左右的涂层失效问题是由于钢结构表面的处理不合规导致的。在国际标准里明确规定了钢结构表面处理的标准,这些涂层失效后的钢结构已经不堪大用。


此外,在施工过程中由于管理不善,导致施工人员在焊接完成后没有处理焊接熔渣就开始上漆,焊接外缝质量不满足标准,粗糙的表面和粗大的轮廓导致涂层出现脱落、泛锈和起泡的现象,涂层很快失去作用,整体涂层的厚度不够,钢结构受到侵蚀而被破坏,严重影响了后续的涂层维护和检修工作的进行。


在使用大气防腐涂料对钢结构进行防腐保护时,由于涂料本身的耐久性不够,涂层的寿命往往很短,这就导致钢结构的防腐工程难以延续。为了让短暂寿命的涂层延长对钢结构的防腐保护作用,定期的涂层维修和大修就成为了钢结构防腐工程的常规操作。另外,要选择符合维修和维护周期预期的涂层系统,减少因必要维护带来的长期性成本投入。


除此之外,涂层的寿命设计也要与实际相结合,综合参考相关案例,灵活的设计涂层的预计周期。专业的设计人员和全面综合的分析比较才决定着涂层的最终选择,不能只依靠专业知识就下定论。


2、防腐工程中钢结构的表面预处理及质量把控


要做好钢结构防腐工程的前提是对于钢结构的表面进行预处理,同时钢结构的质量又决定着选用涂层的附着力和耐久性,可以说钢结构表面的预处理和钢结构质量同时决定着防护的效果。涂料的选用对钢结构的防腐工程的影响重大,对于最终的防护效果起着决定性作用。所以在防腐工程中,表面预处理的工艺是否满足标准,钢结构的质量是否符合预期,涂料品种的选用是否因地制宜,都会对防腐工程的最终结果产生较大的影响。


2.1 钢结构的表面预处理

钢结构的表面处理技术已经作为施工标准,被列入了防护施工保证项目。防腐在涂料涂装之前,首先需要对钢结构进行表面的预处理,仔细查验钢结构表面的铁锈、氧化皮和污浊物是否全部去除,以免出现泛锈、脱落和起泡的现象,影响钢结构的表面防护品质。在施工时要注意焊缝的气孔残留焊渣是否除尽,砂眼及凹凸部分是否使用专业的手法磨平。


根据国际标准ISO8503-2的中级粗糙度要求,还要检查喷砂、抛丸处理完成后的粗糙程度是否符合标准,过小的粗糙程度会影响涂料对于钢结构的附着力,太大的粗糙度则在上涂料的过程中会产生涂层波峰,产生不必要的涂料浪费的同时更容易出现点锈的情况。


此外,钢结构表面由于喷砂、抛丸形成的灰尘也会对防腐质量产生影响。根据国际标准ISO8503-3的要求,灰尘会降低涂层附着效果,还可能由于灰尘吸潮而加快钢材的腐蚀情况。涂装前的钢材表面必须保证干燥,由于灰尘吸潮所引发的钢表面的水凝结薄膜肉眼几乎无法察觉,所以除灰的操作对于钢结构的表面预处理工艺意义重大,要符合国际标准中对于钢表面凝露层级的要求。


国际标准ISO8502-4对涂装施工现场的环境有明确的要求,可以通过测量空气的相对湿度和钢材表面的温度来判断钢材表面的凝露层级,进而判断涂装工作是否能顺利进行。具体操作为在露点表或者露点计上查看空气的露点,再通过钢材表面温度计测量钢材涂装面的表面温度,比较二者之间的差值,确定钢材表面是否有凝露的可能,国际标准ISO8502-4要求待涂装的钢材表面温度必须高于露点至少3℃。


另外,钢材表面水溶性盐类污染水平也会对钢材表面的预处理结果产生影响,有些涂料可能会与钢材表面的水溶性盐类产生化学反应,影响涂层对钢表面防腐的保护效果。


2.2 钢结构表面预处理结果的质量把控

根据国际标准ISO8503-2、ISO8502-3、ISO8502-4等相关规定,钢结构表面的预处理结果必须满足相应的粗糙程度、清洁程度及凝露层级,即Sa2.5级。所以在做完钢结构的预处理工程后,需要有专业的人员对钢结构表面处理结果进行复核验收,并给出是否进行下一步涂装的可行性意见,相关的专业人员要记录每一次复核查验的数据结果,并建立健全工班责任日清的制度。


3、涂料与涂装工艺的选择


3.1 钢结构防腐工程使用涂料的选择标准

钢结构在空气中的耐腐蚀性差,是由于钢结构对于空气中二氧化氮、二氧化硫、氯化氢、氨气等酸碱性气体的敏感程度很高,很容易与上述气体混合水蒸气产生金属置换反应,钢结构表面会因此产生电解质水膜,从而遭到腐蚀。所以涂装用料的选择要遵循以下几个标准:

(1)形成的涂层应该具有良好的机械性能;

(2)涂层形成后对杂质的渗透抵抗性能要好;

(3)防腐涂料的耐腐蚀性极强且极为稳定,对于钢材表面的保护作用明显;

(4)涂料的附着力要强,能轻易的附着于钢材表面,涂层的寿命较高;

(5)涂料要易于施工,环保无污染且成本不高。根据以上标准,一般钢结构的防腐工程中选用环氧富锌底漆(不锈钢基材除外)、环氧云铁中层漆、氯化橡胶面漆,这些漆的特性基本符合上述标准,且物美价廉,便于施工,是桥梁工程中最常用于钢结构防腐的配套涂层。


钢结构的涂层也有区分,一般在桥梁工程中将钢结构的涂层分为底涂、中涂以及面涂。底漆主要是对于钢材附着性的要求和对钢材表面的防腐蚀保护,底漆的漆膜厚度一般较低,但高过钢表面抛丸后的粗糙度峰值是基本要求,另外要满足对钢表面的润湿性,能深入到焊缝、锈痕的较深部位;中涂是对底漆和面漆之间起过渡作用,中间漆能通过溶剂溶胀底漆,增强漆面之间的粘着程度,并且加厚涂层,提高涂层的屏蔽性能,一般底漆较薄,使用中间漆可以加厚涂层薄膜,同时要保证与面漆的附着力;


面漆的使用有着美化钢结构表面的作用,同时面漆还能将紫外线遮挡在涂层之外,减小紫外线对涂层的老化影响,有的面漆还具有耐化学品腐蚀的特性。面漆一般选用长油醇酸磁漆、环氧类面漆、丙烯酸芳香族聚氨酯面漆、氟碳树脂漆、氯化橡胶面漆、高氯磺化聚乙烯面漆等几种,都具有较强的耐久性。


3.2 钢结构防腐工程中的涂装工艺

在钢结构防腐工程中,最常用的涂装方法是喷涂、辊涂和手工刷涂。喷涂作业时,由于稀释剂的添加量和试件形状的影响,一般会产生严重的流挂现象。为了避免流挂的产生,一般对面积不大的基体采用刷涂的方法,以减少涂料的消耗。涂装工艺中还有一些隐蔽的工程,比如防护施工,这就需要严格的品质控制体系来对品质的结果进行测量,所以要配备精确的检测仪器。


常见的仪器有测厚仪、粗糙度仪和除锈等级标准图等。只有完成了对涂层厚度、粗糙度和除锈质量的逐项检测并验收合格后才可以开始下道工序的施工。表面的除锈工作完成后,要在4h之内快速涂刷头道底漆,以免发生二次锈蚀,隔夜进行涂装工作是明令禁止的。前道涂层完成涂装后暴露的时间不能过长,以免涂层间的附着力下降;为了避免泛锈情况出现,在因溶剂挥发形成的针孔处,要在环氧富锌底漆涂膜表干之后、实干之前刷涂环氧云铁中间层涂料封闭针孔。


钢结构防腐工程中的涂装过程中也要注意施工环境造成的影响,在大风、降雨、温度、相对湿度等环境下进行涂装都会降低涂层的防腐质量。温度过高会导致涂装溶剂的挥发较快,涂层容易出现针孔、起皱和刷痕等现象;低温则会造成涂料的固化速度降低乃至停止,甚至在表面生成水珠;当空气相对湿度过大时会使得涂层泛白、出现针孔,导致钢结构表面发生二次泛锈,应暂缓涂装施工;大风环境下会产生大量的尘土,这些尘土会黏着在涂层的防护表面从而极大地降低了涂层间的附着力,并影响涂层的外观质量,需要等待大风停止后再进行施工。


3.3 钢结构防腐工程的质量控制

钢结构防腐工程最重要的环节就是对于涂层的质量控制,涂层的质量高,防腐性能就强,钢结构的耐腐蚀就越好,所以在施工过程中要严格把控涂层的施工质量。要指派专业的验收人员对防腐工程的每个环节,涂料的施工标准、涂层的最终结果、涂料的施工工艺等进行严格的验收,并记录相关数据:日期、环境、施工人员、表面处理等级、表面除尘方法、稀释剂添加情况、干湿膜厚度等等。


涂料中的稀释剂能调整施工的黏度,因此要严格选用符合标准的稀释剂,如果选用的涂料能满足施工黏度的要求,就尽量避免使用稀释剂,从而减少流挂现象产生的几率。使用稀释剂后涂施面积会显著增大,但是涂层的膜厚会严重不足,影响了最终的防腐效果。如果是同一品种的漆进行多道喷涂,建议用不同颜色的漆交叉喷涂,避免重涂和漏涂。


结  语

钢结构的防腐工程直接决定着完成施工后钢结构的耐久性,在实际的施工结束后,对于涂层的维护检修也是提升钢结构耐腐蚀性能的重要方法,但是归根结底,做好钢结构防腐工程中大气防腐涂料及正确使用涂装工艺仍是最稳妥的提升钢结构防腐蚀性能的办法。选择合适的涂料,施工过程中注意涂装方法和质量控制,钢结构不耐腐蚀的缺陷就会大幅减少。

 参考文献(略)

作者 | 唐黎标

(杭州市东新涂料有限公司)


标签:工业涂料原材料辅料与设备涂装应用技术中心防腐涂料树脂涂装
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