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文档简介
1、文件综述文件综述 钢结构防腐 1 大型钢结构的防腐浅谈: 随着我国经济蓬勃发展, 建筑设计水平的提升进步越来越多的建筑形式采用 钢结构来表现,钢结构建筑比起传统的砖沙水泥,构造更多变,风格更突出。但 这样的建筑处于潮湿大气和污染环境之中,必然会遭受腐蚀,要确保这些建筑的 完整性, 展现钢结构的艺术感染力采用防腐涂料进行涂装保护非常必要,也可以 对钢结构采用结构自身防腐进行钢构的防腐保护。 2 钢结构工程管理要点及防腐技术的应用: 2.1 防腐蚀工程的管理 防腐蚀工程的管理是一个规范性的工作,在防腐的施工中应该严格执行科 学的制度,勤于检查,精心施工。应根据以下程序及环节对防腐蚀施工进行管理。
2、2.1.12.1.1 钢结构的表面处理要求钢结构的表面处理要求 涂装前底材的表面处理是重防腐蚀涂料涂装的重要环节,除锈质量是漆膜保 护效果的最主要的因素钢结构8的表面处理方法有物理方法和化学方法。物理方 法:喷射除锈,喷砂、喷丸、抛丸法除锈、动力工具和手工除锈等;化学方法:酸洗 除锈。另外,钢结构8的表面处理程度也直接影响钢材的腐蚀速度,由于氧化皮的 电极电位较 Fe 正,相当于 Cu 的电极电位,与 Fe 的电位差约 0. 26 V,在介质中氧 化皮为阴极、铁为阳极,从而使钢结构受到腐蚀。氧化皮对钢结构腐蚀速度的影 响是很大的,如下表示 1 表 1氧化皮对钢结构腐蚀速度的影响统计 钢铁上氧化
3、皮所占面积(%) 95 90 75 50 0 钢材受到的腐蚀速度(mm/y) 1.140 0.890 0.394 0.200 0.125 铁锈的存在除会降低漆膜与钢铁表面的附着力,还因铁锈中的 FeS04、FeCl2 等盐份在涂漆之后仍起破坏作用。因此涂漆前必须完全除去钢铁表面的氧化皮、 铁锈、油污、灰尘、盐类粒子、酸、碱等杂物。清除程度以除锈标准来衡量,我 国的除锈标准GB50212-91等效采用国际除锈标准ISO8501-1998(与瑞典标准SIS 055900 等同)。除锈越彻底,保护效果越好;除锈不彻底,残留氧化皮、铁锈、油 污会引起漆膜的破坏和加速腐蚀。 表面粗糙度以 3070 m为
4、宜,最大不宜超过 100 m,粗糙度直接影响膜与底 材的附着力和保护效果。 2.1.22.1.2 漆膜涂装的管理漆膜涂装的管理 对施工中的漆膜厚度进行控制。漆膜低于 125 m 时容易发生早期缺陷。 对施工后的膜厚进行检测与处理 ,检测主要是通过测厚仪进行检测 ,对膜厚 分布状态的要求是 90%以上测点的膜厚不低于规定的膜厚值,余下测点的膜厚不 低于规定厚度值的 90%。达不到这一要求时,进行局部补涂或重涂一道。 对涂装环境的控制。环境包括湿度、温度、露点、天气等。空气中含有水份 (2g/m3),湿度太高影响附着力,85%不能施工;环境温度 5以下不宜室外施工; 底材表面温度至少高于露点 3以
5、上才能施工;下雨、下雪、大风等天气不能施 工。 2.1.32.1.3 采用有机涂料配套体系采用有机涂料配套体系 对于处于特殊环境,如沿海地带的钢结构(钢结构架、锅炉炉架等)金属部 件均处于苛刻的海洋大气腐蚀条件下。大气腐蚀的影响条件是非常多的,例如: 温度、湿度、含盐量、含硫量、海雾、紫外线4等等。针对此种情况,本文提出 了有机涂料配套体系5-7的方案,可以有效的防止和控制钢结构的腐蚀,常用涂 料有:酸涂料、氯化橡胶涂料、环氧涂料、丙烯酸树脂涂料、聚氨酯涂料。 2.2 钢结构的表面处理 钢结构的表面处理对钢结构的防腐1,21,2质量有着直接的影响,很多人认为:只 要涂料好,防腐效果就一定好。
6、这种观点是不规范的,也不是完全合理的。 钢结构 的表面处理程度直接导致防腐工程的施工质量,因为钢结构的表面处理直接影响 到钢结构表面和底漆间的附着力,同时也减少了钢结构表面介质对钢结构腐蚀的 影响。由于受到条件和经济的限制,在我厂最有效经济的处理办法是采用手动工 具除锈,除锈等级达到 St2St3 级,虽然没有喷砂除锈或者火焰除锈彻底,但是已 经完全能够满足防腐要求。 3 钢结构的防腐蚀的结构设计 在腐蚀控制的各个环节中,钢结构的设计是极为重要的一环。合理的结构设 计不仅可以使钢材等的耐蚀性能充分发挥出来,而且可以弥补钢材等内在性能的 不足。特别重要的是很多局部腐蚀事故,如电偶腐蚀、缝隙腐蚀、
7、应力腐蚀、磨 损腐蚀是由于结构设计不合理所引起的 ;同样,很多局部腐蚀又可能通过正确合 理的结构设计或通过结构设计改进得到解决;所以“设计桌上的防腐蚀” 结构设计是最经济、最有效的防腐蚀措施 3.1 钢结构的形状、形式尽可能简单合理 在建筑钢结构行业,有人对钢结构截面形状与腐蚀速度的关系作了专门的研 究后发现:处于同一腐蚀环境下的钢结构,不同截面形状腐蚀速度相差很大(见表 2)。 表 2截面形状与相对腐蚀速率的关系 1.131.161.171.271.31.351.381.551.61.81.9 3 1 就是钢结构设计中,在可能条件下,采用筒形结构比方形或其他框架结构好 的理由。加上圆筒形结构
8、简单、表面积小、便于防腐蚀施工和检修。钢结构表面 应均匀、平滑、清洁。因为凹凸不平、粗糙、粘附污物的表面很容易发生腐蚀。 3.2 防止发生电偶腐蚀 在大型钢结构中,为了满足不同部件的功能需要 ,不少部件采用多种金属材 料构成。为了避免电偶腐蚀破坏,应遵循某些设计原则 3.3 结构上尽量避免缝隙、死角 缝隙会引起腐蚀,特别是钢结构部件的连接和支撑处是造成缝隙和死角的场 所,在设计中应予充分考虑。 尽量避免使用铆接结构,铆接的结构存在缝隙。 一定 要用铆接方法的话,应加垫片(见图 1) (a)未加垫片(b)未加垫片(c)加垫片 图 1 铆接设备结构 3.4 防止应力腐蚀 (1)控制工作应力和消除残
9、余应力 (2)避免应力集中 (3)抗应力腐蚀材料的选择 3.5 减少磨损腐蚀 腐蚀是影响建/构筑物性能及使用寿命的重要因素 ,它会使结构的承载能力 降低,使用寿命缩短,影响正常功能的使用,并会造成巨大经济损失。 因此,只有不 断完善土建防腐蚀管理体系 ,不断提升土建防腐蚀的专业技术水平 ,才能确保电 站建/构筑物满足原设计功能的要求。 4 涂料在钢结构防腐蚀中的应用 4.1 涂料防腐蚀的现状及效果分析 (1)同一区域,不同使用环境、不同设备,采用同种涂料,效果都不同。 (2)同一区域,不同使用条件,同种设备构件,采用同种涂料效果不同。 (3)不同区域,不同使用环境,不同设备,采用同种涂料效果不
10、同。 4.2 防锈试验 对冷轧板与热轧板两种材料进行长期浸泡在 1-羟基苯骈三氮唑溶液中和浸 后取出自然凉干两种处理,考察 1-羟基苯骈三氮唑的缓蚀效果。试验中所需钢铁 材料均用脱脂剂清洗干净,实验配制的水均为一次蒸馏水。浸泡试验结果见表 3, 浸后取出并凉干后的缓蚀效果见表 4。 表 3冷轧板、热轧板浸泡试验结果 0配置浓度 (g/L) 浸泡时间 表面状况锈 冷轧板 表面状况点锈 热轧板 0.010.03 25min 光亮 本色 0,05 1 个月 本色 本色 0.10 3 个月 本色 本色 0.20 3 个月 无锈 无锈 0.50 3 个月 无锈 无锈 10min10min 锈 本色 表
11、4冷轧板、热轧板浸后凉干的锈蚀情况 配置浓度(g/L) 浸泡时间(min) 锈蚀时间冷轧板 锈蚀时间热轧板 0.05 10 2 20 0.10 10 3 30 0.20 10 8 35 0.50 10 10 36 根据钢防腐蚀实践,总结出不同区域环境对涂料的性能要求及适用的涂料品种 , 见表 5 表 5不同使用环境和性能要求及适用的涂料品种 使用环境 工业大气 化工大气 湿热 高温 一般 性能要求 防潮,耐水 耐化学腐蚀 三防性好 耐高温 中等耐候 涂料品种 沥青类,酚醛树脂类,环氧树脂类,聚氨酯类 环氧树脂类,聚氨酯类,乙烯树脂类,氯化橡胶, 环氧-沥青类,环氧-聚胺类 聚氨酯类,丙烯酸类,
12、氨基醇酸树脂类,过氯乙 烯,橡胶类 有机硅,无机硅酸锌,环氧-有机硅 油脂类,醇酸树脂类,硝基类 目前涂料防腐蚀应用广泛 ,但该方法不能达到长期防腐蚀的目的 ,普通涂料 在一般工业环境中寿命为 2 年左右。影响涂料防腐蚀质量的因素很多,只有根据 不同材质、不同环境,设计科学合理的防腐蚀方案,选用合适的涂料品种,保证涂 料质量并确保施工质量,做好使用维护,才可能取得较好的防腐蚀效果。 5 建筑钢结构的各种防腐方法特点及总结 钢材在空气或潮湿的环境的环境中易于锈蚀。 钢材表面的铁原子与空气中的 氧化合而成质地疏松的氧化铁锈,特别是当空气中含有酸碱盐类的介质时情况更 为严重,腐蚀不仅使钢材表面产生不
13、均匀的锈蚀,而且局部的锈蚀引起应力集中, 促使钢结构的提前破坏,尤其是在反复冲击的荷载作用下,更促进疲劳强度降低, 出现脆性断裂9。钢材的腐蚀危害建筑物的安全,并造成巨大的损失。只有在设 计建造的同时,对其进行卓有成效的防腐,才能确保钢结构的长久寿命。 综合上述的各种防腐方法特点10,热浸锌防腐、热喷铝(锌)复合涂层防腐和 涂(喷)油漆防腐(尤指氟碳涂料)是钢结构目前主要的三种防腐方法。实际上,为 了防止钢结构锈蚀,除必须采取防锈措施外,尚应在构造上尽量避免出现难于检 查、清刷和油漆之处,以及能积留湿气和大量灰尘的死角或凹槽。闭口截面构件 应沿全长和端部焊接封闭。同时,在使用过程中,应保持通风良好,及时排除侵蚀 性气体和湿气,及时进行清灰、清污工作。 参考文献 1崔维汉防腐蚀工程设计与新技术J.山西省腐蚀与防护学会,1995. 2庞启则防腐蚀涂料涂装和质量控制M化学工业出版社 2004 3李华亭.青岛市钢结构设计诌仪A.第二届全国钢结构防火技术研讨会论文集 C. 2003 4AtrrosphericcorrosionofsteelsJProc11thIntCorros Cogress,Florence,1990,5
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