電廠鋼結構涂層防腐評估與維修策略研究

摘要：鋼結構由于腐蝕造成的經濟損失是一個驚人的數字，國內通過對5個行業的調查分析得出每年由于腐蝕造成的損失占國民經濟的5%-6%。電廠每年鋼結構油漆維護費用高達2000萬，可見鋼結構防腐維護費用較大。腐蝕在我們身邊時刻都在進行，通過適當的方法以及合理應用腐蝕防護技術，可以有效地延緩腐蝕，減少因腐蝕造成的經濟損失，對加強鋼結構防腐蝕管理和維護意義重大。綏中電廠為科學管控鋼結構防腐蝕質量，依據現行規范及《火力發電廠鋼結構防腐蝕標準》企業版，結合多年來鋼結構防腐蝕經驗，對輸煤系統鋼結構腐蝕狀況進行現場典型試驗。依據試驗結果，針對不同部位從材料的選用等方面重新做了全面、系統的規劃，提出可行修復方案和質量管理以及防腐工作方式的改進建議。

關題詞：鋼結構腐蝕機理；涂層體系選擇

1 鋼結構腐蝕機理

火力發電廠鋼結構以大氣腐蝕為主，鋼結構在大氣中的腐蝕主要是金屬表面形成的電解質液態膜與空氣中去極化因子同時作用的結果。

Fe→Fe2e+2e-O2+2H2O+4e-→4HO-

Fe2e和HO-結合生成Fe(OH)2沉淀下來，然后繼續被氧化形成鐵的氧化物，氧化程度的不同會有不同的顏色，Fe2O3呈黃色、FeO和Fe3O4一般呈棕色。鐵銹大多是多種氧化物和水化物的混合體，體積會比鐵自身的體積膨脹2～６倍。

2 鋼結構防腐蝕涂層系統

底漆、中間漆和面漆組成防腐蝕系統。

底漆：1.對基材有良好的附著力，一般含有羥基、羧基等極性基團。

2.底漆的基料具有屏蔽性，以阻擋水、氧和離子的通過。

3.底漆中顏料、填料，增加漆膜表面的粗糙度，降低底漆收縮率，增強屏蔽性，減少水、氧和離子的透過。

4.底漆具有良好的浸潤性，并不宜太厚，確保有良好的附著力。

中間漆：1.中間漆與底漆及面漆附著良好。各涂層之間的附著主要靠中間層所含的容劑將底漆溶脹，是兩層界面的高分子鏈纏結緊密。

2.中間漆的主要作用是較多的增加涂層厚度以提高整個涂層的屏蔽性能。在整個涂層系統中由于底漆和面漆不宜太厚，往往將中間層涂料制成觸變型高固體厚膜涂層。

面漆：1.遮蔽日光紫外線對涂層的破壞，阻擋污染大氣對涂層的破壞。

2.裝飾作用。

3.耐介質性。

3 輸煤系統鋼結構涂層失效評估和涂料涂層體系選擇

3.1 涂層失效評估

根據對綏中電廠輸煤系統鋼結構腐蝕狀況的現場典型試驗，進行失效量化評估。總體來說，輸煤系統鋼結構腐蝕較嚴重，輸煤系統鋼結構防腐油漆表面粉化嚴重，均達到5級粉化程度。輸煤棧橋鋼支架底漆尚好，但面漆粉化程度達到5級，表面起泡、脫落達3級，局部銹蝕嚴重，需局部修復，面漆需整體重新涂裝。海運輸煤皮帶支架、封閉廊道和轉運站內暖氣供暖蒸汽管道腐蝕程度達到5級，需安排整體重新涂裝。

從失效涂層的成因來看，主要問題在于基材的表面處理不滿足涂裝要求，部分構件的涂層配套選擇不合理，膜厚不滿足設計要求。考察中發現，輸煤系統鋼結構防腐蝕涂層粉化嚴重且多為兩層配套，表明防腐蝕涂層配套方案不合理，且涂層厚度較薄，漆膜整體壽命變短。

3.2 涂料涂層體系選擇

4 以往鋼結構防腐治理工作中走入的誤區

1.防腐材料選擇的標準不規范

由于防腐材料不規范，以往采用的防腐材料品種比較單一，通常認為凡是油漆都能起到防腐的作用，忽略防腐材料的特性及適用的條件，現場防腐使用的油漆品種五花八門，未能達到對鋼結構防腐耐久年限要求。

2.僅憑經驗，缺乏科學檢測手段

因我國目前尚沒有統一的鋼結構防腐蝕維修標準，只能根據油漆生產廠家技術指導，參照現場設備腐蝕狀況，選擇油漆，造成鋼結構防護年限僅為3-4年(現場實踐已證明)，鋼結構得不到長周期的防護效應。

5 鋼結構防腐維修工作開展的思路

1.發揮專家技術優勢和先進的檢測技術手段

鋼結構防腐項目立項后實施前，聘請專家對現場需要防腐設備狀態進行評估，并制定出切實可行的修復方案，采用先進的防腐材料(如:雙組分油漆)，提高防腐效果和使用年限。

防腐工作結束后，對施工工藝質量分別使用鹽分測試儀、拉拔儀、PIG、劃格法等先進的檢測儀器進行氯鹽含量測試、涂層附著力測試、涂層膜厚測試。

2.在組織實施修復工作時，對以下幾點加強管控：

2.1 嚴格按照評估報告控制修復范圍，不得隨意調整。

2.2 注意修復用涂料和原有涂層相容性，嚴禁不相容材料在修復工程中應用。盡可能采用涂裝環境要求相對寬松的涂料，以確保涂裝質量。

2.3 氣象條件不滿足涂裝要求時，嚴禁作業。

2.4 加強基層處理、材料和涂裝管理。

2.5 安全管理工作到位，必須配有專職安全管理人員負責生產安全和可揮發物對人體損傷的監測。

3.強化招標文件技術規范書中重要指標定量化

3.1 油漆品種的選擇在技術規范書中應界定清楚。

3.2 選擇專業化的防腐施工隊伍。

3.3 應明確鋼結構防腐質量驗收標準及涂層驗收項目。

3.4 明確施工技術措施及安全技術要求。

3.5 工程管理的要求及項目資料歸檔的具體文件清單。

4.加強對設備制造廠家鋼結構防腐施工現場的監管。如:采用現場監造等方式

6 結論

鋼結構防腐蝕是個系統工程，從防腐蝕設計、材料檢驗到施工管理和維護每個環節出了問題都會影響防腐蝕涂層的使用壽命，從而影響結構安全和結構壽命期內的經濟性。通過對綏中電廠輸煤系統鋼結構防腐蝕狀況評估，總結了一些鋼結構防腐蝕工作的一點思路，并將其延伸到了其他系統。

參考文獻

[1]《火力發電廠鋼結構防腐蝕標準》

[2]《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）

[3]《涂裝前鋼材表面銹蝕等級及除銹等級》（GB8923）

[4]歐盟標準：色漆和清漆-涂料失效的評估