冶金環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)建筑維護研究與實踐

趙春龍

（山東萊鋼建設(shè)有限公司，山東 萊蕪 271100）

1 冶金煉鐵鋼結(jié)構(gòu)銹蝕破壞源分析

在工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)多為因構(gòu)件本身受到腐蝕，金屬厚度變薄，承載力降低而結(jié)構(gòu)失效破壞。金屬鋼結(jié)構(gòu)因為本身材質(zhì)鐵元素影響，即使在正常大氣環(huán)境中也極易發(fā)生化學反應(yīng)，生成氧化鐵銹蝕層，但銹蝕層深入速度較慢；在冶金工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中，電化學腐蝕和高溫氣體腐蝕最為嚴重，冶煉生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量灰塵、熱源、蒸汽及含硫酸性介質(zhì)，多種不利因素的綜合常態(tài)化作用加劇鋼結(jié)構(gòu)銹蝕速度。另一方面鋼結(jié)構(gòu)防銹和防腐蝕的涂料與金屬層粘結(jié)不足，形成空鼓，涂料質(zhì)量差，防護措施不當，致使金屬與外界大氣的隔離防護層失效，加快鋼結(jié)構(gòu)受腐蝕速度。

2 不同環(huán)境的防腐案例

2.1 高溫、高濕及煙塵顆粒沖刷環(huán)境

高爐生產(chǎn)工藝流程中的重要設(shè)施圖拉法排煙罩，用于排放高溫蒸汽。內(nèi)外壁及塔架長期處在高溫高濕環(huán)境中，排煙罩內(nèi)外壁及抗風架底部溫度峰值時高達100℃以上，煙氣中含有密集的腐蝕顆粒對煙囪內(nèi)壁產(chǎn)生沖刷腐蝕。水蒸氣中含有大量的腐蝕成分，經(jīng)高溫蒸發(fā)使排煙罩內(nèi)外壁及塔架長期高濕寖蝕在濕態(tài)腐蝕環(huán)境中，嚴重縮短了鋼結(jié)構(gòu)使用壽命，因內(nèi)壁比外壁腐蝕更嚴重而且不易于觀察發(fā)現(xiàn)，無形中增加了安全隱患。

綜合其腐蝕環(huán)境對不同部位進行區(qū)分對待處理，煙囪內(nèi)壁底部火焰噴鍍鋁層加強和抹涂乙烯基酯樹脂與高溫玻璃鱗片膠泥相結(jié)合的特種防腐涂料，煙囪外壁及抗風架采用聚氨酯瀝青類-IPN互穿網(wǎng)絡(luò)高分子特種防腐涂料防腐。

鋼排氣罩底部處于嚴重的腐蝕性環(huán)境中，底部三米以下增加火焰噴鋁鍍層300μm，所有焊縫處增加底涂兩遍。

同時噴砂處理前對焊縫進行砂磨處理，打磨平整或圓滑過度，所有表面上的焊瘤、焊渣、飛濺物均應(yīng)打磨掉。

2.2 高溫蒸汽環(huán)境

高爐沖渣系統(tǒng)水沖渣池行車用于抓渣，行車本體及附屬過道為鋼結(jié)構(gòu)。長期在高溫高濕環(huán)境中運行，水蒸氣中含有大量的腐蝕成分，經(jīng)高溫蒸發(fā)使沖渣行車長期高濕寖蝕在濕態(tài)腐蝕環(huán)境中，嚴重縮短了行車的使用壽命。

綜合腐蝕環(huán)境采用H52--26船舶、H53--23鋼制閘門專用油漆進行防腐蝕。漆膜總厚度140μm以上。防腐流程圖2：

2.3 雨淋日曬干濕交替的工業(yè)大氣環(huán)境中

高爐本體及出鐵場為煉鐵工藝中的重要建筑設(shè)施，防腐蝕施工工藝長期處在雨淋日曬干濕交替的工業(yè)大氣環(huán)境中，特別是各層平臺和邊角部位處在雨水淋濕的粉塵長期覆蓋下，腐蝕較快。出鐵場防雨棚及除塵管道長期處在高溫烘烤和粉塵顆粒沖擊腐蝕。防腐蝕層容易過早老化、爆皮起泡脫落。綜合腐蝕環(huán)境采用附著力強的環(huán)氧富鋅底漆和粘結(jié)力高的環(huán)氧云鐵中間漆及抗老化耐候性能好的聚氨酯面漆防腐。

3 防腐技術(shù)控制要點

3.1 鋼結(jié)構(gòu)基層處理質(zhì)量

防腐技術(shù)控制的關(guān)鍵點之一就是鋼結(jié)構(gòu)基層清理，清理效果的好壞直接影響下步工序；除銹方法一般采用手工除銹、酸洗和噴砂除銹，對于工業(yè)廠區(qū)重要鋼結(jié)構(gòu)建筑，為保證基層徹底清理，和施工便捷，一般采用噴砂除銹，徹底清除鋼結(jié)構(gòu)表面的附著物。肉眼觀測可見均勻金屬光澤，即露出基材金屬本質(zhì)顏色。鋼鐵基層的除銹等級應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，一般采用Sa2.5。

注：①不易維修的重要構(gòu)件的除銹等級不應(yīng)低于Sa2.5；

②鋼結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)件選用其他樹脂類涂料時，除銹等級不低于St3；

為保證油漆涂料層能與鋼結(jié)構(gòu)基材表面有效結(jié)合，要嚴格控制噴砂質(zhì)量，監(jiān)理人員應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)噴砂質(zhì)量驗收標準定為最高級別，同時金屬表面噴砂質(zhì)量合格后，要用壓縮空氣將表面浮沉清除，從而為后續(xù)涂料層工序做好準備。主要從以下幾點控制噴砂質(zhì)量。

（1）鋼結(jié)構(gòu)基層材質(zhì)噴砂程度：噴砂后的表面應(yīng)無灰塵、無水跡、無油垢、無污染物、無軋制鐵鱗、無銹跡、無腐蝕物、無殘留油漆層等金屬基材以外其他雜質(zhì)。露出均質(zhì)的金屬本色。噴砂作業(yè)環(huán)境盡可能在較干燥的環(huán)境進行，若不可避免濕度較大環(huán)境，就要基層清理與后續(xù)涂層統(tǒng)籌安排，采用區(qū)域分割法施工，既根據(jù)施工力量一塊面積完成后，后道工序跟進完成，所有工序均完成后，再完成其他范圍；如此反復(fù)，其間注意防范水汽粘附在基層上。

（2）表面粗糙度：一般表面粗糙度Ra為2.5～1.3um。隨著表面粗糙度的增大，涂層結(jié)合強度相應(yīng)提高。

（3）噴砂表面的均勻性：在同種環(huán)境下的金屬結(jié)構(gòu)，各部位銹蝕程度差別較小，因此基材被噴砂粗化的狀況應(yīng)該在整個金屬構(gòu)件表面上是均勻的；對于銹蝕較嚴重部位，噴砂后也會在一定面積范圍內(nèi)程均勻分布。

3.2 涂層厚度控制

（1）在選擇質(zhì)量合格的涂料前提下，在惡劣環(huán)境中易引起重腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)建筑一般采用六遍涂層，即底漆、中間漆、面漆各兩遍，施工時應(yīng)按照涂料使用說明規(guī)定的標準面積使用量涂裝，控制好每遍涂層厚度，同時為更好區(qū)分和檢測施工質(zhì)量，底漆、中間漆和面漆的顏色區(qū)分開。

（2）對鋼結(jié)構(gòu)件焊縫、陰角、端部、節(jié)點等位置在檢查確認徹底除銹清理合格后，再涂刷；節(jié)點部位一般容易遺留缺空，出現(xiàn)漏涂漏刷現(xiàn)象；每遍涂層完成時均應(yīng)對死角位置進行檢查，保證各結(jié)構(gòu)部位漆膜厚度均勻一致。

（3）施工時，常配合使用濕膜測厚儀和干膜測厚儀，按照統(tǒng)計抽樣檢查的方法，嚴格控制漆膜厚度。

（4）除加強施工質(zhì)量的過程控制外，重要要提高管理及操作人員責任心，制定獎罰分明的合同條款，區(qū)域管理和施工承包制，責任到人；嚴格按擬定施工方案中操作流程實施。