碼頭鋼管樁腐蝕原因分析及維修方案

摘 要：本文介紹了海洋鋼管樁腐蝕原因分析以及詳細的維修方案

關鍵詞：鋼管樁 腐蝕 分析 維修方案

中圖分類號：F291.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0081-01

作者所在公司地處南海海岸線，有兩個碼頭用于原料及產品的運輸，這兩個碼頭均是2005年建成并投入使用，共有鋼管樁481根作為支撐，投用幾年后，有部分鋼管樁出現了油漆脫落及銹蝕的現象。

1 原因分析

由于海水的鹽度在32%～37%，pH值在8～8.2之間的天然強電解質溶液，更是一個含有懸浮泥沙、溶解的氣體、生物、腐敗有機物的復雜體系，加之碼頭鋼樁長期受潮汐、波浪、海生物、船舶靠泊、圍油欄等撞擊及磨蝕等因素的影響，造成鋼樁飛濺區防腐涂層損傷，故傳統的防腐涂裝難于達到理想的防腐效果。

海域環境參數如下

潮汐特點：本碼頭所處區域潮汐特點為不規則半日混合潮型，年平均潮差1.02 m，最大潮差2.71 m，歷年最高水位為3.92 m，最低水位為-0.37 m，波向為SSE向。

海洋鋼樁腐蝕的三個峰值區域如下。

（1）浪花飛濺區—— 發生在平均高潮線以上的浪濺區，是鋼結構腐蝕最嚴重的區域，腐蝕速度：0.2～0.5mm/Y。

原因：海水飛濺，干濕交替，氧氣充分；光照和浪花沖擊，破壞金屬保護膜。

（2）水位變動區—— 平均低潮線下0.5～1.0 m處區域，腐蝕速度：0.1～0.3 mm/Y。

原因：溶解氧充分，海水流速大，水溫較高，海洋生物繁殖快。

（3）海水海泥交界處下方。

原因：海水海泥對鋼樁進行腐蝕電解，腐蝕速度：0.03～0.07 mm/Y。

由于海水全浸區對鋼樁的保護都已采用犧牲陽極保護法，因此，對鋼管樁浪花飛濺區和平均低潮線下0.5～1.0 m處區域的防腐保護，應是鋼管樁防腐的重點部位。

基于這種狀況，我們開始啟動鋼管樁防腐工作的維修計劃。因鋼管樁油漆脫落部位位于鋼管樁潮差區及海浪飛濺區，防腐作業必須在帶水的環境下施工。這樣，傳統的油漆涂裝方法無法施工。借鑒國內外維修經驗，我們選擇了包覆層腐蝕系統防護的方法。

鋼樁的大氣區與飛濺區防腐解決方案如下。

（1）底材前處理：對海樁頂部沿著銹圈鑿開混凝土至無銹部位〔約1～2寸深度〕，并對底材手工除銹Sa2～St3級；對大氣區、飛濺區看似無銹部位，必需對舊漆膜進行附著力測試，對附著不牢的舊漆膜應打磨去除。

（2）防腐涂裝設計方案：設計防腐年限：20～30年；總干膜厚：600 um；牢固舊漆膜處涂500 um；涂裝道次：共涂底、面二道；SP2170A底漆，深灰，一道涂300 um，包括局部加強修補；牢固舊漆膜處涂200 um；SP2170T面淥，中灰或各色，一道涂300 um；底漆面漆的涂裝間隔大于8 h。底漆面漆有必要稀釋時可加5%的稀釋劑。

（3）海樁涂完完成后，將頂部鑿開的混凝土用膩子填平并刷上SP2170T涂料封閉。

2 潮差區和全浸區防腐解決方案

（1）底材前處理：徹底清除海樁表面的銹跡和海洋附著物；對無銹部位的舊漆膜必需進行附著力測試，對附著不牢的舊漆膜應打磨去除。

（2）潮差區和全浸區防腐涂裝設計方案：在海洋水線上下數米腐蝕最嚴重區域，漆膜性能有針對性的同時，為達到耐久保護效益，此處涂層的厚度一般要求為飛濺區以上部位的2～3倍厚度。

設計防腐年限：20～30年。

SP2170A底漆，深灰，一道涂1000 um，包括局部加強修補。

再纏繞浸涂重防腐涂料的無紡布，并配上護套。

底漆與纏繞無紡布間隔時間大于6 h。

具體步驟如下。

第一步，鋼管樁的表面處理。

（1）目的。為保證防蝕膏能與鋼材表面充分結合，達到最佳的保護效果，必須進行鋼材表面處理。

（2）處理要求。施工區域鋼結構表面處理需達到ISO St2標準以上，無明顯鼓泡和浮銹；潮差區等海生物附著區帶應盡量除去附著的海生物，表面突出物不應有銳角，一般不高于5 mm，最大不高于10 mm。

（3）處理方法。

1）除去海生物。用鏟刀和高壓水槍除去附著的海生物。對于附著牢固的貝類海生物的殘留物不應高于10 mm。

2）手工除銹。

①用檢查鉗敲打鼓泡處，檢測在漆膜下是否有銹層。

②用除銹鏟刀輕鏟鋼管的凸起部，將浮銹和鼓泡全部除掉。

③用鋼砂刷除去浮銹和氧化皮，鐵砂紙打磨除銹。

3）噴砂處理。一般不需要噴砂處理，但如果表面銹層很嚴重的時候，可采用噴砂除去浮銹，使鋼結構表面光潔度達到要求。

第二步，涂抹防蝕膏。

（1）涂抹方法。擠出少許防蝕膏于手掌中間，進行涂抹，重復5～10次，使防蝕膏在鋼結構表面均勻分布。

（2）防蝕膏用量。對于光滑表面約300g/m2；銹蝕特別嚴重處約400～500 g/m2。

（3）在平均海平面附近涂抹防蝕膏時，應選在低潮時進行。

（4）鋼樁表面的坑凹和縫隙處應用防蝕膏填滿，有銹的地方需要抹平，突出物的表面也應涂抹一層防蝕膏，使防蝕膏在鋼結構表面均勻分布為完整的一層保護膜。

第三步，纏繞防蝕帶。

（1）纏繞方法。直管處進行纏繞時，起始處首先纏繞兩層，然后依次搭接1/2。纏時稍用力將防蝕帶拉緊鋪平，將里面空氣壓出。必須保證各處至少纏了兩層。對于垂直結構一般采用由下至上的方式進行纏繞。

（2）要求。涂抹完防蝕膏后，應立即進行纏繞防蝕帶作業，尤其在平均海平面附近，以防止防蝕膏被海水沖刷脫落。纏繞時，應用手拉緊、鋪平防蝕帶，保證被纏繞處無氣泡出現。保證鋼樁各處均有兩層以上防蝕帶覆蓋。

第四步，防蝕保護罩安裝。

（1）防蝕保護罩安裝。

垂直安裝防蝕保護罩，規則處的鋼結構可以預先加工防護罩外殼，現場施工時，將兩塊防蝕保護罩用不銹鋼螺栓緊固。

（2）防蝕保護罩端部密封。

兩個端部用水中固化型環氧樹脂密封。

（3）螺栓緊固時應注意使防蝕保護罩的密封受力均勻，以防止因局部應力過大造成防蝕保護罩的變形和密封邊破裂。

（4）環氧樹脂填完后外延部分應保持外斜面，以利于濺上的水滴的滑落，避免積水。

3 結語

采用以上方法對腐蝕鋼管樁進行防腐保護后，取得了良好效果，保證了碼頭的安全運行。

參考文獻

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