淺析重防腐技術在變電站鋼結構表面涂裝中的應用

摘 要：根據現場施工經驗，重點介紹了重防腐技術在變電站鋼結構涂裝中的涂裝配套方案選擇.以及鋼結構表面的處理和涂裝工藝要求。變電站綱結構原采用的是普通油漆防腐涂裝，油漆防腐保護只能維持1～2年。而對變電站綱結構表面進行重防腐油漆涂裝，保護能達到10～15年。

關鍵詞：重防腐技術；變電站；表面涂裝

1 前 言

鋼結構主要是輸變電線路里的變電站的變壓器、線路鐵塔以及鋼支架等電力設備的金屬構架。電力鋼結構大量放置于戶外，需經受晝夜溫差、四季的變化以及風吹日曬等的影響，而且不同地區還有各種不同的大氣和工業腐蝕環境，所以腐蝕問題非常嚴重，不但電力系統企業要投入大量的人力、物力和財力進行常年的防腐蝕工作，但仍然存有潛在的安全隱患。以線路的鐵塔作為例子來說，如果在不進行表面刷漆防腐處理的條件下，鋼材表面產生氧化腐蝕的速率可以達到1mm到2mm每年，經過4到5年，鋼結構將會完全報廢。

鋼結構在電力行業中的使用十分普遍，以輸電線路為例來說，每公里約安裝四座鐵塔。而由輸電線路電壓等級的不同，鐵塔大小也不一樣。對于220kV的輸電線路而言，每基鐵塔鋼材的重量大約是10t。為保證這些安置于戶外的鋼塔能保持幾十年的使用壽命，一般每隔2～5年就要對其表面進行防腐處理。現在使用的防腐手段主要是涂一般的油漆如環氧漆、醇酸漆等，還有冷涂鋅，這二種手段都存在耐久性差，一般壽命只有2到3年，防腐能力有限，對基材處理要求較高等嚴重缺陷。雖然進口防腐涂料質量良好，壽命可達5到10年甚至10年以上，但是價格太高，經濟性又不好，而且施工難度大。而在變電站工程中應用鋼結構重防腐技術.使用專業生產船舶用漆的上海開林造漆廠的重防腐蝕涂料產品，進行鋼結構重防腐施工，取得了良好的效果。

2 現階段常用的防腐技術

2.1 有機/無機涂層防腐

涂層是鋼結構最常用的防腐方法之一，它具有省力、經濟、快捷等特點。涂層依賴的防腐機制通常有電化學、屏蔽和黏接。而在屏蔽機制中其主要作用是阻斷電荷傳遞，一般認為理想涂層有較好的抗滲透性和致密性，能夠阻止H2O、SO42-、CI-等介質向馀層中進行擴散、滲透，從而使涂層下面的金屬不會發生電化學腐蝕。然而實際上涂層是由多種組分組成的復雜體系，即便涂層非常完美，介質也可以經由活性擴散而到達基體，關鍵是怎樣改進涂層的致密度和結構體系。通過涂層的防腐電化學機制我們知道若涂層中含有防銹顏料或者填料，即便涂層的屏蔽失效，此類顏料或者填料在基體產生保護膜，也或者提供陰極電流，從而抑制基體陰陽電極發生的反應。即便涂層起不到屏障作用，因為涂層的附著性強，通常來說介質也很難滲透到基體表面，不會對基體產生腐蝕。

有機涂層防腐的方法因為受到涂料本身的防護原理的限制，它的防腐年限通常為5年到10年，局部由于處理不當而導致防腐薄弱的環節1年到2年后就可能會出現銹蝕。而變電工程的使用壽命通常為50年，變電站更需長效運行，因此要盡可能地防止停電檢修，所以有機涂層腐蝕的防護在變電工程的應用中有局限性。

以金屬或者非金屬元素氧化物為主體來構成的覆蓋層被統稱為無機非金屬的覆蓋層。無機非金屬的覆蓋層具有耐蝕、耐熱以及高絕緣的優點，然而由于其脆性較大，沖擊韌性較差，在建筑結構防腐中的應用有限。

2.2 冷噴鋅工藝

冷噴鋅工藝一般是由涂裝在金屬構件的表面構成鋅金屬的保護膜，也就是我們平常所說的鋅盾，鋅盾具備在犧牲陽極時陰極保護和屏障保護功能。鋅保護膜冷噴鋅材料通過常溫下噴涂干燥后，鋅鍍層中純鋅的含量一般在96%以上。

冷噴鋅工藝具有環保、節能、易維護、成本低、施工方便等優點，能較好地滿足“兩型一化”的變電站設計要求，能夠更好地適應變電工程，具有很好的綜合性價比，競爭力較其他方法更高，應用前景也更為廣闊。隨著我國節能減排措施相繼出臺，熱噴防腐方法的使用會受到限制，冷噴鋅防腐工藝有效地克服了熱鍍鋅的缺點，其防腐性能更為優越，維護方便，適應性廣，節能環保，具有明顯的經濟社會效益。

3 重防腐涂裝工藝

重防腐是指能在相對苛刻腐蝕環境里應用，并具有能達到比常規防腐涂料更長保護期的一類防腐涂料。重防腐蝕涂裝一般由中間層、面漆、防銹底漆幾道工序組成，面漆通常采用聚氨酯環氧面漆，其具有良好的耐候性、附著力及耐久性。經過鋼結構表面的處理和涂裝工藝，重防腐油漆的涂裝對鋼結構的保護能夠達到10～15年，從而大大地節省電力設施維護費用。

3.1 重防腐涂裝注意事項

在重防腐涂料涂裝時應注意的因素有鋼板表面的狀況、涂裝時大氣的環境以及鋼板的溫度。一般涂裝工作應在環境溫度在5℃以上且相對濕度為85%以下時進行。當表面受到雨水或者冰雪影響時，不能實施涂裝。

用溫度計來測定鋼板的溫度，用濕度計來測出大氣的相對濕度，然后計算出露點。而當鋼板的溫度比露點低3℃及以上時，因為表面水份凝結，不應該進行涂裝，必須在溫度比露點高3℃方可施工。氣溫在30℃及以上的條件下進行施工時，溶劑的揮發速度很快。在無氣噴涂條件下.漆霧內溶劑在噴槍和被涂物面中間大量揮發從而形成干噴。為了避免干噴的發生。應該將噴槍盡最大可能地接近物面。同時應盡量垂直進行噴涂，如果還出現干噴.則可加入油漆本身重量的0-10%的稀釋劑進行解決。而氣溫在5℃以下的條件下，因為環氧物防銹漆固化速度太慢，甚至無法固化，所以此時不適合室外施工。

3.2 鋼結構防腐的表面處理

鋼結構表面污染的種類，一般來說有鐵銹、氧化皮、油污、焊渣、污漬及其他污物。在噴涂防銹的底漆，或進行熱噴涂前，首先要做的工作就是對其表面進行處理，即除去鋼材表面的氧化皮、銹蝕及其他雜質。底材的表面在涂裝之前的處理將直接與涂裝體系的防護壽命及防腐性能相關。通過實踐證明，許多防腐體系提前失效，90%是因為表面的處理不當造成的。

鋼結構表面處理有噴砂和拋丸，手工、動力工具進行打磨和酸洗等方法。在重防腐的涂裝中，主要采用噴砂和拋丸的清理方法。拋丸清理利用高速旋轉葉片產生離心力，而當磨料進入進料管時，被加速帶到在高速進行旋轉的分料輪里，在離心力作用下，磨料通過分料輪飛出，并且沿著葉片不斷地被加速，直到被拋出，讓磨料以很高的速度沖擊底材的表面，產生磨削作用，從而除去工件表面的氧化皮和銹蝕，并且形成一定粗糙度的表面。噴砂處理則用壓縮空氣來將磨料從噴砂機里面噴射出去，從而在需要進行清理的表面產生巨大沖擊力，除去氧化皮、銹蝕及其他雜質等。

4 結束語

針對現階段國內電力系統戶外鋼結構的防腐涂料存在的防腐能力差、耐久性不強、對基材處理的要求高以及進口的防腐涂料價格高等問題，將重防腐應用到現在電力行業中。而有些對鋼結構的表面預處理的要求十分嚴格.例如環氧富鋅類的防銹漆。而由于變電站的施工現場條件有限，鋼結構表面可能無法做到拋丸或者噴砂處理，而表面的預處理如果進行的不徹底，環氧富鋅類的防銹漆防腐效果會大打折扣，所以是涂料產品品種的選擇非常關鍵。根據涂料應能達到的性能指標，例如物理性能、耐介質性能等，確定涂料的類型。確定了涂料的類型后，對構成涂料的常用化學物質進行了分析、篩選，確定了組成底層涂料和面層涂料的基料和添加劑，并對它們的特點進行研究。

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