濱海項目現場機械設備防腐蝕問題與應對辦法

賈海濤 杜 巖

(1.中國中原對外工程有限公司，北京 100191； 2.北京科技大學，北京 100083)

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濱海項目現場機械設備防腐蝕問題與應對辦法

賈海濤1杜 巖2*

(1.中國中原對外工程有限公司，北京 100191； 2.北京科技大學，北京 100083)

針對濱海地區的氣候特點，分析了現場機械設備腐蝕的原因，預測了現場機械設備腐蝕對項目產生的影響，并提出了切實可行的防腐措施，旨在最大限度地降低機械設備和金屬結構物的腐蝕速度和程度。

濱海項目，施工機械，防腐措施，金屬結構

海洋大氣環境下的長期腐蝕問題一直是我國腐蝕科技工作者關注的重點問題之一。有很多研究文獻指出，海洋大氣對長期大氣腐蝕影響非常嚴重[1]。隨著項目建設進展的推進，以及核電現場的機械設備、金屬結構物的數量和在場時間不斷增加，我們發現，濱海工地的各類金屬結構物、機械設備等銹蝕速度和程度較內陸現場明顯加快加重，這對于濱海核電現場機械設備的維護保養而言提出了嚴峻的考驗。這些機械設備，諸如塔式起重機、汽車吊、龍門吊等，或是一些鋼筋及木工加工機械、腳手架等，大多運行在露天環境中，受到空氣、揚塵及惡劣氣候的影響。另外還存在安拆、運輸、使用過程中的磕碰，破壞了金屬結構表面的防腐材料，加速金屬結構腐蝕的形成和擴散，如圖1所示。

濱海項目的現場機械設備的腐蝕問題，越來越多受到人們的廣泛關注。Fischer等[2]對比了封閉和未封閉的熱噴鋁涂層的保護作用，發現用硅樹脂封閉的鋼試樣沒有腐蝕的跡象，且涂層對鋼結構提供較好的保護作用；王軍[3]通過對不同環境下的鋼結構防腐涂層進行匯總研究，使得其性能基本滿足10年以上的防護期要求，為我國港口機械設備長期安全有效地運營提供了保障；張洪奎等[4]針對沿海地區的施工特點，研發了一種由無溶劑防腐底漆和納

米無機硅氧烷抗粘污面漆組成的新型涂層配套體系，具有廣闊的推廣應用前景；張超智等[5]介紹了海洋防腐涂料的防腐機理與國內外海洋防腐涂料的最新研究進展，得出需要根據不同的腐蝕特點，開發更多種類的防腐涂料和改性手段。本文針對濱海地區的氣候特點，分析現場機械設備腐蝕原因，并探討施工現場機械設備的腐蝕對于項目產生的影響，進而提出可行的應對方法和措施。

1 現場機械設備腐蝕原因

一般情況下，濱海項目機械設備腐蝕，主要受到溫度、干濕交替、光照和Cl-離子等四個因素影響。

1.1 溫度的影響

從動力學方面考慮，溫度升高，會加速金屬的腐蝕。另一方面，溫度升高，附著水中氧的溶解度降低，同時促進保護性碳酸鹽的生成，這又會減緩金屬結構的腐蝕。但在正常含氧量下，溫度是影響腐蝕的主要因素[6]。對于在海洋氣候環境中鈍化的金屬，溫度升高，鈍化膜穩定性下降，點蝕、應力腐蝕和縫隙腐蝕則會加劇。

1.2 干濕交替的影響

暴露于海洋大氣環境下的金屬材料表面常常處于干濕交替變化的狀態中，干濕交替則會加速腐蝕過程[1]，導致金屬表面鹽濃度較高從而影響金屬材料的腐蝕速率。干濕交替變化的頻率受到多種因素的影響。通常，空氣中的干濕交替的頻率則會影響金屬表面水膜厚度，劇烈的干濕交替則會導致設備腐蝕的加劇和損傷的發生。

1.3 光照條件

光照條件是影響材料海洋大氣腐蝕的重要因素。光照會促進銅、鐵等金屬表面的光敏腐蝕反應及真菌類生物的生物活性，這就為濕氣和塵埃在金屬表面貯存并腐蝕提供更大的可能性。在熱帶地區金屬受到日光的強烈照射，同時粉塵和海鹽混合在一起使金屬的腐蝕極為嚴重。另外，海洋大氣中的材料背陽面比朝陽面腐蝕更快。這是因為與朝向太陽的一面相比，背向太陽面的金屬材料盡管避開太陽光直射、溫度較低，但其表面塵埃和空氣中的海鹽及污染物積聚，濕潤程度更高使腐蝕更為嚴重。

1.4 Cl-的影響

海洋大氣環境中的氯化物一直都是重點研究對象。對于氯離子在大氣腐蝕過程中所起的作用，各國研究者已做了非常多的工作。在我國亞熱帶、工業性和海洋性等典型環境12年暴露試驗中發現，濕熱海洋大氣環境中氯離子的存在對不銹鋼腐蝕性最強[7]。

2 吸取的經驗與應對方法

濱海項目施工機械防腐是一個系統工程，通常采取的辦法有：選取耐腐蝕材料專門施工機械，采取陰極保護和涂料涂裝等外防腐措施。而針對不同需求的設備和其特有的工況環境下，還需采用針對性的應對方法。例如對于現場自行加工、使用的機械設備及金屬結構物，除采用涂料涂裝防腐外，還可以根據具體情況，采取涂料涂裝、金屬表面處理、耐腐蝕材料應用、防銹油、緩蝕劑、電化學保護等多種防腐蝕措施，確保達到防腐蝕效果。

一個普遍的經驗是：設備要么不腐蝕，一旦發生將愈來愈嚴重。從管理層面上講，這就要求腐蝕缺陷的處理必須迅速且保證質量[8]，因此為了盡可能地降低因濱海施工環境造成的機械設備和金屬結構物的腐蝕損失，從前期運輸、安裝和使用維護等各個方面，分別采取相應的預防措施。1)在機械設備前期運輸過程中，尤其在海運過程中，要做好運輸過程的成品保護管理，盡可能地減少因磕碰而造成的防腐涂裝層損壞。避免因前期的損傷，而造成后續維修費用的支出和耐久性的降低。2)機械設備和金屬結構件進場后，要仔細做好防腐涂裝層損壞部位的標記和記錄，及時修復涂裝層。而且在安裝過程中，也要加強成品保護。對因安裝過程造成的損傷，及時標記。安裝完成后，立即進行涂裝修復，并確保涂層的防腐效果。3)在使用過程中，濱海腐蝕環境條件下的機械設備和金屬結構件應增加檢查和維保頻率。對易耗損的構配件、鋼絲繩等及時檢查更換，避免腐蝕嚴重而發生斷裂事故等。

3 設備的腐蝕對項目的影響

濱海項目的設備腐蝕往往不僅影響項目的進度、質量和安全，而且在成本管理上也應適當考量設備更新等帶來的施工成本增加。從進度方面考量，因機械設備及金屬結構物的損耗加快，造成了檢修頻率上升，維護保養時間增長。如果不及時充分的維保，更可能造成機械、設備、設施的損壞，產生局部施工暫停等問題。對施工進度的負面影響是一個持續和潛在的過程。同時，持續而嚴重的腐蝕，必將影響機械設備的精確程度，使施工質量下降。尤其對于現場較為精密的儀器設備，則會直接造成檢查、檢測產生不準確的數據。與此同時，濱海的腐蝕性環境也對現場施工機械設備和金屬結構物的防腐涂裝質量提出更為嚴格的要求，這往往也是影響濱海建筑物施工質量和使用壽命的主要因素之一。從安全角度，現場安全防護用金屬構筑物、吊具、鋼絲繩等的損耗加劇，一旦檢查和更換不及時，將會造成諸如防護腳手架、欄桿的損壞，鋼絲繩的斷裂等事故，甚至造成嚴重的人員傷亡等工程事故，每年都會有因腐蝕造成的安全措施失效，而引發不同程度的人員傷亡事故的發生。另外，由于濱海項目機械設備和金屬結構物的加速銹蝕，會直接造成設備折舊加快，并需要因增加維修的保養頻次，產生較大的運維成本。因此，在成本考量中，應適當采取增加防腐蝕措施投入的方式，使得預算成本更加貼切項目的生產成本。在加強機械設備及金屬結構物的防腐蝕管理的同時，應及時更換損蝕構配件，采用多種防腐措施，經濟合理地解決濱海項目現場機械設備及金屬結構物腐蝕問題。大量現場經驗證明，這種作法往往能在最低的成本下取得最好的管理效果。

4 結語

隨著濱海項目日益增多，其機械設備的腐蝕問題越來越受到人們的關注。為了保證成本、質量、安全和進度，本文從現場實際出發，從運輸、安裝、使用、維修保養等各個角度，提出并總結多種應對辦法，得出如下結論：1)濱海地區海洋大氣對長期大氣腐蝕影響非常嚴重，溫度、干濕交替、光照條件和Cl-的影響，會加速濱海地區現場機械設備的腐蝕。2)項目的現場機械設備一經安裝，工期內不易更換，機械設備的腐蝕會在成本、質量、安全和進度等方面產生巨大的影響。3)為了能夠降低濱海環境下對核電現場機械設備和金屬結構物的腐蝕。我們除了在運輸、安裝、維修保養等方面加強外，還要加強易耗損構配件的檢查和更換。同時積極采取各類防腐蝕措施，降低機械設備和金屬結構物的腐蝕速度和程度。

[1] 李 釗，祁慶琚，馬朝暉，等.濕熱海洋大氣環境下的鋼鐵腐蝕影響因素[J].寶鋼技術，2015(1):7-9.

[2] Fischer K P，Thomason W H，Finnegan J E.Electrochemical performance of flame-sprayed aluminum coatings on steel in seawater[J].Mater.Performance(United States)，1987，26(9):35-37.

[3] 王 軍.我國港口機械設備防腐蝕涂裝與保護[J].現代涂料與涂裝，2013(12):23-27.

[4] 張洪奎，張 寧，曹旦夫.沿海地區鋼結構的腐蝕及防腐涂層[J].油氣儲運，2012(2):135-138.

[5] 張超智，蔣 威，李世娟，等.海洋防腐涂料的最新研究進展[J].腐蝕科學與防護技術，2016(3):269-275.

[6] 關矞心，李 巖，董超芳，等.高溫水環境下溫度對316L不銹鋼應力腐蝕開裂的影響[J].北京科技大學學報，2009(9):1122-1126.

[7] 梁彩鳳，郁春娟，侯文泰．不銹鋼的大氣腐蝕研究——12年暴露試驗總結[J].中國腐蝕與防護學報，1999，19(4):227-233.

[8] 申 罡，王 柱，徐景升，等.核電站工程階段的腐蝕問題及管理建議[J].腐蝕與防護，2014，35(5)：521-524.

Anti-corrosion problems and countermeasures of mechanical equipment in coastal project

Jia Haitao1Du Yan2*

(1.ChinaZhongyuanEngineeringCo.,Ltd,Beijing100191,China; 2.UniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083,China)

This paper aimed at the climatic characteristics of the coastal area, analyzed the cause of corrosion of field mechanical equipment, and predicted the impact of corrosion on the project. Furhermore, feasible countermeasures for anti-corrosion were carried out, with a view to reduce corrosion rate and degree of machinery equipment and metal structure.

coastal project, construction mechanical, anti-corrosion measurement, metal structre

1009-6825(2017)14-0229-02

2017-03-09

賈海濤(1984- )，男，工程師

杜 巖(1985- )，男，博士后，講師

TU731

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