波形鋼腹板防腐蝕涂裝的探究

苗榮

(甘肅路橋第三公路工程有限責任公司，蘭州730050)

1 引言

波形鋼腹板在實際應用的過程中，主要是利用厚20mm 的鋼板取代厚50cm 的混凝土腹板。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁屬于鋼混組合結構，具有抗壓、自重輕、抗剪屈服強度高、裝配施工方便、施工中后期比較短、造價低、耐久性好等特點。為保證波形鋼腹板的防腐蝕性，其側重點是從涂裝工藝的角度進行控制，在進行優化與控制的過程中，需要結合波形鋼腹板的特性，對涂裝生產工藝進行優化，從而達到防腐蝕的目的[1]。

2 波形鋼腹板的特點分析

波形鋼腹板工件的主體為板狀且呈規律性的波形，而且其高度不統一，端部以焊接的方式連接翼板，部分工件則是焊接密集的錨栓。工件的最大尺寸為7 000mm×1 500mm×5 000mm，其最大質量可以達到6t。在進行涂裝的過程中，除卻與混凝土接觸部位以及現場焊接部位外，都需要進行涂裝，在進行涂裝的過程中，需要在拋丸后對其進行屏蔽保護，保證波形鋼腹板的實際應用效果。

3 波形鋼腹板防腐蝕涂裝方案設計

波形鋼腹板在實際應用中，需要從保護年限、涂料品種以及膜厚等角度進行綜合管理。在這一視角下，波形鋼腹板的防腐蝕涂裝需要進行3 次涂裝，從而滿足防腐蝕的實際需求。

1）底漆采用環氧磷酸鋅底漆或環氧富鋅底漆，其膜厚為60～80μm，中涂層則是以環氧后槳中間漆為主，其厚度為120～150μm，面漆則選擇脂肪族聚氨酯面漆，其膜厚為40～60μm，整體總干膜厚度需要在220μm 以上，其適用于普通型波形鋼腹板的防腐涂裝工藝。

2）底漆選擇是環氧富鋅底漆，其膜厚為60～80μm，中涂層選擇環氧云鐵中間漆，其膜厚為150～180μm，面漆則選擇脂肪族聚氨酯面漆或者是氟碳面漆，其膜厚為40～60μm，整體的干膜厚度需要在250μm 以上，適用于長效波形鋼腹板防腐涂裝工藝。

3）底層以熱噴鋁為主，厚度為120～150μm，封閉底漆選擇環氧封閉漆，膜厚度為60～80μm，中涂層指的是以環氧云鐵中間漆為主，其膜厚為150～180μm，面漆為氟碳面漆，其膜厚為60～80μm，干膜的厚度需要在270μm 以上，適用于長效型波形鋼腹板防腐涂裝工藝。

4 波形鋼腹板防腐蝕涂裝工藝流程

4.1 前期預處理

前期預處理采用酸洗、噴丸或者拋丸等方式進行處理，在實際應用中，由于酸洗對環境的污染較大，而且波形鋼腹板工件表面的粗糙度無法得到有效控制，其一般作為熱浸鍍預處理使用。電弧熱則是以拋丸的方式進行處理，去除波形鋼腹板表面銹蝕、氧化物等，可以強化工件表面，消除焊接應力。

4.2 底涂工藝

鋅、鋁以及合金屬于長效防腐材料，對波形鋼腹板有陽極保護的作用。鋅涂層鋼結構件在實際應用中，其保護效果比較明顯。波形鋼腹板防腐蝕底涂層工藝有電弧熱噴鋁、電弧熱噴鋅、熱浸鍍鋅等多種方式。本次涂裝中，為保證波形鋼腹板的性能，選擇電弧熱噴鋁的方式進行處理。2 根彼此絕緣的絲材可以通過噴涂設備電弧熔融，強烈的壓縮空氣氣流促使熔融金屬霧化噴射，并按照200～300m/s 的速度沖擊波形鋼腹板表面，形成層狀結構涂層。其涂層厚度可控制在50～300μm，在實際應用中，波形鋼腹板在涂裝過程中無法對工件死角進行噴涂，所以需要進行補漆處理，其生產效率可以達到2.7kg/h（100A，單槍作用），附著力為1 級，結合強度在20～50MPa。在構建封閉涂層體系下，為波形鋼腹板提供20a 以上的防腐蝕保護。

4.3 涂裝工藝流程

波形鋼腹板防腐蝕涂裝的生產線節奏是12min/掛，中涂層與膜厚度之間有直接關系，所以，在對涂裝工藝進行設計過程中，按照2 道涂裝工藝進行設計。在實際涂裝的過程中，延長烘干時間，可有效避免出現流掛的情況。在進行涂裝的過程中，需要結合波形鋼腹板的實際情況進行涂裝。在熱噴鋁工序結束后，波形鋼腹板需要進行自然冷卻，其表面溫度需要在50°C 以下，噴底漆需要在室溫的環境下，并對死角進行補漆。流平階段也是在室溫的環境下進行處理，處理后對波形鋼腹板采用熱風循環的方式進行烘干，其溫度需要控制在80～100°C。

5 波形鋼腹板防腐蝕涂裝工藝的機械設計

5.1 建立輸送系統

在對波形鋼腹板防腐蝕涂裝的過程中，主要采用垂直輸送的方式進行操作。工件在垂直吊掛的過程中，高度作業比較危險，所以在進行操作的過程中，以小車輸送的方式進行處理，并且可以節省成本，滿足波形鋼腹板的涂裝輸送需求。

5.2 上、下輸送裝置設計

在對波形鋼腹板防腐蝕涂裝進行輸送的過程中，主要采用翻轉機與移動升降機結合的方式進行輸送處理。在反轉的過程中，為避免傾倒，需要將波形鋼腹板固定在工裝上。但其成本較高，所以，以移動小車與卷揚機結合的方式進行上、下件輸送，小車可以按照輥道進行移動，在移動的過程中，通過卷揚機起吊，上、下件位置中間設置緩沖架以及防撞架，并且在這一階段進行人工操作。在人工操作過程中，為保證波形鋼腹板與人員的安全，建立移動操作平臺，保證涂裝工藝的有序落實。

5.3 噴鋁設計

波形鋼腹板噴鋁包含送風系統、除塵系統和控制系統等，在采用鋼骨架的前提下，壁板是利用鍍鋅板進行制作，采用噴鋁防爆處理，則需要利用風管和除塵器等，其中，濾筒采用抗靜電的阻燃材料進行制作，保證噴鋁操作的安全性與有效性。在噴鋁處理與控制過程中，利用機器人變位系統以及工件定位系統對噴涂工藝進行控制，滿足波形鋼腹板防腐蝕噴涂的需求。

5.4 智能監控裝置的應用

涂裝生產線電控系統總體上采用“分散控制、集中監視”的控制模式，電控系統分為3 個層次：監控層、控制層、設備層，通過以太網將連其接在一起。監控層位于網絡上層，由1 臺工控機、顯示屏等組成，通過網絡與控制層的PLC 連接在一起，重點是針對波形鋼腹板的實際涂裝過程進行監控。在實現有效監控的過程中，以模擬的方式對涂裝過程、工件狀態等方面進行綜合監控，在實現涂裝管理與控制的基礎上，提高波形鋼腹板防腐蝕涂裝的處理水平。結合波形鋼腹板防腐蝕的實際需求，在對不同涂裝狀態進行處理的基礎上，需要對涂裝數據進行統計，從而滿足實際涂裝需求。

6 結語

綜上所述，波形鋼腹板的力學性能以及性價比較高，波形鋼腹板的防腐蝕涂裝工藝中，主要以自動噴鋁、噴底漆以及人工修補的方式進行涂裝。為避免出現漏涂的情況，以智能監控的方式，提高波形鋼腹板防腐蝕涂裝水平，進一步提高波形鋼腹板的力學性能和應用效果。