浅析喷锌防腐技术在水工金属结构上的应用

2013-01-26张玉安

中国水能及电气化 2013年6期

张玉安

(贵州中金水利水电工程建设有限公司，贵州贵阳 550025)

水工金属结构，是水工建筑物组成成分中重要的一个部分，这势必降低了水工金属结构的承载力，也威胁到了水工金属结构的安全性能。因此，要做好水工金属结构的防腐工作，以此确保水利水电工程的安全运行。针对水工金属结构上的防腐处理的关键环节，本文主要针对喷锌防腐技术在水工金属结构上的工艺要求和施工方面的关键点，这样有助于防腐质量的有效控制。

1 工程基本概况

郭桥闸为开敞式钢筋混凝土结构，闸门长15m、宽10m，防洪量为850m3/s，排涝量为505m3/s，蓄水量为190 万m3，可以说，这项工程的建成无论是从经济方面，还是其社会效益上都发挥了巨大的作用。但是，闸门长期位于污水中，使得闸门被锈蚀后引起了严重的脱落现象，尤其是那些长期在水面和空气临界面的部分，受锈蚀程度越发严重，据相关测量得知:钢板的锈蚀深度大约为5mm 左右，大大减弱了钢板的寿命，严重影响了整个工程的安全性能。为了有效地确保工程的安全性，采用了喷锌防腐技术，针对闸门进行了有效的维修和巩固。实践证明:这项技术在实施过程中取得了显著的成效。

2 表面预处理工艺及其质量控制

在所有的水电工程中，对闸门、埋件防腐选取喷锌防腐技术的要求都比较高。尤其是在施工过程中，对于制定的相关规章制度和规范要求要有具体的统筹规划，在具体实践过程中，需要不断改善施工方面的工艺要求。在这项技术的实施过程中，必须考虑其表面洁净程度、材质活化状况、粗化状况，以及表面处理的清洁度和粗糙度。

2.1 砂料的合理选择

一般而言，铁矿砂是炼铁形成过程中使用的副产品，与石英砂相比，铁砂矿的颗粒较大，直径约为0.51 ～1.52mm，更为显著的特点在于它的棱角多，硬度也较高，它的市场价格相对比较低，能为大众所接受。因此，铁砂矿成为了适用于除锈的最佳材料。

2.2 工艺要求

首先，必须压缩空气，一般情况下会选择油水分离的装置，并确保其保持清洁和干燥，而且不能含有任何油分和杂质，空气的压力一般为0.522 ～0.719MPa。喷射的方向与基体金属表面的法线之间形成一个角度，大小约为15° ～30°。除此之外，喷嘴孔口的直径会因为磨损的加大而不断增宽，因此，当喷嘴的孔口直径增大到24.86%时就必须更换掉，否则会造成严重的影响。

在完成了喷砂之后，对于那些浮尘物和碎屑物品，都要选取清洁的、干燥的压缩空气来清理，清理的程度要达到金属光泽的程度，这样便于黏结锌层和基体。若在涂装前发现基体的金属表面受到严重污染，就必须重新进行处理，最终达到与原要求的表面清洁度相关等级的要求。

2.3 操作要点

(1)工件是在喷砂过程中选用设备时要考虑的一个标准。在这个标准之下，可以减少管路的损失，便于施工过程中的相互联系和辅助。

(2)喷砂软管也有相应的规则，一方面有利于减轻压力在工作过程中的磨损，另一方面，在应用的过程中，在管道的弯折处，势必会经常性地调转磨损的方向，使得磨损面均匀，以此来延长软管的寿命。

(3)要合理制定操作的具体程序。一般而言要遵循由上到下、先角落和狭窄区域后宽敞部分的操作顺序。

(4)要合理控制好喷砂时的速度大小，喷嘴移动的速度要参考空气的压力、出砂的数量和结构表面污染情况。

(5)要适当调节砂和气的分布比重。

2.4 质量的最终评定

一般而言，制定金属表面的清洁度和粗糙度的评定标准要选择良好的日光条件。清洁度，就是指去除表面的氧化皮和锈蚀等污杂物的程度。一般情况下执行的标准为Sa2.5 1 级，在这个执行标准下，能够看见呈点状分布或条纹形状分布。另外一个概念就是粗糙度，我们所说的粗糙度就是指在金属的表面要达到一定的粗糙度，它一般要根据具体的锌涂层厚度来确定数值的大小。

3 喷锌工艺和质量的控制

热喷锌就是将锌丝熔化，然后在一定的速度下喷射到水工金属的表面。由于锌元素活性程度要高于铁元素，因此锌元素能够对基体金属起到保护性作用。

3.1 锌丝的合理选择

要提高锌涂层对金属的保护作用，就必须在实际使用过程中，选用特定型号的锌和特定型号的电解锌作为基本材料，而且锌块的型号必须在3 号及其以上的范围内，纯度基本上为99.991%以上。锌丝的直径保持在3mm，而且锌丝要始终保持光洁、无油污、不受腐蚀且没有明显的折痕。与此同时，要保持干燥清洁的压缩空气，不能含有水分和油污。

3.2 工艺方面的要求

(1)金属热喷锌技术一般适用于喷砂结束之后。如果间隔的时间过长，就容易导致金属的表面受到高强度的污染。

(2)对于施工现场具体坏境的要求。一般在正常状态下，温度要小于或等于15.1℃，相对湿度也要小于或等于80.12%。

(3)如何保持其清洁度和干燥度是非常的关键的，要选择压缩空气喷涂，一般选用的是氧气和乙炔，它们的压力要根据使用的喷枪类型做好适当的调控。

(4)要注意喷涂过程中，喷涂的距离和喷枪的移动速度，一般而言，喷涂的距离应该保持在151 ～205mm 之间，而喷射的最佳角度应在10 ～20°之间，这对于喷涂质量来说是非常的关键的。

3.3 喷涂操作的要点

在喷涂的过程中，不仅要保持各个喷涂带之间至少有一半以上的部分为重叠式分布的，而且重叠的厚度要尽可能地均匀分布。另外，在各个喷涂层之间，喷枪要保持在垂直方向移动，而且要交叉覆盖。

在具体的操作过程中要注意，在工地安装焊缝的两侧要留下至少105 ～155mm 的距离，这样才能有效地保护涂车间的底漆。完成了现场拼装之后，还要在此基础上选择相同的技术操作规范对预留的区域重新做好表面处理和补涂工作。

3.4 质量的检查

质量的检查主要包括以下方面:①外观的检测;②厚度的检测和附着力的检验。

一般来说，外观的检查主要包括以下要点:外观检查主要是通过视觉的观察，而且在必要的时候，要通过放大镜等一系列的器物做好进一步的观察和分析。在对锌层进行表面质量检查的时候，要尽量避免有杂物或是有气泡存在于表面，如果存在少量的夹杂物，可以选用剃刮的方法，但如果散夹的杂物数量较多，就必须及时采用重喷处理技术进行全方位的处理。

厚度检查最关键的是仪器的选用，一般而言，我们会选择磁性测厚仪来检测。具体的操作流程如下:在各个分区平面上选取若干个试验点作为检测的终极目标，最后测量的数值不能低于设计范围内最小规定值。而且在部分测量点中，测量的结果如果没有满足规定的要求，最后所得出的测量值也不能低于平均厚度的31%;能够达到平均厚度数值的测量的点，必须保持在总测量点数的85%及其以上。

最后一个方面是附着力的试验，我们一般会采用栅格式的试验法，具体来说就是把涂层切割成若干方形的格子，选用不干胶将其粘紧，迅速的将胶带拉开，最后检查涂层能否被胶带粘起。

4 涂料的封闭技术

金属在做完热喷涂处理之后，会因为喷涂层出现太多的孔隙，而不能直接应用到具体工艺中。因此，必须将应用的涂料做好封闭式的存储，以便于金属热喷涂保护系统在使用之后还能继续二次使用。它的使用寿命延长的最好的方法在于将涂料的封闭层上添加涂面漆，在两者之间构成了一个复合式的保护系统，相互作用下尽可能地发挥其最佳的协同效应。

通常情况下，刷漆过程中应该根据锌层余温的具体情况下进行整合，而且，在涂装前必须保持锌层表面的杂质已经清理完成，在此基础上尽快开始喷涂。再者，油漆的选择也比须符合设计过程中所给定的具体要求，包括刷漆的具体层次、具体厚度、操作方法和涂刷时的注意事项，都应该严格的按照设计的具体要求或厂家的操作说明书来实施。