冶金环境钢结构建筑维护研究与实践

2013-10-09赵春龙

中国建筑金属结构 2013年4期

赵春龙

（山东莱钢建设有限公司，山东莱芜 271100）

1 冶金炼铁钢结构锈蚀破坏源分析

在工业建筑中，钢结构多为因构件本身受到腐蚀，金属厚度变薄，承载力降低而结构失效破坏。金属钢结构因为本身材质铁元素影响，即使在正常大气环境中也极易发生化学反应，生成氧化铁锈蚀层，但锈蚀层深入速度较慢；在冶金工业厂房钢结构中，电化学腐蚀和高温气体腐蚀最为严重，冶炼生产过程中，会产生大量灰尘、热源、蒸汽及含硫酸性介质，多种不利因素的综合常态化作用加剧钢结构锈蚀速度。另一方面钢结构防锈和防腐蚀的涂料与金属层粘结不足，形成空鼓，涂料质量差，防护措施不当，致使金属与外界大气的隔离防护层失效，加快钢结构受腐蚀速度。

2 不同环境的防腐案例

2.1 高温、高湿及烟尘颗粒冲刷环境

高炉生产工艺流程中的重要设施图拉法排烟罩，用于排放高温蒸汽。内外壁及塔架长期处在高温高湿环境中，排烟罩内外壁及抗风架底部温度峰值时高达100℃以上，烟气中含有密集的腐蚀颗粒对烟囱内壁产生冲刷腐蚀。水蒸气中含有大量的腐蚀成分，经高温蒸发使排烟罩内外壁及塔架长期高湿寖蚀在湿态腐蚀环境中，严重缩短了钢结构使用寿命，因内壁比外壁腐蚀更严重而且不易于观察发现，无形中增加了安全隐患。

综合其腐蚀环境对不同部位进行区分对待处理，烟囱内壁底部火焰喷镀铝层加强和抹涂乙烯基酯树脂与高温玻璃鳞片胶泥相结合的特种防腐涂料，烟囱外壁及抗风架采用聚氨酯沥青类-IPN互穿网络高分子特种防腐涂料防腐。

钢排气罩底部处于严重的腐蚀性环境中，底部三米以下增加火焰喷铝镀层300μm，所有焊缝处增加底涂两遍。

同时喷砂处理前对焊缝进行砂磨处理，打磨平整或圆滑过度，所有表面上的焊瘤、焊渣、飞溅物均应打磨掉。

2.2 高温蒸汽环境

高炉冲渣系统水冲渣池行车用于抓渣，行车本体及附属过道为钢结构。长期在高温高湿环境中运行，水蒸气中含有大量的腐蚀成分，经高温蒸发使冲渣行车长期高湿寖蚀在湿态腐蚀环境中，严重缩短了行车的使用寿命。

综合腐蚀环境采用H52--26船舶、H53--23钢制闸门专用油漆进行防腐蚀。漆膜总厚度140μm以上。防腐流程图2：

2.3 雨淋日晒干湿交替的工业大气环境中

高炉本体及出铁场为炼铁工艺中的重要建筑设施，防腐蚀施工工艺长期处在雨淋日晒干湿交替的工业大气环境中，特别是各层平台和边角部位处在雨水淋湿的粉尘长期覆盖下，腐蚀较快。出铁场防雨棚及除尘管道长期处在高温烘烤和粉尘颗粒冲击腐蚀。防腐蚀层容易过早老化、爆皮起泡脱落。综合腐蚀环境采用附着力强的环氧富锌底漆和粘结力高的环氧云铁中间漆及抗老化耐候性能好的聚氨酯面漆防腐。

3 防腐技术控制要点

3.1 钢结构基层处理质量

防腐技术控制的关键点之一就是钢结构基层清理，清理效果的好坏直接影响下步工序；除锈方法一般采用手工除锈、酸洗和喷砂除锈，对于工业厂区重要钢结构建筑，为保证基层彻底清理，和施工便捷，一般采用喷砂除锈，彻底清除钢结构表面的附着物。肉眼观测可见均匀金属光泽，即露出基材金属本质颜色。钢铁基层的除锈等级应符合规范规定，一般采用Sa2.5。

注：①不易维修的重要构件的除锈等级不应低于Sa2.5；

②钢结构的一般构件选用其他树脂类涂料时，除锈等级不低于St3；

为保证油漆涂料层能与钢结构基材表面有效结合，要严格控制喷砂质量，监理人员应将钢结构喷砂质量验收标准定为最高级别，同时金属表面喷砂质量合格后，要用压缩空气将表面浮沉清除，从而为后续涂料层工序做好准备。主要从以下几点控制喷砂质量。

（1）钢结构基层材质喷砂程度：喷砂后的表面应无灰尘、无水迹、无油垢、无污染物、无轧制铁鳞、无锈迹、无腐蚀物、无残留油漆层等金属基材以外其他杂质。露出均质的金属本色。喷砂作业环境尽可能在较干燥的环境进行，若不可避免湿度较大环境，就要基层清理与后续涂层统筹安排，采用区域分割法施工，既根据施工力量一块面积完成后，后道工序跟进完成，所有工序均完成后，再完成其他范围；如此反复，其间注意防范水汽粘附在基层上。

（2）表面粗糙度：一般表面粗糙度Ra为2.5～1.3um。随着表面粗糙度的增大，涂层结合强度相应提高。

（3）喷砂表面的均匀性：在同种环境下的金属结构，各部位锈蚀程度差别较小，因此基材被喷砂粗化的状况应该在整个金属构件表面上是均匀的；对于锈蚀较严重部位，喷砂后也会在一定面积范围内程均匀分布。