谈镀铬车间的设计方法

董 鑫

(山西省机电设计研究院,山西 太原 030009)

谈镀铬车间的设计方法

董 鑫

(山西省机电设计研究院,山西 太原 030009)

针对镀铬车间的特殊性，探讨了镀铬车间防腐设计的方法，介绍了该车间选址过程中的注意事项，着重对工程的材料要求、结构选型、基础设计等进行了分析研究，为类似工程的设计与施工积累了经验。

镀铬车间，材料，防腐，结构，钢筋混凝土

0 引言

国家经济建设的发展，“世界工厂”地位的建立，对我们国家的生态污染已到非常严重的时候，生产建设也要以绿色为前提。以下对电镀行业的镀铬部分进行研究，谈谈我的经验及想法，由于镀铬生产工艺必定要使用铬元素，也会产生汽态、液态铬酸，固态铬化物，而Cr6+对建筑材料有极强的渗透性，建筑须做科学严格的防护。铬元素对自然环境及人体有极大的伤害(致癌、突变、四肢麻木、精神异常)，而且伤害是长久性的。因此，镀铬车间的防腐是非常必要的。

1 选址

首先选址必须远离水源地及生态区，在远离城市及人口聚集地的下风区，要在有规模的工业园区，最好是集中的电镀工业区，提高投资利用率，园区必须有正规专业的污水、污物处理系统，否则不宜建设镀铬生产线。

2 镀铬工艺

由于铬表面易于钝化，有极强的耐蚀性，常用于装饰电镀外层，厚度0.5 μm～1 μm，另一个特点是具有极高的硬度，HV=750～1 000，经常用于有耐磨要求的场合，通常称之为硬铬。在社会生活中有广泛的应用。

含铬废水中主要含有Cr6+，Cr3+等离子，Cr6+必须先还原(药剂可选用焦亚硫酸钠)为Cr3+，然后中和沉淀而从水中去除。其反应机理为：

Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓

处理工艺流程见图1。

在电镀铬过程中，首先要选择先进工艺设备，能自收集主要铬酸气、铬酸、铬化合物，能自循环利用镀铬废水。铬酸气要有收集装置，不得任意排放；铬酸收集要循环利用；铬化物集中可靠收集，统一送专业处理机构。

3 镀铬车间工程材料及要求

1)要选择各类材料对不同介质的适应性，电镀车间要选择普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，硅酸盐水泥宜掺入矿物掺合料。

2)结构类型，布置和构造的选择，要有利于自身结构的抗腐蚀，能有效地避免腐蚀物质在构件表面的积聚或能够及时排除，便于防护层的设置和维护。

3)由于防腐层的设计使用寿命少于主体结构和设计使用年限，所以次要构件设计要考虑便于更换。

4)计算方法，超静室结构构件的内力分析方法不应采用塑性内力重分布的分析方法。

5)混凝土结构，框架要求现浇，因为现浇整体性好，没有装配混凝土框架的拼接点，而且在工业与民用建筑中使用更为广泛。框排架结构中屋架、屋面梁及吊车梁宜使用预应力混凝土结构，框排架柱采用实腹式矩形柱，混凝土的强度等级不应低于C30。预应力混凝土(先张法)由于是统一制作，质量易保证，但是先张法采用预应力混凝土结构时，不应采用块件拼装式结构，因拼装接缝处防腐不易处理，造成安全隐患，要采用整体结构。混凝土强度等级不小于C40。先张法预应力混凝土中的钢筋和钢绞线要求，钢筋直径要大于6 mm,钢绞线直径要大于4 mm。比较先进的无粘结预应力混凝土在经济建设发展中也得到广泛应用，在本类工程中也比较适用，因为其防护和施工均相对容易，可做到定时更换,但必须做专业的透水试验确保其质量。后张法预应力混凝土结构在本工程中优势不明显不多做介绍。另外上述构件防腐还取决于混凝土的抗渗性能(也就是混凝土的密实度)，所以施工时对混凝土的水泥用量和水灰比有严格要求，水泥用量一般要大于320 kg/m3,水灰比要在0.45以内，预应力混凝土水灰比要在0.40以内。钢筋的混凝土保护层厚度不小于40 mm。

注意事项：

a.楼梁板上开孔或管道、设备留孔处，孔洞的边梁与孔洞边缘的距离不宜小于200 mm。

b.梁、柱等承重构件的纵向受力钢筋宜采用HRB400且直径大于16 mm。

c.浇筑在混凝土外的吊钩、支护架、连接件等钢制预埋件，要与混凝土内钢筋隔离开。必要的时候，混凝土梁、板、柱内要设置预埋耐腐蚀套管。

d.浇筑在混凝土结构外的钢制连接件及预埋件要用耐腐蚀金属制作的防护。

6)钢结构。

a.钢结构构件和杆件形式对防腐有非常重要的影响，也就是说同样的受力杆件受腐蚀表面积越小越好，各受力杆件受腐蚀影响要小，不能太薄，所以结构中受力杆件不采用格构式和冷弯薄壁型。应采用实腹式或闭口截面，如门式刚架中水平支撑用钢管比角钢要好得多；对相对较薄的构件要热镀浸锌，如门式刚架中的围护结构的檩条、墙梁等。

b.必须用组合的杆件时，彼此间的空隙宽度要能满足防护层施工和维修的要求。

c.梁、柱等重要受力构件的钢板厚度不小于6 mm，钢管壁厚不小于4 mm，角钢的厚度不小于5 mm。

d.门式刚架梁、柱等重要受力构件采用热轧H型钢比焊接工字钢要好得多，因为工厂制作，整体性好，没有焊缝砂眼，质量易保证。

e.网架结构中要采用管形截面、球型节点应采用焊接连接的空心球节点。

f.材质不同金属接触要采取隔离措施。

g.钢结构焊接，梁、柱等重要受力构件和闭口截面杆件的焊缝，应采用连续焊缝。角焊缝的焊脚尺寸不应小于8 mm；厚度小于8 mm杆件角焊缝焊脚尺寸不应小于杆件厚度。

h.焊条、螺栓、栓钉、节点板等连接构件的耐腐蚀性能，不低于主体材料。螺栓直径不应小于12 mm。垫圈不应采用弹簧垫圈。螺栓、栓钉、螺母应采用热镀浸锌。

i.基础顶面宜高出地面300 mm，钢柱柱脚要在混凝土基础上并用聚合物混凝土包脚，高度、厚度均不小于200。

7)承重砌体结构的材料选择。砖砌体采用烧结普通砖、烧结多孔砖，砖砌体强度等级不低于MU15。采用混凝土小型空心砌块时，砌块砌体强度等级不宜低于MU10。砌筑砂浆采用聚合物水泥砂浆，强度等级不应低于M10。如受大量易溶固态介质作用且干湿交替时，承重砌体结构不应采用砌体结构、独立砖柱、多孔砖和混凝土空心砌块。不应采用配筋砌体构件。

8)基础采用钢筋混凝土，混凝土的强度等级不应低于C30。基础的埋置深度不应小于2 m。基础钢筋的混凝土保护层厚度不小于50 mm。

9)储槽、污水处理池、排水沟的钢筋混凝土，抗渗等级不应低于S8。侧壁和底板的厚度大于200 mm。钢筋混凝土内表面要采用聚合物水泥砂浆找平，底板要采用聚合物水泥砂浆并找坡。受力钢筋宜采用HRB400且直径大于12 mm，间距小于200 mm，钢筋的混凝土侧壁保护层厚度不小于40 mm。钢筋的混凝土底板保护层厚度不小于50 mm。排水沟、储槽、污水处理池与地基土接触的表面，要设置防水层。管道出入口应设置在储槽、污水处理池、排水沟的顶部。必须在侧壁设置时，应设置预埋耐腐蚀的柔性套管及防渗漏设施；套管与管道间的缝隙应采用耐腐蚀材料填封。储槽、污水处理池、排水沟的顶盖应用装配式或设置不少于两个供施工通风用的孔洞。

4 镀铬车间工程防护

在现行工业建筑防腐设计规范及现有常规防腐材料要求下，建筑的防腐使用年限不超过15年，所以须10年～15年重新进行防腐处理。以下是具体处理方法：

1)对钢筋混凝土及砌体防护。

a.混凝土基础柱脚，环氧树脂自流平2厚，聚合物水泥砂浆20厚，20厚耐酸砖，环氧胶泥灌缝，缝宽8～15，C20沥青混凝土包脚，离出地面300 mm。

b.地面，环氧树脂自流平2，聚合物水泥砂浆20厚，40厚耐酸砖，环氧胶泥灌缝，缝宽8～15，10～15厚密实水玻璃砂浆结合层(在墙裙处垂直翻起150高)，20厚1∶2水泥砂浆找平，120厚C25混凝土垫层，0.2厚塑料薄膜，基土找坡夯实，夯实系数不小于0.95。

c.墙面，氯磺化聚乙烯面涂料(3遍共100 μm)，氯磺化聚乙烯底涂料(2遍共60 μm)，15～20厚1∶2.5水泥砂浆抹平。

d.楼面，环氧树脂自流平2，聚合物水泥砂浆20厚，40厚耐酸砖，环氧胶泥灌缝，缝宽8～15，10～15厚密实水玻璃砂浆结合层(在墙裙处垂直翻起150高)，20厚1∶2水泥砂浆找平，混凝土楼板。

e.顶棚，氯磺化聚乙烯面涂料(3遍共100 μm)，氯磺化聚乙烯底涂料(2遍共60 μm)，15～20厚1∶2.5水泥砂浆抹平。

f.地沟，40厚耐酸砖，环氧胶泥灌缝，缝宽8～15，10～15厚密实水玻璃砂浆结合层，2厚环氧玻璃钢，钢筋混凝土侧壁，20厚1∶3 水泥砂浆找平，两层3厚SBS改性沥青防水卷材，120厚C25混凝土垫层，夯实土。

g.水池，40厚耐酸砖，环氧胶泥灌缝，10～15厚密实水玻璃砂浆结合层，2厚环氧玻璃钢，聚合物水泥砂浆找平，钢筋混凝土板，20厚1∶3水泥砂浆找平，两层3厚SBS改性沥青防水卷材，120厚C20混凝土垫层，夯实土。

h.水池顶，3厚环氧玻璃钢，聚合物水泥砂浆找平，钢筋混凝土顶板。

2)钢结构。

a.梁柱，氯磺化聚乙烯面涂料(3遍共100 μm)，环氧云铁中间涂料(1遍70 μm)，环氧铁红底涂料(2遍共70 μm)。

b.维护，氯磺化聚乙烯面涂料(3遍共100 μm)。

3)管道，采用PVC。

5 结语

由于镀铬车间使用性能及功能的特殊性，因此镀铬车间在选址及设计方面需按相关规范依据执行。本文通过对镀铬车间设计要点及注意事项进行系统的阐述，为镀铬车间的设计积累了经验，以通过先进的工艺及高质量的施工，让人民群众用上绿色的镀铬产品。

[1] GBJ 136-90,电镀废水治理设计规范[S].

[2] GB 21900-2008,电镀污染物排放标准[S].

[3] GB 21900-2008,工业建筑防腐蚀设计规范[S].

[4] 专业生产环氧自流地坪的公司实验数据[Z].

Discussion on the design method of chromium plating workshop

DONG Xin

(Shanxi Mechanical and Electrical Design Research Institute, Taiyuan 030009, China)

According to the particularity of chromium plating workshop, this paper discussed the anti-corrosion design method of chromium plating workshop, introduced the matters needing attention in the workshop address selection, emphatically analyzed and researched the engineering material requirements, structure type selection and foundation design etc., accumulated experience for the design and construction of similarengineering.

chromium plating workshop, material, anti-corrosion, structure, reinforced concrete

1009-6825(2014)36-0011-02

2014-10-11

董 鑫(1980- )，男，工程师

TU273.5

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