黄河泛洪区工业建筑物的防腐探析

冯涛池

【摘要】本文结合坐落在黄河泛洪区北岸的济南220kV安康变电站建设投产全过程的实际，从工业建筑物设计、施工、运行中各项拟考察参数的比较，总结该区域工业建筑物在防腐过程中应该注意的几点内容进行了归纳和改进探析。

【关键词】黄河泛洪区；220kV变电站；腐蚀现状；防腐应对措施

中图分类号：TM63文献标识码： A

一、220kV安康变电站介绍及应遵守的防腐设计规范

１、220kV安康变电站坐落在济南北郊黄河泛洪区北岸，于2009年投入运行，由于该工业建筑地质构造为较厚的黄河淤积土软弱层，且水位较高，因此基础形式选用了桩基础，为了考察该地区同类工程防腐的研究，部分主体采用了轻钢结构，其防锈及涂装设计应遵守《工业建筑防腐蚀设计规范》GB500046与《钢结构管道涂装技术规程》YB/T9256的有关规定，凡在钢结构工程设计中，均应有防锈涂装设计的专项（篇）内容。

２、与此同时，轻钢结构防锈及涂装设计应综合考虑结构的重要性、环境侵蚀条件、维护条件及使用寿命，以及施工条件与工程造价等因素，合理的选用或确定钢材表面原始锈蚀等级、除锈方法与等级（《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》GB8923）、涂料与涂装要求以及涂装施工的质量检验要求（《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205）等。

二、钢结构腐蚀的主要原因

通过对该工程的考察及预制参数的提取，初步了解该工程钢结构的腐蚀原因，常温下钢铁的腐蚀大部分是电化学腐蚀，钢结构在常温大气环境中使用，钢材受大气中水分、氧和其他污染物的作用而被腐蚀。大气的相对湿度在60％以下时，钢材的腐蚀是很轻微的；但当相对湿度增加到某一数值时，钢材的腐蚀速度突然升高，这一数值称为临界湿度。常温下，一般钢材的临界湿度为60％～70％。当空气被污染或在沿海地区空气中含盐时，临界湿度都很低，钢材表面容易形成水膜。此时焊渣和未处理干净的锈层作为阴极，钢结构构件作为阳极在水膜中发生电化学腐蚀。大气中的水分吸附在钢材表面形成的水膜是造成钢材腐蚀的决定因素；大气的相对湿度和污染物的含量是影响大气腐蚀程度的重要因素。

三、 工业建筑钢构件耐腐的应对方案

掌握了钢材腐蚀的电化学原理，只要防止或破坏腐蚀电池的形成或强烈阻滞阴、阳极过程的进行，就可防止钢材的腐蚀。采用防护层方法防止钢结构腐蚀是目前通用的方法，归纳如下：

1、采用耐候型钢构件

耐腐蚀性能综合水平优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。参考标准为《焊接结构用耐候钢》（GB4172-84）。

2、热浸锌防护方案

热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔，变电站结构主体等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者，应该避免设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。

3、表面喷涂复合涂层（如：活性大于铁的铝，锌）

这种方法是与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层（厚度约80μm~100μm）。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法的工业化程度较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，质量也易受操作者的情绪变化影响。

4、喷涂其他高分子涂料

钢构件的防腐涂层可根据具体情况采用不同的方式,如金属保护层(镀锌等)、油漆涂层、复合保护层。目前通常的钢结构防腐做法就是刷防腐涂料。涂料是一种含油的或不含油的胶体溶液，将它涂敷在钢材表面上，可结成一层薄膜来保护钢结构。防腐涂料一般由底漆和面漆组成。底漆中粉料多，基料少，成膜粗糙，底漆的功能是使漆膜与基层和面漆结合牢固，即就是要有好的附着力；底漆有阻蚀性颜料，可以阻止锈蚀的发生，有的还能对金属起钝化和电化学保护作用，防止金属生锈。而面漆则粉料少，基料多，成膜后有光泽，主要功能是保护下层底漆，故要对大气和湿度具有不渗透性，要能抵抗由风化引起的物理和化学分解。目前的趋势是使用合成树脂来提高介质的抗风化性能。耐大气性能的防腐涂料一般只能耐大气中的气相腐蚀。对于受酸碱等介质侵蚀的地方，必须用耐酸碱的涂料。防腐漆按保护功能可分为底漆，中层漆和面漆，各层油漆均有其特性，各负其责，各层组合起来，形成复合涂层，提高防腐性能，延长使用寿命。

用于面漆的涂料按其价位可划分为三种等级：

(1) 普通级为环氧漆、氯化橡胶漆、氯磺化聚乙烯其等；

(2) 中等级为聚氨酯漆；

(3) 高等漆为有机硅改性聚氨酯漆、有机硅改性丙烯酸面漆、氟涂料等。

环氧漆经化学固化后，化学性质稳定，涂层致密，有很强的粘结力，很高的机械性,它耐酸、碱、盐，能抵抗多种化学介质的腐蚀。氯化橡胶漆以氯化橡胶为成膜物，氯化橡胶是用天然橡胶与氯气反应制成，他属惰性树脂，成膜后密封性能非常好，水汽、氧气对漆膜的渗透率极低，而且耐酸、耐碱、耐水、耐氧化剂、耐各种腐蚀性气体的腐蚀，在用醇酸树脂改性后，耐候性好，在使用过程中，漆膜理化性能变化很小，可以说是一种经济耐用的防腐材料。

5、阴极保护法

在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。其做法可以使用较活泼的金属块或者涂层作为电化学中的反应极，从而保护钢铁。这种方法的优点在于施工时间较少同时也有较好的防腐效果。

四、型钢运输存放中的防腐措施

钢结构构件在加工、运输、存放等过程中，表面往往带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要使深层能牢固地附着在工件的表面上，在涂装前就必须对工件表面进行清理，否则，不仅影响涂层与基体金属的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀，使涂层剥落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层，延长产品使用寿命的重要保证和措施。

结束语

变电站作为典型的工业建筑物代表是城市建设中不可或缺的重要组成部分，通过对坐落于黄河泛洪区中的220kV安康变电站的耐腐总结分析后，基本掌握了对以后同类工程的技术应用推广起到了有力的参考和帮助，但随着高科技技术设备在建设中的创新和应用，随着人们发明创新意识的提高和思维拓展，钢结构在工业建筑物建设中的运用一定会越来越广泛，钢结构的防腐与维护一定会有更新、更完善的解决方案，期待更加新型技术的产生，服务于钢结构构件的防腐与维护，服务于高强腐蚀的区域环境中。

参考文献：

[1]《工业建筑防腐蚀设计规范》GB500046

[2]《钢结构管道涂装技术规程》YB/T9256

[3]《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》GB8923

[4] 李文波《钢结构的优点及在住宅上的应用》2009年1月

[5] 夏之鑫《热浸镀锌钢材用涂料》1980年3月