港口钢结构防腐技术浅谈

郭跃龙

摘要：钢结构防腐在现代港口建设工程中已得到广泛应用，对于防腐蚀更高质量、更快步伐、更环保、更安全、更耐用等备受社会关注的话题也在不断探讨和学习。施工前期如何结合施工环境特点，对所处环境甄选出有针对性的钢结构防腐技术措施。达到现代港口高耐久、高强度、高稳定性等相关要求，达到百年大港的目标。本文通过对现代港口建设工程中施工特点及环境特点分析主要钢结构防腐技术类型，以及相关注意事项。

关键词：港口;钢结构;防腐技术

随着我国港口建设的蓬勃发展，钢结构以其高强度、周期短、投资节省等在港口建设中也广泛应用。港口工程对于钢结构的防腐重视程度也随之变得越来越高，通过行业调查每年钢结构腐蚀造成的损失是国民经的5%～6%。通过合理应用钢结构防腐技术能够大幅降低经济损失，如何采用合理有效的钢结构防腐技术，增长防腐年限，减少钢结构使用期内的维护费用，更简单易行是钢结构防腐将长期探讨的一门学问。

一、港口钢结构腐蚀区域划分及特点

（一）大气区：【设计高水位向上1.5m】以上的区域，该区域主要受到大气中水分以及介质与氧气等相互联合作用产生的对于钢结构的破坏。该区域相对腐蚀程度较弱，以碳素钢为例每年平均腐蚀速度为0.05～0.10mm/a。

（二）浪溅区：【设计高水位向上1.5m】与【设计高水位向下1.0m】之间的区域。该区域长期处于空气中，钢结构表面干湿交替长期受氯离子侵蚀破坏。该区域相对腐蚀程度强，以碳素钢为例每年平均腐蚀速度为0.20～0.50mm/a。

（三）水位变动区： 【设计高水位向下1.0m】与【设计低水位向下1.0m】之间的区域。该区域在这一区域氧气扩散相对于浪溅区慢，但通常钢结构在海水涨潮时被充气海水所浸没，产生海水腐蚀，而退潮时又暴露在空气中，产生湿膜下的同大气区类似的腐蚀。该区域相对腐蚀程度较强，以碳素钢为例每年平均腐蚀速度为0.12～0.20mm/a。

（四）水下区：【设计低水位向下1.0m】至泥面之间的区域。该区域钢结构在被气海水所浸没，产生海水腐蚀。该区域相对腐蚀程度较强，以碳素钢为例每年平均腐蚀速度为0.12～0.20mm/a。

（五）泥下区：泥面以下的区域。该区域钢结构处于地下沉积物和腐蚀质相互作用，但由于长期处于氧气受限的情况。该区域相对腐蚀程度弱，以碳素钢为例每年平均腐蚀速度为0.01～0.05mm/a。

二、港口钢结构的防腐技术及所适用的环境

（一）涂层防腐技术

涂层防腐技术的原理在于利用稳定性、耐久性好、与钢材结合性强的材料形成保护层，使钢材与外界相隔离，形成相对密闭的环境，从而提高钢材的防腐能力，达到预期的使用年限。涂层防腐技术常规采用喷刷防锈漆工艺，底漆+中间漆+面漆：普通环氧富锌底漆+环氧中间漆+各色脂肪族聚氨酯面漆（防腐年限20年以下）。该技术相对简单，影响油漆涂装质量的因素包括：除锈质量、漆膜厚度、环境温度、环境湿度等方面。干漆膜总厚度应满足设计要求的最小厚度，且应满足室外大于 150μm、 室内大于 125μm。并随时使用漆膜测厚仪对漆膜的厚度进行测定。该技术主要适用于大气区、浪溅区和水位变动区的钢结构防腐要求。

（二）金属热喷涂防腐技术

金属热喷涂防腐技术原理在于利用热源将符合环境特点的金属喷涂材料加热，加热达到熔点后形成熔融状态的微粒，在动力的作用下使这些微粒，以一定的速度冲击并沉附在钢结构基体表面上，形成满足使用环境下相关要求的金属涂层。从而达到增强钢结构件耐腐、耐磨的性能的目的。常用的金属喷涂的材料较多，例如锌、锌-铝合金、不锈钢等。根据不同的使用环境采用不同的金属涂层，锌涂层不仅具有包覆性、耐腐蚀作用，更重要的是具有阴极保护功能（电化学阴极防护）;锌-铝合涂层不仅具有锌优良电化学保护特点，又具有热喷涂铝涂层的高耐蚀特点;不锈钢涂层具有耐磨損及保护周期长等特点。该技术主要适用于大气区、浪溅区和水位变动区的钢结构防腐要求。

（三）电化学阴极防护防腐技术

电化学阴极防护防腐技术采用外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护，前者主要采用的是高硅铸铁阳极材料，后者主要采用铝基阳极材料。该技术可以消除金属表面不同部位在所处电解质溶液中产生的电位差，极化结果能够使金属的电位向负极方向移动，最终是金属原有的电位差消失，从而达到腐蚀的自然停止。阴极保护是一种控制钢结构腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长钢结构的使用寿命。从经济上考虑，阴极保护是钢结构防腐蚀的最经济的手段之一。该技术主要适用于水下区的钢结构防腐要求。

（四）采用耐腐蚀钢材品种并预留腐蚀富裕厚度

采用耐腐蚀钢材品种并预留腐蚀富裕厚度是根据钢结构所处港口环境以及相应区域内的腐蚀速度，选取冶炼过程中加入一定量的锰、铬、磷、矾等稀有金属或元素的钢材，并根据区域内的腐蚀速度预留一部分厚度供其腐蚀。

（五）阶梯涂层钢结构防腐技术

阶梯涂层钢结构防腐技术是以单一钢结构防腐技术为基础综合而来的复合型技术。阶梯涂层钢结构防腐技术可分为多个环节，例如可将工艺流程分 3个环节。第一步是热喷涂锌，第二步是喷涂不锈钢，第三步涂装环氧云铁。涂装环氧云铁采用联合涂刷的方式，手工刷涂结合空气喷涂方法，达到无刷痕、无流挂、无起泡、无漏喷外观整洁、匀称的要求。与常用防腐技术的对比，该技术具有明显的综合优势。从质量方面，单一喷锌表面硬度较差、耐磨性不足、抗破坏性较差，而单一喷涂不锈钢防腐效果较差、表面粗糙、易锈蚀、渗水性强、覆盖密实性差、易剥落，而且热喷涂金属阶梯涂层无法满足钢结构水下防腐的需要。从经济效益层面分析，不需组织二次施工，显著降低了工程寿命周期成本，是首选的港口钢结构防腐技术。

三、结语：

在我国沿海港口飞速发展建设的今天，钢结构的防腐性越来越受到社会的重视。对此钢结构腐蚀问题的认知程度也在不断加深。可以看到在港口建设的今天，我们已从单一防腐手段向多重防护、源头防护等多方面进行研究和使用，相比较以往防腐技术有着极大的优势。从耐久性、包覆性、强度、等多个方面都有了明显的进步，有效的提高了港口企业的经济效益，避免不必要的安全隐患。我们对钢结构的港口钢结构防腐研究还要在实践中不断探索和创新，更好的为港口建设服务。

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