水工钢结构防腐热喷涂施工技术

2020-05-08彭志俊中交二航局第一工程有限公司

珠江水运 2020年7期

彭志俊中交二航局第一工程有限公司

1.工程概述

本文涉及工程为湖北荆州煤炭铁水联运储配基地，主要施工内容包含：两个泊位码头平台、引桥以及护岸工程。码头通过引桥和大堤平交，施工过程中，需要应用皮带机进行运输，为了切实满足皮带机布设要求，需要涉及头栈桥和管廊。其中码头典型跨长16m，另外工程好包含两座长度为61.45m大跨度桁架栈桥的建设。

图1 喷砂去锈设备结构图

2.热喷涂施工工艺要点分析

2.1 喷射前设备准备

（1）喷砂去锈设备（如图1）。①空压机系统。该系统主要由空压机、空气滤清器、储气罐以及油水分离器构成，该系统在运作过程中，喷砂去锈动力来源于压缩空气，为了保证去锈效果，必须保证空压机系统具有足够的风量和压力。为了有效满足清扫以及喷砂人工呼吸等的实际需求，需要严格控制压缩空气中不能含有过高的油和水，另外还需要合理控制压缩空气的温度也不能太高，在油水分离器的内部设置多层孔洞隔板，并且在隔板的上方防止铁屑木炭，将钢制密闭压力容器当做空气滤清器，压缩空气进入到系统的时候，需要经过多孔钢板，能够有效的实现毛毡木炭的滤清和净化。②喷砂桶。在应用喷砂桶时，一般需要先打开进气阀门，保证罐内具有足够压力，然后将操作阀打开，这时压缩空气就会以较大的速度从喷嘴喷出，直接冲击钢铁构件的表面，剥离铁锈，实现除锈的目的。③喷嘴。喷嘴的主要作用就是赋予砂砾足够大的冲击能量，提高除锈的质量和效率，喷嘴大多是由工具钢和硅锰加工制作而成，控制锥管长度为100mm。

（2）喷锌设备。喷锌设备主要由压缩空气系统、喷射系统、乙炔、氧气系统等组成。①压缩空气系统。喷锌主要的动力来源就是压缩空气，在压缩空气的推动下，金属丝会持续向前推进，同时还会将喷嘴前端熔融状态的雾状微粒喷射到结构表面上去，压缩空气为锌丝熔滴提供了巨大的动能，持续高温下，该设备可以明显提高涂层的密实度和强度。在实际工作过程中，必须保证压力足够，条件允许喷射压力如果能达到0.6MPa最理想。②乙炔和氧气系统。在应用该系统的时候，必须保证各项参数的准确性，该系统主要应用的原料为瓶装氧气和乙炔，主要应用到的设备为气喷枪。

2.2 喷锌工艺

在高温火焰的条件下，应用气喷枪将锌丝熔化，然后将压缩气体喷成雾状微粒，将其喷射到钢结构的表面上，在实际施工的时候，完成了钢结构基体表面处理，就应该立即开展喷锌工序，旨在有效保证防腐效果。如果在潮湿的天气开展喷锌施工，尽量在4h内喷镀完成，如果在干燥的天气开展喷锌施工，也需控制喷锌的时间≤12h。

2.3 涂料封闭

喷镀锌工作完成以后，在镀层还还残留一定温度时，尽快完成灰尘的清理，以此保证涂料能够有效渗入镀层孔隙。涂料尽量选择粘度较大，耐磨性较高、填缝能力较强以及密闭能力较强的沥青漆涂料，均匀地喷涂，控制喷涂的厚度处于50～80μm之间。

3.热喷涂施工技术要点

3.1 糙化程度控制及材料选用

（1）基体的糙化、清洁程度。在开展喷涂工作前，需要对金属表面进行撑地的清理，并且注意尽可能降低处理后的二次污染情况的发生。集体的糙化程度以及清洁程度会直接影响喷涂质量。针对水工钢结构大面积的喷砂除锈工作，通常需要借助压缩空气将沙粒直接喷射到钢铁表面，然后再利用高速砂粒的撞击作用，达到去除氧化皮和铁锈的目的，在这个过程中，钢铁表面也会具有一定糙度，可以更好地和涂层相互结合，一般来说，需要控制表面粗糙度处于50～80μm之间，完成了钢铁集体表面的喷砂除锈工作后，需要利用相对干燥和清洁的压缩空气进行清理，除锈工作完成2～8h，方可开展喷锌作业。

（2）除锈材料的选用。在日常施工中，较为常见的除锈材料有：砂、铁丸等。针对水工钢结构的除锈，大多应用喷砂处理的方法进行处理，如果锈蚀情况较为严重，可以选择粒径较大的石英砂。

（3）涂层材料的选择。为了避免有害元素影响耐磨性能，尽量选择纯度较高的锌丝，一般来说，锌丝的纯度越高，熔滴就越细，结合力和致密度也会越高，相对应的，抗腐蚀性能也就越强。大多水工钢结构金属都会选择应用3m m锌丝作为喷涂材料，要求锌丝的纯度必须超过99.5%，另外还需要保证锌丝表面足够光滑，不存在任何腐蚀现象。对金属表面进行喷锌，就会形成涂层，如果粒径较大，结合不够严密，涂层就会出现数量较多气孔，使得空气中的水分和压力随着二级进入到钢材的结合面，导致腐蚀情况发生。所以，完成锌涂层的工作后，为了快速的封闭这些气孔，应该快速地涂刷封闭漆。

（4）氧乙炔焰的选择。乙炔气体和氧气充分燃烧就会产生高温，使锌丝充分熔化。在这个过程中，为了避免碳化火焰出现，需要对氧乙炔混合比进行调整，进而调整火焰。实践证明，控制氧、乙炔混合比以1：2.5为最佳，该混合比例可以有效提高喷涂质量和效率，节省热能，保证锌丝可以更加充分地融化，极大程度避免了融化不良可能会给涂层所造成的影响。在开展喷涂作业的过程中，必须合理控制氧乙炔混合压力，混合压力控制在0.4～0.5MPa之间为最佳。

3.2 技术要点分析

（1）送丝速度。送丝速度会直接影响喷涂质量，如果送丝速度过快，那么锌丝熔化的均匀程度可能得不到保证，导致喷涂质量大大降低。如果送丝速度过慢，那么在喷涂的过程中，粒子氧化的机会就会有所增加，使得涂层变得较脆。

（2）喷涂的距离。喷涂距离也会直接影响喷涂质量，如过喷涂距离过小，涂层和基体之间就会产生过大的温差，容易导致涂层脱落的现象发生，如过喷涂距离过大，那么微粒的喷射动能就会大大降低，最终导致涂层结构过于疏松，结构整体抗渗能力较差。一般来说，需要合理控制喷涂喷嘴距基体表面之间的距离控制在100～150mm范围内为最佳。

（3）喷涂的角度。锌粒达到熔融状态后，经过喷射就会迅速的在机体表面进行堆积，导致空隙中的空气不能及时的排除去，另外，还有些锌微粒和基面碰撞后，又原路返回，与正要喷射出来的微粒之间发生碰撞，导致微粒的冲击力量被大大削弱，使得涂层的附着能力大大降低。

（4）喷涂层厚度。综合考虑涂层的抗渗性能以及水工钢结构防腐要求确定土层的厚度，涂层厚度通常需要控制在200μm为最佳，在实际操作的过程中，需要凭借测厚仪对涂层厚度进行测量和调整。

（5）喷嘴移动速度。只有合理控制喷嘴对母材表面的相对移动速度，才能保证喷涂质量。如果喷嘴的移动速度过快，那么喷涂的气密性往往得不到保证；如果喷嘴的移动速度过慢，随着构件表面温度的持续升高，会出现热变形以及氧化等反应。木材和涂层材料之间的热膨胀系数不同，这样一来，就会产生较大的拉应力，使得结合的强度大大降低。