波形梁钢护栏镀锌防腐层检测分析

广东省交通运输建设工程质量检测中心/邱金水

关键字：波形梁钢护栏；镀锌防腐层；交通安全

引言

我国在高速公路的建设中，普遍采用的护栏类型为波形梁钢护栏，并在使用的过程中，对其开展了一定的防腐处理，这种做法会减少和延缓腐蚀，提高钢结构的安全可靠性、美观性及延长使用寿命。高速公路的护栏质量提升，也是保障车辆安全运行的关键所在，一旦出现车辆的失控，便可以起到一定的缓冲作用。

一、研究背景

波形梁钢护栏由波形梁板、立柱、端头、拼接螺栓、连接螺栓、防阻块、托架、横隔梁等构件组成。现阶段对波形梁钢护栏的防腐处理，可以分为热浸镀锌涂层、热浸镀铝涂层、热浸镀锌铝合金涂层等十几种防腐处理方式。从我国现阶段高速公路项目的交通安全设施工程项目的建设现状来看，热浸镀锌防腐的处理方式，是主要的防腐处理手段。特别是在近些年的发展过程中，交通安全问题越发的受到人们关注，使得在建设公路项目的过程中，对其交通安全设施产品的质量检测，成为了工程项目重要组成部分。波形梁钢护栏的质量检测就是其中重要的一个环节，而防腐层的质量检测又是其中比较重要的一块。

二、镀锌防腐层质量控制指标

目前对波形梁钢护栏防腐层质量检测的判定依据为《波形梁钢护栏 第1部分：两波形梁钢护栏》（GB/T 31439.1-2015）和《公路交通工程钢构件防腐技术条件》（GB/T 18226-2015），这两个标准中对镀锌防腐层质量作出了明确的规定，包括镀锌层外观质量、镀锌层附着量与厚度、镀锌层均匀性、镀锌层附着性等指标的技术要求。《波形梁钢护栏 第1部分：两波形梁钢护栏》（GB/T 31439.1-2015）中规定护栏的所有构件均应进行防腐处理，其防腐层要求应符合《公路交通工程钢构件防腐技术条件》（GB/T 18226-2015）的规定，对于圆管立柱产品，其内壁防腐质量要求应不低于外壁防腐质量要求。

（一）外观质量

镀锌构件表面应颜色一致、均匀完整，镀件无漏镀等缺陷，表面不应有流挂、滴瘤或多余结块。有螺纹的构件在热浸镀锌后，应清理螺纹或作离心分离。

（二）镀锌层附着量与厚度

镀锌钢构件锌层附着量与厚度应不低于表1的要求。

目前钢构件镀锌层厚度主要采取磁性涂层测厚仪进行测量，《公路交通工程钢构件防腐技术条件》（GB/T 18226-2015）中规定钢构件基体上的单一涂层及复合总涂层厚度按GB/T 4986的规定进行，以测量值的算术平均值表示测试结果，若测试值中10%以上的值超出技术要求范围，即使算术平均值符合技术要求，但该结果仍为不符合本标准要求。

（三）镀锌层的均匀性

早期的行业标准《公路波形梁钢护栏》（JT/T281-2007）中采用硫酸铜法试验来检测镀锌层均匀性。目前国家标准《波形梁钢护栏 第1部分：两波形梁钢护栏》（GB/T 31439.1-2015）中是以构件镀锌层厚度的最大值、最小值与平均值之差的绝对值与平均值的比值来表示，标准中规定镀锌层的均匀度应满足：平均厚度与最小厚度之差应不大于平均厚度的25%，最大厚度与平均厚度之差应不大于平均厚度的40%。

（四）镀锌层附着性

镀锌构件的锌层与基底金属结合牢固，经附着性试验后，锌层不剥离、不凸起，不得开裂或起层到用裸手指能擦掉的程度。

（五）镀锌层耐盐雾性

板状构件的焊接部位、紧固件、连接件及钢丝镀锌构件经168h的中性盐雾试验后，不应出现红色腐蚀现象。

在对波形梁钢护栏镀锌防腐层质量的检测中，对于上述几个质量控制指标的检测，只要有一项指标不符合标准的规定，就说明该钢护栏构件的镀锌防腐层质量达不到标准要求。在实际检测过程中，我们往往只重视镀锌层附着量与厚度的质量控制，而忽视镀锌层外观质量、均匀性、附着性等控制指标。镀锌层各项质量控制指标是否满足标准要求，都可能影响镀锌层防腐效果，从而影响波形梁钢护栏的使用寿命。如镀锌层附着性不好就会导致锌层脱落，即使镀锌层附着量与厚度满足标准要求，防腐效果也无从谈起。

三、影响镀锌防腐层质量的因素

（一）锌液温度与浸镀时间

在采用热浸镀锌的工艺时，其锌液的温度以及时间把控，是影响镀锌层质量的关键。在钢材进入到特定温度的锌液之后，钢材的表面会与锌液出现一定的化学反应。其次，一旦锌液温度过低，就会导致形成的镀锌层质量不佳。

（二）钢基的成分

现阶段在钢护栏的基材使用中，基本上采用的是Q235钢材，其中有着诸多的微量元素。对于镀锌层的质量而言，这些微量元素的数量，也有着重要的作用。在钢材当中的含碳量越高，就使得锌与铁之间有着较为激烈的反应，进而导致锌铁合金层较厚。另一方面，含碳量也对锌层表面的外观起到一定的影响。

（三）锌液成分

当下在国家的相关规定中，对于热浸镀锌的工艺方式，有着较为明确的规定。例如，在锌液当中的铅含量，并不会对合金层的质量造成影响，但是会降低锌液熔点，使得延长了锌层的凝固时间，进而造成了大锌花的出现。其次，铝元素也是锌液当中主要的元素，对其新层的整体光泽度会起到直接的影响。相关研究中发现，在铝含量达到5%的情况下，往往会实现最佳的耐腐蚀性。

四、波形梁钢护栏镀锌防腐层检测要点

（一）镀锌层外观质量的评判

对波形梁钢护栏镀锌层外观质量的检测，主要是检测人员根据目测及手感检查来辨别。在镀锌层外观质量的实际检测中，会遇到各种外观质量的波形梁钢护栏。国家标准虽然有较为细致的判定要求，我们在检测的时候也需要了解造成差别的各种原因，这样更加有利于对波形梁钢护栏防腐层质量的分析判定。例如而漏锌情况的出现，可能是钢护栏基底金属钢材在热浸镀锌前没有处理好，表面可能存在脏物。

（二）镀锌层厚度检测要点

目前波形梁钢护栏镀锌层厚度的主要检测方法为磁性法。采用磁性涂层测厚仪检测波形梁钢护栏镀锌层厚度时，有许多影响镀锌层厚度检测正确性的因数，除了检测设备、检测人员外，还包括基体金属厚度、基体金属的磁性、曲率、边缘效应、表面粗糙度、磁场、基体金属机械加工方向、测头压力及测头取向等。

为了不受上述不利因素对检测结果的干扰，磁性法检测波形梁钢护栏镀锌层厚度时需要注意的事项如下：

涂层测厚仪在使用前应根据说明书用一些适当的校准片进行校准；或采用比较法进行校准，即从这些校准片中选一种对其进行磁性法测厚，同时对其采用涉及该特定覆盖层的有关国际标准所规定的的方法测厚，然后将测得的数据进行比较。仪器在使用期间，每隔一段时间应进行校准。

涂层测厚仪使用前应检查测头前端的清洁度，同时应清理钢构件表面的油脂、灰尘、腐蚀物等，仪器探头必须与试样表面紧密接触。

强磁场，例如各种电器设备产生的强磁场，会严重干扰使用固定磁场的涂层测厚仪的工作，所以在检测时应避开强磁场。

测量时应合理选择参比面、测量点的布置方式和测量点数量，测量位置和数量的选择不应严重影响检测结果。测点位置应选择在构件表面平缓处，并避开边缘、螺孔及截面内转角和焊缝、锌瘤、氧化物腐蚀斑等表面较粗糙之处。

测量时施加于涂层测厚仪探头上的压力必须恒定、适当，使软的覆盖层都不致变形。

总结

综上所述，波形梁钢护栏被广泛地应用于高速公路建设中，其防腐层的质量控制直接影响钢护栏的安全可靠性、美观性和使用寿命。本文通过对波形梁钢护栏镀锌防腐层质量控制指标、影响镀锌防腐层质量的因素、镀锌防腐层检测要点等进行了分析，为波形梁钢护栏镀锌层防腐层的检测提供一定的参考。