水工金屬結構噴鋅防腐蝕技術在崗南水庫除險加固中的應用

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 水工金屬結構噴鋅防腐蝕技術在崗南水庫除險加固中的應用

近年，水工金屬結構噴鋅防腐蝕技術在水利水電行業(yè)得到廣泛應用。其施工過程一般分3部分：水工金屬結構表面預處理，即噴砂除銹；水工金屬結構的金屬鋅熱噴涂保護；涂料涂裝保護；現結合崗南水庫除險加固工程實踐分別介紹如下。 一、水工金屬結構表面噴砂除銹 　　為使金屬表面有良好的清潔度和粗糙度，必須對金屬結構表面進行除銹等預處理。防腐蝕界有這么一句話“七分除銹，三分涂裝”，可見除銹的重要性。鑒于水工金屬結構的特殊性，如體積大、施工環(huán)境基本為露天等，現階段依然采用噴砂除銹的方法，噴砂除銹控制主要體現在以下幾個方面。 　　 1.前期控制 　　 噴砂前，充分掌握水工金屬結構防腐施工除銹等級要求，依據《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》規(guī)定，對金屬結構基體表面銹蝕等級進行評定。仔細檢查，清除焊渣、飛濺等附著物，并清洗表面油脂及可溶污物，對無用的焊接體或聯接物也應作妥善處理。 　　 2.磨料控制 　　 噴砂除銹用的砂，要求顆粒堅硬、有棱角、干燥（含水量<2%）、無泥土及其他雜質；以石英砂為好，粗河砂也可；同時，應考慮砂料運輸條件，單價高低，回收能力等因素；砂料粒徑以0.5～1.5mm為宜，篩選前須曬干，存儲于棚內、室內，篩孔大小為：粗篩40～48孔/cm2（粒徑1.2 mm）、 細篩372～476孔 /cm2 （粒徑0.3mm）。 　　 除銹方案確定后，磨料可選河砂、石英砂或二者混合。在崗南水庫除險加固中，經預噴比較，將石英砂和河砂按1∶1摻和使用除銹效果最好。 　　 3.工具控制 　　 噴砂操作時，空壓機氣壓為6.0×105～6.5×105Pa，氣壓變幅為0.5×105～1.0×105Pa。一般砂桶氣壓為4.5×105～5.5×105Pa，不得小于4.0×105Pa。噴砂前應檢查壓力容器的生產廠家是否持有有關部門頒發(fā)的生產許可證、噴砂工佩戴的防護工具、安全帶（繩）和供氧裝置是否安全可靠，以及噴嘴磨損情況，當孔口直徑增大25%時宜更換噴嘴。 　　 4.環(huán)境控制 　　 鑒于水工金屬結構噴砂除銹為露天作業(yè)，施工時除應注意防塵和環(huán)境保護，還必須每日檢測施工現場環(huán)境溫度、濕度和金屬表面的溫度，計算當日露點，做好施工記錄。當空氣相對濕度大于85%、金屬表面溫度低于露點以上3℃時不得施工。 　　 5.工藝控制噴砂用的壓縮空氣必須經冷卻裝置及油水分離器處理，以保證干燥、無油；油水分離器必須定期清理。噴嘴到基體鋼材表面距離以100～300mm為宜，噴砂前對非噴砂部位應遮蔽保護。 　　 噴射方向與基體鋼材表面法線夾角以15°～30°為宜。 　　 噴砂除銹后、進行下一道工序前，如遇下雨或其他造成基體鋼材表面潮濕的情況時，要待環(huán)境達到施工條件后，用干燥的壓縮空氣吹干表面水分后施工，如須重新噴砂，不可降低磨料要求，以免降低粗糙度。 　　 噴砂時噴嘴不要長時間停留在某處，噴砂作業(yè)應避免零星作業(yè)，但也不能一次噴射面積過大，要考慮涂裝或熱噴涂工序與表面預處理工序間的時間間隔要求。對噴槍無法噴射的部位要采取手工或動力工具除銹。 　　 6.質量控制 　　 噴砂完成后首先應對噴砂除銹部位進行全面檢查，其次要對基體鋼材表面進行清潔度和粗糙度檢查。重點應檢查不易噴射的部位，手工或動力工具除銹部位可適當降低要求。對基體鋼材表面進行清潔度和粗糙度檢查時，一是嚴禁用手觸摸；二是應在良好的散射日光下或照度相當的人工照明條件下進行，以免漏檢。 　　 噴砂除銹后，金屬結構表面清潔度應達到Sa21/2，應對照《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中提供的照片進行比較，比較時至少每2m2有一個比較點。 　　 噴砂除銹后，金屬結構表面粗糙度應達到Ry60～100μｍ，應按照技術要求，取相應粗糙度樣板，用至少７倍放大鏡放大后比較，比較時至少每２ｍ２有一個比較點。用表面粗糙度儀直接測定時，每２ｍ２表面至少要有一個評定點，取評定長度為４０ｍｍ，在此長度范圍內測５點，取其算術平均值為此評定點的表面粗糙度值。 二、金屬鋅熱噴涂保護 　　1.鋅絲控制 　　 以１號鋅或特號電解鋅為優(yōu)，鋅絲含鋅量應大于９９．９９％，直徑以３ｍｍ為宜，同時要求鋅絲粗細均勻，表面光潔，無油污、無腐蝕、無毛刺、無折痕。 　　 2.“三氣”控制 　　 氧氣、乙炔氣和壓縮空氣是金屬鋅熔融、霧化、噴射質量優(yōu)劣的決定因素，因此，對“三氣”有一定的要求： 　　 壓縮空氣除推動鋅絲前進外，還使鋅絲熔融的部分形成錐形霧束噴射到閘門上，其壓力對涂層與結構面的粘結力和鋅涂層的密實性（孔隙度）有直接影響，特別是露天施工，常受環(huán)境與結構形狀的限制，更需壓力較大的壓縮空氣。含有油霧的溫熱壓縮空氣必須冷卻和濾清，氣壓基本穩(wěn)定，以滿足噴槍耗風量的要求。 　　 噴涂過程中，乙炔發(fā)生器擔負著生產乙炔氣的任務，為了提高發(fā)氣效率與質量，宜選用一級、二級電石。在安裝乙炔系統(tǒng)的設備、管路、閥門時，不允許使用含銅超過７０％的銅合金，因為銅與乙炔長期作用，會生成具有易爆性的乙炔銅，乙炔表也不能用普通壓力表代替。 　　 氧氣宜選用較高含氧量的一級品。 　　 噴鋅操作時“三氣”壓力控制如下： 空壓機氣壓為６．０×１０５～６．５×１０５Ｐａ，氣壓變幅０．５×１０５×１０５Ｐａ；儲氣缸氣壓為４．５×１０５～５．５×１０５Ｐａ，乙炔發(fā)生器壓力為０．６×１０５～０．８×１０５Ｐａ，乙炔調壓表壓力為０．５×１０５～０．５５×１０５Ｐａ；氧氣調節(jié)器壓力為３．０×１０５～３．２×１０５Ｐａ。 　　 3.工藝控制 　　 金屬結構表面預處理達標后，應在有效時間內進行熱噴涂或涂漆，涂裝前如發(fā)現基體金屬表面污染或返銹，應用壓縮空氣吹除表面灰塵或重新處理。 　　 影響噴涂鋅質量的因素很多，噴槍的角度和噴距是影響噴鋅質量的重要因素，噴槍與噴涂面要成直角，噴距控制在１００～２００ｍｍ。 　　 熱噴涂施工與金屬結構表面處理的時間間隔為：一般潮濕環(huán)境條件下，４ｈ內噴涂完畢；晴天或濕度不大的條件下，不超過１２ｈ。 　　 噴槍移動速度，以１次噴涂厚度達到２５～８０μｍ為宜。各噴涂帶間應有1/3寬度重疊，厚度要盡可能均勻。各噴涂層之間的噴槍走向應相互垂直，交叉覆蓋。  　　 4.質量控制 　　 金屬結構熱噴涂后應及時檢查涂層表面、涂層厚度、涂層結合性。 　　 涂層表面應均勻，不能有起皮、鼓泡、粗顆粒、裂紋、掉塊及其他影響使用的缺陷。金屬涂層厚度檢測：當有效面積在1m2以上時，用磁性測厚儀，在一個面積為1m2的基準表面上測量10點涂層厚度，取10個值的算術平均值為該基準表面的局部厚度，測點應均勻分布；當有效面積在1m2以下時，在一個面積1cm2的基準面上測量5點涂層厚度，取5個值的算術平均值為該基準表面的局部厚度，測點選擇應分布均勻。 　　 金屬涂層的結合性能檢查采用切割法，切割時刀具的刃口與涂層表面約為90°，切割后涂層與金屬表面必須割斷，并采用布膠帶檢查的方法檢查金屬涂層的結合性。 三、涂料涂裝保護 　　噴鋅工序完成，需在金屬噴涂層尚有余溫時及時涂漆，一般情況下，在金屬涂層表面溫度降至70℃以下時，進行噴涂料封閉，封閉宜采用刷涂或高壓無氣噴涂。 　　1.涂料控制 　　 考慮防腐蝕涂層系統(tǒng)應由與基體金屬附著良好的底漆和具有耐候、耐水性的面漆組成，中間漆宜選用能增加底漆、面漆之間結合力且有一定耐蝕性能的涂料，宜選用經工程實踐證明綜合性能良好的產品；對于新產品，應確認其技術性能和經濟指標均滿足設計要求，方可應用。構成某一涂層系統(tǒng)的所有涂料應由統(tǒng)一涂料制造廠生產。涂料的使用應嚴格按照涂料使用說明或廠家現場指導的要求進行。涂料配置好后應先小面積試涂，根據情況適當改變涂料配合比，以達到最佳效果。嚴禁中途更換不同廠家提供的涂料及稀釋劑和固化劑。 　　 2.環(huán)境控制 　　 涂裝作業(yè)應在清潔環(huán)境中進行，盡量選擇無風、無揚塵的天氣；涂裝前應遮蔽特殊部位，避免未干的涂層被灰塵等污染；空氣相對濕度須小于85%；鋼材表面溫度至少高于大氣露點3℃。 　　 3.工藝控制 　　 金屬結構表面每次涂裝前應用干燥的壓縮空氣吹凈，吹凈后立即噴涂。噴涂前應先用小刷子在焊縫、邊角和不易噴涂到的部位作預涂處理。大面積噴涂時應采用無氣噴涂，這樣可有效防止流掛，提高工作效率。涂層系統(tǒng)各層間的涂覆間隔時間應按涂料制造廠的規(guī)定執(zhí)行，如超過其最長時間間隔（一般為7d），則應將前一涂層用粗砂布打毛后再涂裝，以保證結合力。涂裝后，涂膜應認真維護，固化前要避免雨淋、暴曬、踐踏，搬運中應避免對涂層的任何損傷。 　　 4.質量控制 　　 每層涂料涂裝前應對前一涂層進行外觀檢查，如發(fā)現漏涂、流掛、皺紋等缺陷，應及時處理。涂裝結束后，應檢查涂膜外觀，表面應均勻一致，無流掛、皺紋、鼓泡、針孔、劣紋等缺陷。 　　 漆膜固化干燥后應進行干膜厚度的測定。85%以上測點的厚度應達到設計厚度；沒能達到設計厚度的測點，其最低厚度應不低于設計厚度的85%。測厚用的干膜測厚儀必須經有關檢測部門校驗，使用指針式測厚儀時應先調零。 　　 漆膜附著力的控制：漆膜厚度大于120μｍ時，可在涂層上劃兩條夾角為６０°的切割線，劃透涂層至基地，用布膠帶粘牢劃口部分，沿垂直方向快速撕起，涂層無剝落為合格；當涂膜厚度小于或等于１２０μｍ時，可用劃格法檢查，其方法及判斷按《色漆和清漆劃格試驗》進行。