dfsservice海工港口工程的长效防腐设计草案0712Word文件下载.docx
《dfsservice海工港口工程的长效防腐设计草案0712Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《dfsservice海工港口工程的长效防腐设计草案0712Word文件下载.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3
锌
12
铸铁
21
76Ni-16Cr-合金（活态）
4
铝52SH
13
18-8不锈钢（活态）
22
黄铜
5
铝4S
14
18-8-3钼不锈钢（活态）
23
铝青铜
6
铝3S
15
铅
24
铅银黄铜
7
铝2S
16
锡
25
铜
8
铝53S-T
17
锰次合金
26
硅青铜
9
铝24ST
18
锰青铜
因为防腐寿命是由喷涂层的种类与涂层的厚度来决定的，同时，可根据腐蚀速度推算的耐用年数。
表4是采用镀锌和喷涂锌发生锈蚀时按地区估算的耐用年限。
并用未进行表面处理的裸钢板的腐蚀速度作为参考对比。
（熔融镀锌栏中445℃、475℃为镀锌温度，添加铝是在锌中加铝后再镀。
过烧是指镀锌温度过高引起的缺陷。
445℃下面所列16～22是估计可耐用16～22年之意。
）
表4镀锌和喷锌发生锈蚀时的耐用年限
环境
熔融镀锌
喷镀锌
裸钢板腐蚀速度
毫米/年
445℃
475℃
添加铝
过烧
工业地区
16～22
16～24
16～26
11～21
14～18
0.065～0.152
海岸地区
41～54
38～56
39～46
33～43
30～40
0.028～0.054
郊外地区
65～75
66～79
78～83
42～83
35～56
0.012～0.039
城市地区
31～40
26～35
27～30
0.042～0.085
有金属理论工作者指出：
锌铝伪合金中铝质量含量达到30%时，会得到较佳的防腐蚀性能。
参见表5。
表5锌铝比例对照表
单位名称
体积比%
重量比%
备注
铝
1．英国Leaer·
J、
美国TAFA公司
31.8
68.2
15.0
85.0
先制合金丝再喷涂
2.北京有色金属研究总院
39.8
60.2
20.0
80.0
管状熔化电极,管内为锌、铝粉末
3.上海润馨化学工程技术发展公司
50.0
27.4
72.6
重量比=密度比
由此可见，我们在提高含铝量方面已经相当接近金属学家追求的目标。
由中国科学院海洋研究所对于海洋石油工业腐蚀调查报告中也指出,海洋平台喷涂锌铝金属覆盖层的防腐效果是十分明显的，即使涂层体系受到破坏，表面有机涂层被擦破或者脱落仍不影响金属涂层的保护效果。
而单独喷铝覆盖层对水线区附近的基体电化学保护效果不佳。
以下是几个针对锌铝伪合金耐腐蚀性的实验结果：
a）上海润馨化学工程技术发展有限公司2000h连续的盐雾加速腐蚀试验：
在5%盐雾浓度（PH6.8,350oC）下进行了2000h没有出现棕色锈斑。
（中船重工公司第704研究所）。
b）在1%SO2气氛中加速试验，8000h后检查试样，表面基本平滑，基体金属无任何腐蚀现象。
表面有锌和铝的腐蚀产品，优于纯铝涂层（后者出现大量锈迹）。
张忠礼提供，《钢
结构热喷涂防腐蚀技术》化学工业出版社2004
c）日·
阿克铁诺（ArcTechno）公司进行盐雾试验达16000小时后，涂层无生锈，且
完整无损，相当于80年保护寿命。
2、工艺性能的比较
喷涂纯锌涂层时会产生大量的ZnOn臭味尘雾，因而容易使操作者得职业病，故提高了劳动保护措施的要求。
喷涂纯铝则要求被喷涂基体（如钢材）表面洁净度要求较高（Sa3.0），
一般施工现场难以达到。
而采用锌铝伪合金喷涂，由于其对钢基材有很好的侵润性，不像喷
涂纯铝对基材纯净度要求那么苛刻，一般Sa2.5级即可。
施工现场比较容易处理，同时也不会像喷涂纯锌那样产生过量的ZnOn，使现场劳动保护措施也容易解决。
因此，喷涂锌铝伪合金具有良好的工艺性能，也为其进一步推广应用创造了有利条件。
3、经济性能的比较
为达到设计上的防腐年限，对喷涂层有厚度的要求。
若以纯锌涂层厚度为设计厚度，若
使用锌铝伪合金，则其总厚度仅为纯锌涂层的1/2便可满足要求。
也就是说，从而可节约材
料50％，则其成本可减少35％。
据国外的测试报告得出，同样设计厚度下锌铝伪合金涂层
其耐腐蚀性能是锌涂层的5倍（即锌涂层15年使用年限，而锌铝伪合金涂层则为近80年），铝涂层的3倍（即铝涂层25年使用年限，而锌铝伪合金涂层为近80年），是富锌涂层的8倍（即富锌涂层8～10年使用年限，而锌铝伪合金涂层为近80年）。
电弧喷涂对比氧乙炔喷涂工艺，其生产效率可提高4～5倍，而生产安全性更为可靠。
此外，由于纯锌本身价格比较高，相对使用锌铝伪合金时其单位面积成本也相应降低。
由此可见锌铝伪合金涂层具有较之纯锌、纯铝对基体有高效腐蚀防护性能，而且有较显著的经济性。
4.电弧喷锌铝涂层质量验收
按上述工艺进行喷涂的式样，按照GB9795-88《热喷涂锌铝及铝合金涂层》进行如下检验：
（1）外观：
用40倍带光源放大镜进行检查，涂层均匀，致密，无起皮，鼓泡、大溶滴、大颗粒、裂纹、掉块等缺陷。
（2）厚度：
采用德国产磁性测厚仪进行检查，涂层厚度均匀，平均厚度在设计厚度的±
15um之间。
（3）结合力性能：
按标准制成5个Φ40*40mm的圆柱体，采用拉力试验法，测试其结果应符合GB-T8642-88国家标准规定的结合强度。
（4）耐腐蚀性：
150×
75×
3mm的试片，在0.5mol/L的氯化钠溶液中浸泡72小时后，涂层无鼓泡、红锈和剥落现象，符合GB/T9795-88《热喷涂铝及铝合金涂层》国家标准规范的要求。
（5）孔隙率的检查：
孔隙率要控制少于3点/cm2左右，简便的现场检查方法是：
清除喷镀层表面的油污、灰尘，并进行干燥，然后用10g/L铁氰化钾或20g/L氯化钠溶液的试纸覆盖在喷镀层上约10min，试纸上出现的蓝色斑点不应多于1-3点/cm2。
检查中发现的缺陷，在进行补喷后，重新进行上述检查，直至合格或优良。
（二）热喷涂锌铝伪合金（V/V=50/50）的应用
锌铝伪合金国外应用实例：
思案坂大橋/鋼桁他
DoCoMo青森ビル/鉄塔溶接接合部
FKD501工区/鋼製橋脚、鋼桁、合成床版他
芝浦工業大学豊洲/塔屋鉄骨溶接接合部
横浜港国際客船ターミナル/桁梁部
横浜港国際客船ターミナル/折板部
日本橋/箱桁他
日本橋/箱桁工場施工状況
茂辺地大橋/鋼製橋脚
茂辺地大橋/鋼製橋脚架設
茂辺地大橋/鋼桁工場施工状況
茂辺地大橋/鋼桁架設
日本テレビ/バットレス
日本テレビ/バットレス工場施工状況
新江ノ島展望塔/ゼルコーバフレーム他
锌铝伪合金国内应用实例：
在上海杨浦大桥、上海徐浦大桥、上海轨道交通11号线、舟山液体化工品中转基地码头钢管桩、宁波新江桥、天津赤峰桥、合肥金寨路高架桥、重庆鱼嘴长江大桥、上海长江隧桥泛光灯平台等项目中得到很好的应用推广。
图为：
上海杨浦大桥上海徐浦大桥
合肥金寨路高架桥舟山液体化工品中转基地码头钢管桩
天津赤峰桥
重庆鱼嘴长江大桥
上海长江隧桥泛光灯平台沪杭高速跨卖新公路桥
上海轨道交通11号线
附测试报告：
B、外加电流设计方案
C、阴极保护设计方案（水下部）（路老师）
D、钢管桩包覆防护设计（杨小刚）
1、浪花飞溅区钢管桩包覆防腐推荐
标准用量
表面处理
St2级
GB／T8923-88
JTS153-3-2007
JTJ289-97
涂抹防蚀膏
0.3~0.5kg/m2
>
100μm
缠绕防蚀带
1.5~2m2/m2
1000μm
安装FRP保护罩
预制或现场制作
2000μm
端部密封
以填满缝隙为准
——
3100μm
2、其他环境钢结构防腐推荐
包覆防腐自粘带
2100μm
（一）钢管桩包覆防护设计的技术研究
1.防护原理及系统结构
包覆防腐技术采用优良的缓蚀剂成分，并采用了能隔绝氧气的密封技术。
包覆防腐系统由四层紧密相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、衬里和FRP防蚀保护罩，如图1所示。
该技术中防蚀膏和防蚀带添加抗腐蚀材料，具有优良的保护性、粘附性、与水和空气隔绝性，并且长期不会变质，它们强有力地粘附在钢铁设施表面达到长效的防腐蚀效果。
另外，用坚硬的固体FRP保护罩保护防蚀带，可以达到更好的保护效果。
图1钢管桩包覆防腐技术示意图
2.包覆防腐技术主要特点
（一）由防蚀膏、防蚀带和外壳形成的综合防腐体系，使用寿命长。
防腐效果优异，有效防护效果达30年以上。
（二）表面处理要求低，带有铁锈或少量残留涂层也可操作，表面处理等级达到St2级即可。
（三）包覆材料具有与钢结构表面良好的紧密粘结性能，保证严密的密封性能，能够完全隔绝空气和水，具有良好的防水性能。
（四）防蚀膏含有铁锈转化剂可形成保护性封闭层，防止钢铁进一步腐蚀破坏，并可填充缝隙。
复合防锈剂可以将金属表面的水膜置换，可带水作业。
（五）防蚀带与防蚀膏具有良好的相容性，相互之间可以粘结成一体，能够全面覆盖凹凸不平的钢材表面，致密性好。
（六）外壳可以预制成型，也可根据现场情况制作成不同形状，外壳整体具有良好的耐老化性能，良好密闭性和抗冲击性能。
（七）质量轻，对结构物几乎无附加载荷。
（八）包覆材料要具有良好的适应海洋气候环境的性能，适用环境温度不低于50℃，湿度不低于80％，空气中盐分不低于0.28mg/cm3，抗12级台风。
（二）包覆材料及性能指标
1.防蚀膏
1.1产品介绍：
专利产品，具有良好的疏水性和防腐蚀性能。
采用本专利的防蚀膏覆盖在钢材表面，能够充分吻合，致密性好。
防蚀膏中添加了特殊材料，在潮湿的环境中具有很好的防腐蚀性能，可进一步有效的使钢构筑物能够长期、高效、稳定的免遭腐蚀。
1.2防蚀膏的物理化学性能和试验指标
防蚀膏是一种人造的淡褐色油状膏状缓蚀化合物。
下表为防蚀膏的物理性能和试验指标。
防蚀膏的物理化学性能和试验指标
每袋长度mm
100～370
密度g/cm3
0.9～1.2
熔点℃
69
燃点℃
187以上
蒸发量%
3.0以上
沸程℃
73～94
粘度Pa·
s
随转子转速的增加而下降，是流变性液体，具有触变性能
附着性能
油膜不滑落
低温附着性能
水溶性
不溶于水
盐水浸泡试验
A级
盐雾试验
腐蚀性（mg/cm3）
钢±
0.2铝±
0.2不锈钢±
0.2黄铜±
0.2锌±
0.2
固体物含量%
39.2762
灰分含量%
38.0445
挥发物含量%
10.72
2.防蚀带：
2.1产品介绍：
专利产品，具有良好的防腐性能、一定的拉伸强度、较好的黏附性能和体积电阻率；
防蚀带中添加了多种物质，在潮湿的环境中也具有很好的防腐蚀性能，并且具有很强的耐热性和吸附性，同时致密性也好。
2.2防蚀带的物理化学性能
防蚀带是一种淡黄色浸透并且涂满了抗腐蚀化合物的人造纤维材料。
这种化合物的主要成分是浸透了特种耐海水腐蚀的缓蚀剂。
下表为防蚀带的一般性能。
防蚀带的一般性能
125
燃点℃
280
1.1～1.3
厚度mm
1.1
重量kg/m2
1.4
拉伸率%
拉伸强度（最小）kg/25mm宽
抓力（最小）分
30
体积电阻率Ω·
cm
1×
1014
吸水率%
0.1
工作温度（最大）℃
+65～120
3.FRP保护罩：
3.1产品介绍：
预制或现场制作的具有高强度和高度耐久性能的FRP材料。
该主体的材质为不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维，具有高机械强度、高冲击强度、高抗化学性、高抗风化性、高防透水性，易操作，可加工成任意形状。
3.2FRP保护罩性能指标
对于规则形状的钢结构，保护罩可以根据要求提前预制；
对于不规则的钢结构，一般采取现场糊制作的方法。
下表为保护罩的性能指标。
保护罩性能指标
检验项目
单位
检验结果
拉伸强度
MPa
155
弯曲强度
68
冲击强度（无缺口）
kJ/m2
70
比热
Cal/g/℃
0.25
密度
g/cm3
2.0
吸水率
％
<
0.11
燃烧性能（氧指数）
%
32
硬度
巴氏
65
4.防腐自粘带：
4.1产品介绍：
外层为高弹性聚合物织物，内层为高粘性聚合物。
坚韧耐用，具有良好的防腐性能、高拉伸强度、高粘性和高耐候性。
4.2防腐自粘带性能指标
防腐自粘带的一般性能
厚度mm
0.4-1.5
颜色
黑，白，黄
使用温度
-20—70
耐热度
120℃无滑动
m
1.0×
1012
拉伸强度MPa
断裂伸长率%
剥离强度N/cm
耐老化（600h）%
80
气体透过率mg/cm2
0.4
抗酸碱盐性能
优
（三）包覆防腐材料质量验收
1.表面处理施工区域钢结构表面处理需达到ISOSt2标准以上，无明显鼓泡和浮锈；
潮差区等海生物附着区带应尽量除去附着的海生物，表面突出物不应有锐角，一般不高于5mm，最大不高于10mm。
2.涂抹防腐膏钢桩表面的坑凹和缝隙处应用防蚀膏填满，有锈的地方需要抹平，突出物的表面也应涂抹一层防蚀膏，使防蚀膏在钢结构表面均匀分布为完整的一层保护膜。
3.缠绕防蚀带涂抹完防蚀膏后，应立即进行缠绕防蚀带作业，尤其在平均海平面附近，以防止防蚀膏被海水冲刷脱落。
缠绕时，应用手拉紧、铺平防蚀带，保证被缠绕处无气泡。
4.安装外壳垂直安装防腐保护罩，规则处的钢结构可以预先加工防护罩外壳，保护罩颜色可根据需要改变。
现场施工时，将一副防腐保护罩用不锈钢螺栓紧固。
5.顶端密封密封用水中固化树脂填完后外延部分应保持外斜面，以利于溅上水滴的滑落，避免积水。
（四）应用实例
日本滋賀県琵琶湖大橋（完工时间：
2005年）
日本山口県大島大橋（完工时间：
2006年）
日本荷役桟橋（完工时间：
2003年）
青岛港液化码头（完工时间：
2008.12、2009.8）
胜利油田井组平台（完工时间：
2009.6）
胜利油田采油平台（完工时间：
2005.8）
日本部分已应用15年以上实例图片：
二、混凝土结构及其构件防腐设计
A、海工混凝土防护推荐方案：
A1（赛博斯）
采用水泥基渗透结晶型防水材料，具有防水、防腐、防裂的永久性涂层材料，这种涂料为无机材料，并且不老化、能抗氧化、抗碳化、膨胀系数与混凝土基本一致；
可长期耐受强水压，抗渗标号＞S30；
能渗透到混凝土的毛细孔内遇水就能催化未水化的水泥颗料使其结晶，结晶体可渗透到混凝土内200mm以上，可做到整体防水，保护钢筋；
具有对混凝土的细微裂缝有自我修复的能力，其耐久性应与混凝土同寿命；
具有亲水性和较高的活性能力，既能使混凝土增加密实度，又不影响混凝土呼吸，使混凝土结构保持干爽不潮湿；
能增加混凝土抗压强度在15%以上；
耐高、低温，持续温度在-30℃～+130℃保持其作用，间歇性温度在-150℃～+1000℃内，质量不受影响；
能耐紫外线、耐辐射、耐化学腐蚀、可抑制AAR反应；
与混凝土的粘结力7d不小于1Mpa，28d不小于1.5Mpa；
冻融循环次数N应≥350次以上；
是一种无毒、无味、无害的环保材料，且便于施工，操作方便。
A2（聚脲防护）
喷涂聚脲弹性体技术（以下简称SPUA）的出现为防腐领域提供了一种全新的材料和施工技术，在工程应用中显示出无可比拟的优越性。
SPUA有效地解决了上述难题，在防腐工程中应用，具有以下突出特点：
（1）固化快，立面连续喷涂不流淌。
（2）100％固含量，符合环保要求。
（3）涂层致密、无接缝，耐介质性能十分突出，可耐受水、酸、碱、盐、油等介质的侵蚀，用途广泛。
（4）附着力好，长期使用不起泡、不脱落、不空鼓。
（5）耐紫外光老化，在户外长期使用不粉化、不开裂。
（6）相对于聚氨酯树脂，聚脲对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。
（7）使用温度范围宽，可在-50～150℃下长期使用。
（8）一次施工即达到厚度要求，克服以往多层施工的缺点。
B、树脂混凝土及其研究（需进行论证试验）
C、外加电流防护及其设计
D、中性防护设计
三、150年间的养护原则及其现代监控技术规范（路老师）
四、经济性分析
A、新建工程的防护预算及其比较经济性分析
B、150年间养护预算及其经济性分析
五、相关规范标准
1、设计规范
2、施工规范
3、验收规范
4、设计年限150年
5、150年间的养护规范
（一）、执行标准及规范
A.《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527）
B.《金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金》（GB/T9793-1997）
C.《热喷涂金属件表面预处理通则》（GB11373-89）
D.《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》（GB11374-89）
E.《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）
F.《金属和其他无机覆盖层热喷涂操作安全》（GB11375-1999）
G.《热喷涂自熔合金涂层》（GB/T16744-1997）
H.《磁性金属基体上非磁性覆盖厚度测量磁性方法》（GB4956-85）
I.《金属和其它无机覆盖层厚度测量方法评述》（GB6463-86）
J.《铝及铝合金加工产品的化学成分》（GB3190-82）
K.《热喷涂涂层结合强度的测定》（GB8642-1988）
L.《色漆与清漆附着力的拉开试验》（ISO4624-2003）
M.《防腐蚀涂层涂装技术规范》（HG/T4077-2009）
N.《水泥基渗透结晶型防水材料
》（GB18445-2001）
（二）、质量检测的标准及方法
A.漆膜、腻子膜干燥时间测定法（GB1728-79）
B.颜色外观测定法（GB1729-79）
C.漆膜硬度测定法（GB1730-88）
D.漆膜柔韧性测定法（GB1731-79）
E.漆膜耐冲击测定法（GB1732-79）
F.漆膜厚度测定法（GB1764-79）
G.漆膜耐盐雾测定法（GB1771-79）
H.漆膜耐候性测定法（GB1767-79）
I.漆膜耐候性评级方法（GB1766-79）
J.漆膜老化（人工加速）测定法（GB1865-80）
K.水工混凝土试验规程（SD105-82）
（三）、对喷砂除锈的质量验收标准
（1）、检验依据
国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》；
（2）、质量标准
Sa2.5级----钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，该表面显示均匀的金属光泽。
粗糙度35-75μm----即在取样长度内5个最大轮廓峰高与5个最大轮廓谷深的平均值之和。
检验时，采用标准样块进行比较。
（3）、检测方法
①用目测法检验。
检验时必须有良好的光线。
由于喷砂时距离和角度不同、新旧砂的痕迹不一样，工件表面所显示出的色调也不一样，检查时要注意区分。
②粗糙度仪测量法：
用电子粗糙度测试仪直接测量。
③用40倍带光源放大镜MG10085.1确认表面清洁度。
（四）、对金属涂层的检验
（1）、检验依据
国家标准GB/T9793-1997《金属和其它无机覆盖层热喷涂锌、铝及其它合金涂层》。
材质：
喷涂用铝丝的材质，含铝量≥99.5%，杂质总含量≤0.5%。
喷涂用锌丝的材质，含锌量≥99.99％，杂质总含量≤0.01％
厚度：
与设计方案一致。
结合力：
附着力拉脱法。
（3）、金属涂层成分检测
A、工地现场，在无粗糙度的钢板表面（Sa2.5级要求）喷涂，形成一片涂层，进行送样试验，其成分为锌含量约70％，铝含量约为30％，其他为氧化物。
B、金相试验法，取4*4mm方钢，表面冲砂达Sa2.5级，Rz35-75μm后喷金属（1：
1），得到小样，送质监中心进行金相分析，其结果为：
锌含量约57.2％，铝含量约24.4％,其余为氧化物。
（4）、检验方法
材质具有出厂合格证。
外观：
目视法，喷涂层外关应均匀一致，无漏喷和附着不牢的涂层。
无大熔融颗粒粘附。
用磁性测量法测量涂层厚度。
当基准表面为1dm2时，按下图所示十点法，在该基准面上做十次测量，取其算术平均值，此平
升级会员 