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1、摘要：通过对首钢京唐钢铁公司高炉项目钢结构工程在唐山曹妃甸地区的高腐蚀环境下优选防腐配套工艺方案及涂装应用,解决了大型冶金建设项目钢结构工程在海洋性腐蚀环境下达到低投入、长效防腐蚀的问题。 关键词：金属钢结构；防腐蚀涂料；多层异类；系统供货 0.前言 首钢搬迁曹妃甸地区整体建设,首先面对的就是金属钢结构的腐蚀问题。在工业发达国家中,腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的1%～4%,每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20%,约30%的设备因腐蚀而报废。在中国,由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上,占国民生产总值的4%。长期以来,人们一直采用多种
2、技术对金属加以保护,防止或延缓腐蚀的发生。由于防腐涂料具有性能优异、使用方便、价格低廉等一些其他材料无法比拟的优点,因此在选择防腐措施时成为优先考虑的对象。随着世界海洋工业的迅速发展和环境保护法对海洋涂料工业的影响,海洋防腐涂料也向高性能及环保型方向发展,出现了许多有发展前景的新技术。我们依据曹妃甸地区特有的自然环境,从2006年初开始,经过大量的试验工作取得了充分的试验数据,设计了曹妃甸地区钢结构防腐工程涂料配套方案,于2007年7月开始在首钢京唐钢铁公司高炉项目中广泛应用。 1.腐蚀环境分析 曹妃甸地区属暖温带季风大陆性气候,四季分明、气候干燥、雨少风多。夏
3、季高温、多阴雨,秋季冷暖适宜、晴天多,冬季寒冷、少雷多雾。年平均气温12℃,平均地面温度14.2℃,年平均相对湿度66%。年平均蒸发量1909.6mm,年平均气压101.64kPa,全年无霜期大约210d,港口冬季结冰约80多天。年平均降水量约500～700mm,全年75％左右的降水集中在6、7、8三个月的夏季。日照时间较长,太阳辐射强,日照百分率高达65%,全年平均日照约2900h。 建设前期,曹妃甸地区的腐蚀环境基本属于海洋大气腐蚀,海洋性大气环境的相对湿度大,大气中含有海盐粒子。沉积在金属表面上的海盐粒子,或者表面上原有的具有很强吸湿性的盐分与金属腐蚀物,会溶于水膜中
4、形成强腐蚀性介质,而且海盐粒子为氯化物,渗透腐蚀性强,可以渗入钝化膜腐蚀底材,即便是不锈钢也会因其而产生点蚀。到2008年10月包括炼铁等部分项目的正式生产,周围的腐蚀环境则变为海洋工业大气腐蚀。这种大气中含有两种腐蚀介质,即化学污染的有害物质和海洋环境的海盐粒子,对金属危害更重。按照我国对大气环境腐蚀分级与分类标准(GB/T15975—1995)描述,曹妃甸地区的腐蚀环境基本属于Ⅳ～Ⅴ级的腐蚀类型,即中腐蚀～较强腐蚀。同时该地区日照长,太阳辐射强的特点对保护涂层的耐候性要求很高。因此选择合适的防腐配套方案至关重要。 2.防腐配套方案的选择依据 2.1选择防腐涂
5、料的原则 底漆：曹妃甸地区属高湿、高盐碱自然环境,潮气的侵蚀对钢结构腐蚀是主要原因,在基料的选择上采用目前最好的防腐材料——改性环氧树脂,该树脂可有效地防止酸、碱、盐的侵蚀,防止水汽渗透,与金属表面结合牢固。选用超细锌粉及纳米防腐材料可增强涂层表面致密性防止渗透,同时使底层钢铁与底漆有电接触,当涂层遭受电化学腐蚀时,由于锌比铁有更低的电极电位,锌首先被腐蚀,成为“牺牲材料”,利用电化学原理,选用反应型材料,因此保护了钢铁免受腐蚀。中间漆：利用片状金属材料在涂膜中起到隔离、屏蔽作用,防止水、水蒸气、电解质的渗透,屏蔽空气对钢结构的氧化。面漆：利用互穿网络理论使涂膜具有优异的耐
6、候、保光、保色性,涂膜坚硬耐磨,耐水、耐化学性能优异并具有极好的装饰性和保护性。 2.2防腐蚀涂层有效保护期的设计 保护期是指使用至下一次维护的间隔时间,或是使用至失去保护作用的时间。根据保护对象的工程造价、折旧期限、维修费用与剩余价值的比例等设计防腐蚀涂层的目标有效保护期。大型结构或装置的造价高,更新换代的资产损失和对生产的影响很大,要求防腐蚀涂层的有效保护期尽可能长,允许多次维修甚至重涂。 一般把在大气中使用涂层的有效使用期分4个档次： 短期：＜5a 中期：5～10a 长期：10～20a 超长期：＞
7、20a 考虑防腐维修困难且费用较高,设计上应采用中长效防腐配套方案,同时采用严格的表面处理、合理的涂装工艺、严格的检验以及详细的施工规范。 2.3底漆、中层漆和面漆的配套性的选择 一个良好的涂层体系是由底漆、中层漆和面漆组成。底漆对底材和中层漆有较高的附着力和粘结力,并有缓蚀防锈作用；中层漆是过渡层,起抗渗作用；面漆则起抵抗腐蚀介质和外部应力的作用。三者构成的涂层,发挥总体效果。涂层一般采用“多层异类”结构。
