碼頭鋼管樁如何防腐

碼頭鋼管樁如何防腐碼頭鋼管纜線重防腐涂料的應(yīng)用前言鋼管樁是海港碼頭和近海設(shè)施建設(shè)非常重要的鋼結(jié)構(gòu)，而以往都是用混凝土樁。鋼管樁（材質(zhì)：Q235）的防腐蝕范圍分為水上段和水下段兩部分。鋼樁防腐處理可采用涂料、陰極保護(hù)、PE聚乙烯幅射熱縮帶熱塑性和增加腐蝕余量等措施；鋼管樁外壁同外界隔絕時，可不綜合考慮內(nèi)壁防腐。速率鋼樁的腐蝕速率當(dāng)無標(biāo)定資料時，如樁頂在地下水位以下且地下水無侵蝕性，可取每年0.03mm，且腐蝕預(yù)留量慣于小于2mm。水上段指由從設(shè)計低水位減1.5m起以上部位，該部位包括大氣西區(qū)、浪濺區(qū)則和水位變動區(qū)則。水下段指對從設(shè)計低水位減1.5m起往下至天然泥面以下1.5m的部位。鋼管樁有重防腐涂料必須抗海洋大氣、海浪飛濺以及海水浸泡和海泥的腐蝕。水上段和水下巡弋段的防腐蝕設(shè)計年限均為20a。水上段防腐蝕可選用無溶劑涂料或高固體分涂料。涂料應(yīng)蘊(yùn)含良好的附著性、耐蝕性、耐候性、耐磨損、耐沖擊，同時涂料應(yīng)能適應(yīng)干濕交替改變。配制的涂料耐鹽霧、耐老化、耐濕熱應(yīng)符合JTJ230、IS012944、ISO20340或者NORSOK501的要求。水下段多采用犧牲陽極陰極保護(hù)聯(lián)合與涂料聯(lián)合防腐蝕措施。水下段采用的涂料應(yīng)能與犧牲陽極保護(hù)相配套，蘊(yùn)含良好的附著性、耐蝕性、耐阻抗性和耐堿性。涂層厚度要能滿足鋼管樁實現(xiàn)沉樁后12個月內(nèi)尚未采取犧牲陽極陰極保護(hù)時，水下應(yīng)當(dāng)段鋼管樁應(yīng)無腐蝕情況，同時應(yīng)滿足減小陰極保護(hù)初始電流密度的要求。碼頭鋼管樁重防腐涂料中，主要應(yīng)用的涂料品種有環(huán)氧粉末涂料、聚氨酯涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料和聚酯玻璃鱗片涂料等。環(huán)氧粉末涂料環(huán)氧粉末涂料漆膜堅固，耐蝕性強(qiáng)，耐酸、堿、抗?jié)駸?、抗鹽霧。環(huán)氧粉末涂料不含有機(jī)溶劑，固體分100％，減少對人體毒害危害及對環(huán)境的污染，涂料利用率高，過噴的粉末可以回收利用。鋼管樁環(huán)氧粉末涂料的施工，從表面處理、粉末噴涂、烘烤固化、冷卻成品至包裝，都可以在中段進(jìn)行流水線上進(jìn)行，施工速度快，減少勞動力。但是環(huán)氧粉末涂料在鋼管樁上的涂裝應(yīng)用局限性也是明顯的，流水線一次性中國投資大，瓷磚的配色比較困難，流水線噴涂設(shè)備換顏色噴涂較為困難。杭州灣跨海大橋中引橋和南引橋基礎(chǔ)采用鋼管樁沉樁設(shè)計，處于我國沿海強(qiáng)潮區(qū)域，潮差大，水流急，海水含砂量高，地理環(huán)境腐蝕條件惡劣。中引橋和南引橋中前使用F1500mm和F1600mm鋼管樁2000余根，設(shè)計使用壽命100a。鋼管樁防腐方案為：水位水溫變化區(qū)和水中區(qū)采用環(huán)氧粉末涂層＋樁內(nèi)能填充混凝土方式?；炷翗冻信_以下約8m鍍層范圍采用增強(qiáng)型三層環(huán)氧粉末涂層（涂層厚度2800mm）,承臺以下約42m箱型范圍采用雙層環(huán)氧粉末涂層（涂層厚度2600mm）,泥下區(qū)鋼管樁采用單層環(huán)氧粉末樹脂（涂層厚度2300mm），涂層外表面具有（30~100）mm的粗糙度。通過粉末涂料涂裝，鋼管樁具有抗海水腐蝕、抗泥沙沖刷、抗海生物附著、抗紫外線輻射等優(yōu)點。環(huán)氧粉末涂料用在鋼管樁上的缺點是對吊裝打樁時造成的破損部位，無法進(jìn)行修補(bǔ)。特別是在鋼管反嘴打入海中以后，漆膜破損部位必須使用其它容易施工的龜裂溶劑型涂料進(jìn)行修補(bǔ)。聚氨酯涂料聚氨酯涂料物理機(jī)械性能良好，漆膜堅韌耐磨,附著力強(qiáng)，耐腐蝕性優(yōu)良，漆膜耐酸堿、抗鹽霧性強(qiáng)。用于描述鋼管樁的聚氨酯涂料，有雙組分固化型、濕固化型和無溶劑聚氨酯涂料。聚氨酯涂料的流變速度快，即使在冬天也能快速切割。于1986年春天啟動的美國海軍潛艇潛艦基地，共用了鋼管樁18580m2，采用了100%固體分的聚氨酯涂料瓷磚和聚丙烯煤瀝青涂料，沒有采用陰極保護(hù)。其中40％的鋼管樁支承的是永久性的防波堤，其它是支承臨時性設(shè)施（約5a）。在1990年夏天拆除臨時性鋼管樁時，使用了100%聚氨酯涂料保護(hù)環(huán)境的鋼管樁完好如新，經(jīng)過5a的沖刷，鹽霧侵蝕和潮汐作用，沒有剝落、開裂或分層。僅有部分地方泊生長了海生物藤壺。鋼管樁上所的局部銹，可以看出是嚴(yán)重槍傷，但是這些銹蝕也沒有擴(kuò)展到腋下其它部位。同時涂裝的環(huán)氧煤瀝青丙酮涂料，卻發(fā)現(xiàn)有起泡和分層，甚至涂膜下以也產(chǎn)生了銹蝕，鋼管樁表面布滿了藤壺，難以去除。玻璃鱗片涂料以玻璃很好的耐化學(xué)性能的具有鱗片作為主要防銹涂料的涂料，稱之為玻璃鱗片涂料，增強(qiáng)了防腐蝕系統(tǒng)的性能，延長了耐久性。根據(jù)每種的應(yīng)用環(huán)境，有吡啶玻璃鱗片涂料、聚酯玻璃窗鱗片涂料和乙烯苯甲酸烯烴玻璃鱗片涂料等。用于懸臂碼頭鋼管樁保護(hù)的玻璃鱗片涂料主要有改性過氧化氫玻璃鱗片涂料和聚酯玻璃窗鱗片涂料。玻璃鱗片的厚度在(2~5)mm，這樣能可以保證在涂料中有數(shù)十層的鱗片排列，形成涂層內(nèi)非常復(fù)雜形成曲折的滲透擴(kuò)散路徑，使得腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散滲入滲透路線變得相當(dāng)曲折彎曲，很難滲透到基材。玻璃鱗片片徑縱橫越大，涂層的耐熱滲透性能越強(qiáng)。斑紋用硅烷偶聯(lián)劑對玻璃鱗片進(jìn)行處理，可以提高其強(qiáng)度、耐沖擊性能和耐蝕耐磨性，而且明顯加強(qiáng)了玻璃鱗片與樹脂相互關(guān)系之間的粘結(jié)力，這樣也相應(yīng)有效地增大了涂層的抗?jié)B透性耐酸堿和耐水性。鱗片把涂層分割成了許許多多的小空間，固化后收縮率小，大大降低了涂層的收縮剪應(yīng)力，減少各接觸面的殘余應(yīng)力，增加了附著力。4.1環(huán)氧玻璃腹面涂料環(huán)氧玻璃鱗片涂料的一般性能同涂料一樣。醇酸樹脂的體積固體分在80%左右，一次油漆可以達(dá)到干膜厚度(200?400)mm,無溶劑依此類推環(huán)氧玻璃鱗片涂料的固體分含量為100％，不含溶劑，可以一次噴涂干膜達(dá)為500mm以上。改性環(huán)氧玻璃鱗片油漆，用碳?xì)錁渲鷦└男缘头肿恿凯h(huán)氧樹脂，其突出的優(yōu)點是滲透性強(qiáng)，具有優(yōu)異的封閉性能和附著力;體積固體分高達(dá)80%以上，溶劑含量少，有利于環(huán)境保護(hù);與陰極保護(hù)有著良好的相容性。加入玻璃鱗片后，進(jìn)一步減小了涂層的耐久性和耐磨性。碼頭鋼管樁上使用改性環(huán)氧玻璃纜線鱗片涂料，施工單位性能優(yōu)于純環(huán)氧玻璃鱗片涂料，冬用型可以在一5°C的冬季環(huán)境之下應(yīng)用。碼頭鋼管樁需要長達(dá)20a的耐久性能，表面處理應(yīng)該噴砂達(dá)到ISO8501—1：1988Sa2.5，表面粗糙度Ry5（30?85）mm。改性環(huán)氧玻璃鱗片涂料是低表面處理涂料，在涂膜碰壞部位，由于不可能進(jìn)行噴砂處理，在動力工具切割到St2?3級的表面上涂漆，附著力良好，具有很好的防腐蝕兼容性。其配套體系見表1。福建可門電廠一期工程碼頭和廣東LNG接收站鋼管樁，采用了改性環(huán)氧玻璃鱗片防腐蝕體系。施工后涂層進(jìn)行拉開法附著力檢驗（IS04624），達(dá)到10MPa。在飛濺區(qū)和水上部位增加一道丙烯酸聚氨酯面漆可以提高其耐候性和裝飾性。4.2聚丙烯玻璃鱗片涂料聚酯是有機(jī)酸和醇類的反應(yīng)物，用于玻璃鱗片涂料中主要是由不飽和二鹽基酸與二羥基苯甲酸的反應(yīng)物。聚酯溶于苯乙烯單體，籌組催化劑和固化劑，苯乙烯開始交聯(lián)，形成固體涂膜。在固化中會有實質(zhì)的收縮伴以放熱反應(yīng)，加入玻璃鱗片以吸收這種收縮應(yīng)力。不含苯乙烯的聚酯涂料，用乙烯基甲苯代替了其中的苯乙烯，消除了氣味，符合環(huán)保要求。聚酯玻璃窗鱗片涂料，固體分高達(dá)96%?100％，固化迅速，在23C時，干膜厚度（600?1500）mm，只要2h就可以運(yùn)送或在上面走動。聚酯玻璃窗鱗片涂料耐海水的性能突出，具有高度的耐磨性能，適合直升機(jī)甲板、破冰船船殼、鋼結(jié)構(gòu)的潮汐飛濺區(qū)，與陰極保護(hù)相容性好。聚酯玻璃窗鱗片涂料在海洋平臺和碼頭鋼管樁方面已經(jīng)有長達(dá)25a的良好應(yīng)用記錄。雙組分噴漆泵和常規(guī)高壓無氣噴涂都可以進(jìn)行聚酯玻璃窗鱗片涂料的施工。使用雙組分噴漆泵，能在溫度低到5C時施工;使用常規(guī)的無氣噴涂泵時則，最低溫度以10C為佳。按照NORSOKM501用于海洋環(huán)境自然環(huán)境大氣環(huán)境和浸水區(qū)域的