重防腐涂料对冶金工业钢结构重要性的讨论

王占彪

摘 要：在冶金工业日常生产中，恶劣的环境条件对钢结构的腐蚀程度很大，直接影响到生产成本及正常使用。因此，对钢结构进行重防腐施工处理是结构正常使用的关键所在。具体措施有：按标准要求对钢材表层进行预处理；涂装2道或2道以上底漆减少水汽渗透率，减少针孔发生的概率；涂装中间漆、面漆时的注意事项及施工方法；采取对相应指标的检测等等。

关键词：重防腐涂料 冶金 钢结构

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0091-02

在冶金工业中，钢的优点有很多，其包括它本身制作上比较简便，其结构强度很高，塑性与韧性上也比较好，同时自重很轻，在施工时周期很短，且它适用于跨度比较大、高度比较高、承载比较重的结构等，故使用比较广泛。但由于其自身的耐锈蚀和耐腐蚀性很差，在后期的维护处理存在很大的困难，根据统计可知，钢结构由于腐蚀所造成的经济损失很大，钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，也给结构的安全带来隐患。并且在生产环境不佳的冶金车间中，钢结构腐蚀是最重的，为了减缓钢结构的腐蚀速度，增加其使用年限，故设计时应考虑选用重防腐涂料，其维护费用少，可获得明显的经济效益。

1 钢结构腐蚀主要原因

1.1 钢结构腐蚀按腐蚀机理（温度）大致分为2类

（1）常温下（100 ℃以下）钢材的腐蚀机理。

钢铁在常温的情况下，其腐蚀现象主要是电化学的腐蚀。在常温的大气环境中，钢材的使用就会受到大气中的氧、水分和其它污染物（如钢材的锈层、焊渣和表面污物）的作用而出现腐蚀现象。同时钢材在大气相对湿度在60%以下时，其腐蚀是很轻微的；但是相对湿度加到某一定数值时，其腐蚀度就会升高，而这数值则被称之为临界湿度。而钢材的临界湿度在常温下为60%～70%。

钢材在沿海地区的空气中含有盐分时，其临界湿度就会很低，同时当空气受到污染时，其临界湿度也会很低，而这样就会使钢材表面形成水膜。此时，以钢结构的母材构件作为阳极，以钢材上的焊渣、未处理干净的锈层作为阴极，同时在水膜中易发生电化学腐蚀。故而，吸附在钢材表面中的大气层水分所形成的水膜就是促使钢材腐蚀的原因；其中大气中的污染物和相对湿度是影响腐蚀程度的重要因素。

（2）高温下（100 ℃以上）钢材的腐蚀机理。

在高温下，钢铁的腐蚀主要是化学腐蚀。并且在高温状态下，水分会以气态存在，而电化学的作用就会变小，作为次要因素存在。金属与O2、Cl2、H2S、SO2等干燥气体接触，表面就会生成相应的氯化物、硫化物、氧化物，并形成了对钢材化学腐蚀。

1.2 施工过程中钢结构腐蚀的主要原因

（1）防腐涂料的选用。

实际施工过程中采用不合格的防腐产品、不能正确配套、涂装厚度达不到设计要求以及施工条件的不合适等等，都是造成钢结构表面涂层失效的因素。而在喷涂装过程中不按照操作规程和使用指南要求控制时间间隔，上道涂料未干，便进行下道工序，极容易造成涂层的开裂，是导致涂层失效的另一个主要原因。

（2）钢构件基层的预处理。

钢材基层的预处理选择不当是表面涂层失效的一个重要影响因素，而涂层失效又是大多数钢结构腐蚀的主要原因，由此可见，钢结构基层预处理是相当重要的。

钢结构基层预处理主要包括：人工除锈、酸洗除锈、喷丸（砂）除锈、化学转化膜、热浸镀、电镀、表面合金化以及射流控制真空除锈、激光除锈锈等，不同的基层处理方法与钢材的最终防腐蚀有直接关系。

（3）钢结构的运输、安装过程。

钢材加工后到出厂之前，构件表面会不可避免的沾有油污、水分、灰尘等污染物以及存在毛刺、氧化铁皮、锈层等表面缺陷。而在其运输及安装过程中由于没有相应保护措施，导致钢结构表面涂层损坏，钢材很快就会被腐蚀，所以钢结构的运输、安装过程也是一个重要环节。

2 重防腐涂料施工过程中的注意事项

2.1 基层处理：（喷射除锈）

（1）喷射除锈在密闭的环境中进行，要求现场围护起来。喷砂前应先清除干净金属表面的焊渣、毛刺和焊接飞溅物。

（2）钢结构要放在钢架（马镫）上施工。空气压缩机的压力保持在0.5～0.6 Mpa，喷嘴直径为6～8 mm，喷射角度为35°～70°，喷嘴距离金属表面为100～200 mm。

（3）喷射相对湿度不大于85%，或控制钢材表面温度高于空气露点3 ℃以上，湿度过大，钢材表面和金属磨料易生锈。

（4）除锈后的金属表面必须采用干燥的压缩空气或毛刷将锈尘和残余磨料清除干净后方可进行下道工序。

（5）金属表面的除锈等级，喷石英砂处理后达到Sa2.5级。其外观检查要求为：非常彻底地除锈，钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。任何残留的痕迹应仅是点状或条状的轻微色斑。

（6）严格控制除锈后的涂装时间，应当在除锈结束后4～6 h内马上进行涂装，超出此时间需重新处理，以免受到外界环境侵蚀，影响最终的涂装质量。钢构件制作前，应对构件隐蔽部位、结构夹层难以除锈的部位，提前除锈，提前涂刷。

2.2 钢材涂装的质量控制

其中重防腐涂料使用的目的就是对钢材表面进行保护，以免受到外界环境的影响，同时使得钢材使用寿命得以延长。其机理就是使防腐涂料中的成膜剂和颜料形成致命的防锈涂层，且不受到外机影响，保护不是腐蚀延长钢材的腐蚀时间。当前，我国的防腐涂料技术已成熟，质量已达到技术要求。而提高钢结构的防腐水平，则需要在施工质量上采取有效措施。在冶金工业中，重度腐蚀地区的涂料要有耐高温、耐酸、耐碱、耐油、耐水的性能更为重要，必须根据实际情况选择。

（1）选择合适的涂料。endprint

在钢结构厂房中的中重防腐料主要使用的是氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、玻璃鳞片、环氧树脂自流平等等涂料类型，同时还要选择正规厂家生产的涂料产品，应符合设计要求，滨江有出厂合格证。

涂料的正确配套使用要考虑充分，而涂料中大部分是以有机胶状物质为基础料，每涂成一层涂料就会结成薄膜，同时还会产生较小的微孔，腐蚀介质就会通过微孔侵入钢铁。因此，在施工时，涂料都会多涂几层，目的就是将微孔降低。面漆和底漆这两者之前具有良好的适应性能。例如：铁红醇酸底漆、磷化底漆这两项与过滤乙烯漆进行配套使用，才能出现很好的效果，而不能与底漆配套使用的，主要因为是乙烯漆中具有强溶剂，就破坏底漆漆膜。故而，防腐涂料中的，面漆、底漆、中间漆必须配套用，不仅考虑钢结构的耐久性、经济性，还要考虑施工中的速度、毒性、稳定以及温度条件等。

在重防腐蚀系统中，中间漆的主要作用是增加涂层的厚度提高整个涂层系统的屏蔽作用，最常用的中间漆是环氧云铁中间漆。

（2）选择正确的涂装工艺。

钢结构的涂装方法有喷涂、辊涂、高压无空气喷涂以及刷涂等，而每一种涂装方法都有各种的优点和缺点，以及相应的适用范围，根据耐久性和经济性以及施工过程在的稳定性、速度、毒性等要在温度条件要灵活选择，对于大型钢材结构来说，最为合理的选择是高压无空气喷涂，因为是成膜质量很好，涂料的利用率很高，有很好的经济型指标。

（3）控制涂装时间间隔。

钢材的涂装时间间隔的控制主要是钢构件基层处理后底漆涂刷间隔时间、涂料覆涂间隔时间。

钢构件基层处理后在空气中暴露时间越长，金属表面的金属活性就越低，涂层的附着强度也就随之下降。因此，在钢构件涂装后，在4 h之内如遇有大风或下雨时，应加以覆盖，防止粘染尘土和水气、影响涂层的附着力。综上所述，喷砂除锈后涂覆第一道底漆的间隔时间不宜过长，一般控制在4小时以内。

（4）控制漆膜合适的厚度。

要使钢材达到良好的防腐效果，在选择合适、高性能涂料的同时，对于涂料的厚度亦有一定的要求。如果涂层厚度薄或不均匀，钢材表面毛刺的高峰会露出涂层，涂层就会有针孔，这时水中的氧、氯离子、水分子等会穿过这些薄弱的地方，使钢铁生锈腐蚀，腐蚀产物体积膨胀，形成锈包，逐渐扩大，最后涂层起泡脱落。如果涂层过厚，虽然可增强防护能力，但附着力和机械性能都要降低，而且要增加费用。只有厚度要均匀、连续完整、无针孔，才能取得良好的防腐效果。漆膜厚度应根据设计要求或相关规范施工。涂装完成后应进行漆膜厚度的测定，保证工程施工质量。

（5）控制环境因素。

涂装作业宜在厂房或车间内进行，露天防腐施工作业应选择适当的天气，大风、遇雨、严寒等均不应作业。同时，因喷砂除锈会产生大量粉尘，因此，要将喷砂除锈区和涂装作业区分开，以保证喷涂质量。

当空气湿度大于85%，或构件表面有结露时，不宜进行涂层作业。当气温高于40 ℃时，应停止涂层作业。因构件温度超过40 ℃时，在钢材表面涂刷油漆会产生气泡，降低漆膜的附着力。

2.3 运输、安装过程中的保护

钢构件在运输和安装过程中应提供可靠的保护措施来避免涂层损伤。涂装后的构件需要运输时，应注意防止磕碰，防止在地面拖拉，防止涂层损坏。对于需要捆绑吊装的构件，应避免使用钢丝绳吊装，可以使用吊装带进行捆绑吊装，以保护漆膜不受损伤。钢构件安装完成后，及时对构件表面有破损处按要求进行补漆，以保证涂层的完整性。

综上所述，在冶金工业中，由于环境因素等不利条件对钢结构无时无刻的腐蚀作用，我们必须清醒的认识到钢结构的防腐处理具有重要的经济和社会意义，防腐工作的重要性和迫切性，努力提高施工过程中的涂装质量，制定合理措施，延缓腐蚀时间，提高使用寿命，节约成本。

参考文献

[1] 沈国良.喷砂清理技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 顾纪清，吴贤官.钢结构涂装工艺师[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.endprint