大气区异型钢结构上复层矿脂包覆防腐技术施工要点

钱洲亥，王静，周海飞，侯保荣，宁东涛，方玉群

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江 杭州 310006；2.中国科学院海洋研究所，山东 青岛 266071；3.青岛迪恩特新材料科技有限公司，山东 青岛 266109；4.国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江 金华 321001）

大气区异型钢结构上复层矿脂包覆防腐技术施工要点

钱洲亥1，王静2,*，周海飞1，侯保荣2，宁东涛3，方玉群4

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江 杭州 310006；2.中国科学院海洋研究所，山东 青岛 266071；3.青岛迪恩特新材料科技有限公司，山东 青岛 266109；4.国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江 金华 321001）

以输电线铁塔基础部位为例，详细说明了复层矿脂包覆防腐技术的施工工艺，为大气区异型钢结构防腐涂装提供了参考。

复层矿脂包覆技术；钢结构；大气区；施工；防腐蚀

First-author’s address:Electric Power Science Research Institute of Zhejiang Electric Power Corporation, Hangzhou 310006, China

钢材的大气腐蚀是一个普遍而严重的问题，每年造成巨大的损失。统计数字表明，每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10% ～ 20%，其中大气腐蚀造成的约占一半[1]。钢材腐蚀不仅会造成金属资源浪费，而且可能引发安全事故，影响正常的生产，甚至威胁到人们的生命安全。钢结构的连接处如螺栓、螺母、阀门、法兰、焊缝等异型钢结构，由于形状复杂，缝隙、边缘、棱角较多，表面凹凸不平，易积存水、潮气、盐分等腐蚀性介质。尤其是海上和沿海地区，受盐分和湿度的强烈影响，裸露的螺栓、螺母等连接构件腐蚀发展很快。对于受力构件而言，这样的局部腐蚀极其危险。据估算，钢材每减薄1 mm，其强度下降5% ～ 10%，大大降低了整体钢结构的机械性能。大气区异型钢结构关键部位的典型腐蚀照片如图1所示。

目前国内大气区钢结构的防腐大多采用防腐涂料。传统的防腐涂料保护方法对施工表面的前处理等级及施工环境要求高，螺栓、法兰等关键节点部位形状不规则，难以进行喷砂等表面处理；涂刷施工时，涂料很容易出现流挂、漏涂等现象，使这些复杂节点缝隙和边缘部位难以得到足够的保护[2-3]。另外，由于很多部位已经做过涂层处理，如果要重新进行保护，需要去除原来的涂层和锈层，表面处理复杂，后期维护费用高，维护效果又很差。热镀锌也是常用的一项防腐措施。热镀锌层的阴极保护效果在干燥的大气环境下效果较好，但其表面若粘附了一层凝结水，与氧气、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、烟灰、尘土等作用后，会形成一种电解液，使化学稳定性较差的锌层发生电化学腐蚀，缩短了产品的使用寿命[4-6]。复层矿脂包覆防腐技术(PTC)[7-9]是一种长效重防腐技术，通常应用于海洋钢结构浪花飞溅区的腐蚀防护，也可以应用于埋地管线、异型钢结构等腐蚀严重区域，具有防腐效果好、耐潮湿、施工方便等优势。本文以输电线铁塔基础部位为例，介绍其在大气区异型钢结构上施工的过程及技术要点。

图1 钢结构腐蚀照片Figure 1 Photos showing the corroded steel structures

1 复层矿脂包覆防腐技术

1. 1 系统组成

复层矿脂包覆防腐技术由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带以及最外层的玻璃钢保护罩组成，如图 2所示。内层是矿脂防蚀膏，均匀覆盖钢结构表面，填满钢铁表面的腐蚀坑，隔绝钢铁表面与腐蚀介质(水、空气等)。此外，矿脂防蚀膏中还添加了锈转化成分，可以带锈施工，提高施工效率。

中间层为矿脂防蚀带。防蚀带是以无纺布为载体，浸渍了与防蚀膏类似成分的矿物脂而制成的带状防蚀材料。防蚀带具有较好的附着力和强度，能进一步使被保护的钢结构表面形成一个密闭体系，并对外界的冲击提供一定的缓冲。

外层是增强玻璃钢的防蚀保护罩，强度高，具有良好的机械性能，能够抵御外界机械撞击对内部保护层的破坏。对于规则结构，防蚀保护罩可以在工厂中预制，而对于异型结构，应当现场制作。

图2 复层矿脂包覆防腐体系Figure 2 Multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion system

1. 2 施工工艺及技术要点

复层矿脂包覆防腐技术的施工工艺简单，对于具有复杂节点的钢结构，主要施工工艺步骤包括表面处理、涂矿脂防蚀膏、缠绕矿脂防蚀带、现场制作玻璃钢防蚀防护罩等工艺步骤。对于形状规则的钢结构，则简化了施工工艺，最后一步无需现场制备，直接安装预制的防护罩即可。

现场制作玻璃钢保护罩工艺为：(1)在防蚀带上粘贴1层表面毡，涂刷不饱和聚酯树脂；(2)缠绕1层玻璃丝布，涂刷不饱和聚酯树脂；(3)整体涂刷添加了颜料的不饱和聚酯树脂一遍。施工时上述3步需连续完成，在前一道树脂固化前完成下一道工序。

复层矿脂包覆防腐技术施工的主要技术要点：

(1) 涂抹矿脂膏工艺要保证基体表面涂抹均匀，表面平整，尤其是表面粗糙部位，要保证坑洼部位都涂抹上防蚀膏；钢结构包覆边缘要预留出50 mm的位置，不涂抹防蚀膏及缠绕防蚀带，用于包制玻璃钢防蚀保护罩，使保护罩和钢铁基体紧密结合，以达到密封效果。

(2) 缠绕矿脂防蚀带时，用力将矿脂防蚀带拉紧铺平，用辊子等工具将里面空气压出，起始处缠绕 2层，然后螺旋缠绕并依次搭接 55%。对于不规则钢结构(如螺栓等)，先将矿脂防蚀带剪成合适的长度，将其逐段缠贴在不规则处。应保证各处至少缠绕2层。

(3) 制作玻璃钢保护罩不能带水或在空气湿度大的条件下进行。制作玻璃钢时要根据现场温度和施工进度调节固化剂用量，一般固化剂用量为0.8% ～ 2.0%，固化时间控制在40 min左右。表面毡和玻璃丝布要保证平整，不能有褶皱。在每一层布或毡贴好后，涂刷树脂要顺着一个方向。涂刷好后要用压辊赶尽其中气泡，压辊要顺着同一方向滚动，不能往返滚涂。涂刷树脂不宜过多，以防止流挂而导致表面不平整，使用压辊赶出多余树脂。节点、加强板等特殊位置要单独制作玻璃钢，以保证与基体紧密结合，达到密封效果。

2 复层矿脂包覆防腐技术在输电线铁塔基础部位上的实际施工过程

2. 1 表面处理

如图 3所示，先用除锈铲刀轻铲锈层，将浮锈和鼓泡全部除掉。再用钢砂刷，除去浮锈、氧化皮和表面的泥土，然后用铁砂纸打磨除锈，除锈等级不高于St2。

图3 表面处理Figure 3 Surface pretreatment

2. 2 涂抹矿脂防蚀膏

挤出少许矿脂防蚀膏于手掌中间，进行涂抹，重复5 ～ 10次，使其均匀分布在钢结构表面。光滑表面约300 g/m2，锈蚀特别严重处400 ～ 500 g/m2。需用矿脂防蚀膏填满坑凹和缝隙处，抹平锈蚀处，突出物的表面也应涂抹一层矿脂防蚀膏，形成一层完整的保护膜。施工过程和最终效果如图4所示。

图4 涂抹矿脂防蚀膏Figure 4 Spreading the anticorrosive petrolatum paste

2. 3 缠绕矿脂防蚀带

垂直结构一般采用由下至上的方式进行缠绕，以保证所有的搭接口都向下，防止雨水等倒灌。起始处首先缠绕2层，然后依次搭接1/2。始末搭接时，搭接长度应大于或等于100 mm。缠时稍用力将防蚀带拉紧铺平，将里面的空气压出，确保防蚀带能紧贴钢结构表面，使防蚀带尤其是搭接处完全粘贴在一起，并用手抚平表面。施工过程和最终效果如图5所示。

图5 缠绕矿脂防蚀带Figure 5 Wrapping with the anticorrosive petrolatum tape

2. 4 现场制作玻璃钢防蚀保护罩

钢结构用矿脂防蚀带缠好后，先用空白的表面毡将矿脂防蚀带缠好，然后使用毛辊直接将配制好的不饱和聚酯树脂均匀涂刷在空白的表面毡上，并保证将其完全浸润，如图6所示。

图6 缠绕表面毡并辊涂不饱和聚酯树脂Figure 6 Wrapping with the surface felt and painting unsaturated polyester resin with a roller

将剪成合适大小的玻璃丝布依次贴在浸润好的表面毡上，再次涂刷不饱和聚酯树脂，如图 7所示。然后用钢辊滚压，赶出其中的气泡。毡、布必须铺设平整，之间的接缝应相互错开。涂刷时必须保证无气泡、针孔、漏涂、流胶等不良现象，既要充分浸润毡、布，又不能涂刷过多，需严格控制胶液使用量才能确保合格率。待玻璃丝布和表面毡完全固化后，可以在表面涂刷面漆，根据需要确定其颜色。最终效果见图8。

图7 缠绕玻璃丝布并辊涂不饱和聚酯树脂Figure 7 Wrapping with fiberglass cloth and painting unsaturated polyester resin with a roller

图8 施工完成效果Figure 8 Finished effect

3 结语

复层矿脂包覆防腐蚀技术是一项长效的重防腐技术，其中防蚀膏、防蚀带能够有效隔绝腐蚀介质的渗透和侵蚀，具有表面处理要求低，可带锈、带水施工等优势。防蚀保护罩强度高，能够有效抵御酸、碱等腐蚀性介质以及光照老化的侵蚀。整个系统质量轻，对结构物无附加载重压力，环保、无毒、无污染。复层矿脂包覆防腐蚀技术不受应用环境和钢结构形状限制，施工工艺简单，施工时间较短，有效防护寿命长，十分适用于解决大气区钢结构关键复杂部位的腐蚀难题。

[1] 马永新. 钢结构防腐蚀涂料施工技术[J]. 上海涂料, 2010, 48 (7): 51-53.

[2] LI Y T, LIU J G, DUAN J Z, et al. Thermally sprayed aluminum and zinc coatings for tidal zone cathodic protection of offshore platform pile legs [J]. Materials Performance, 2006, 45 (12): 1-2.

[3] 杨昊焜. 关于我国石油管道防腐蚀技术的研究[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2013 (8): 103.

[4] LI Y T. Mössbauer effect of rust layer formed on steel in different marine corrosion zones [J]. Corrosion, 2007, 63 (9): 850-856.

[5] 侯保荣. 海洋腐蚀与防护[M]. 北京: 科学出版社, 1997.

[6] 侯保荣, 西方篤, 水流徹. 钢材在海水-海气变换界面区的腐蚀行为[J]. 海洋与湖沼, 1995, 26 (5): 514-519.

[7] 侯保荣, 海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀控制技术[M]. 北京: 科学出版社, 2011.

[8] 「海洋鋼構造物の防食技術」編集委員会, 鋼管杭の防食法に関する研究グループ. 海洋鋼構造物の防食技術[M]. 東京: 技報堂出版, 2010.

[9] 岡本剛, 井上勝也. 腐食と防食[M]. 東京: 大日本図書, 1977.

[ 编辑：杜娟娟 ]

Construction hints of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology for irregularly-shaped steel structure at atmospheric zone

QIAN Zhou-hai, WANG Jing*, ZHOU Hai-fei, HOU Bao-rong, NING Dong-tao,

FANG Yu-qun

The construction processes of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology was introduced in detail with the base part of transmission tower as an example, providing a reference for anticorrosive coating of irregularlyshaped steel structure at atmospheric zone.

multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology; steel structure; atmospheric zone; construction; corrosion resistance

TG178

B

1004 - 227X (2016) 18 - 0976 - 04

2016-04-26

2016-05-24

国家电网公司科技项目：海上风电结构和设备防腐技术研究项目（5211DS150016）。

钱洲亥（1970-），男，浙江海宁人，高级工程师，研究方向为输变电设备腐蚀与防护。

王静，副研究员，(E-mail) jwang0501@126.com。