澳门百家如何才需补牌旧钢管桩防腐涂层的维修

  【慧聪表面处理网】摘要:旧钢管桩在使用多年后以及新钢管桩在施工过程中,防腐层的腐蚀、残损不可避免,如何进行维修是个大难题,迄今成功的工程案例不多。就此提出一种新的解决方案,论述了防腐材料选择及施工工艺,并通过实际应用,验证了该方案具有可行性和可靠性。

  对于码头、桥梁等海上建筑,常采用钢管桩或预应力混凝土(PHC)桩构建基础,其中钢管桩的应用更普遍。在做PHC桩与钢管桩防腐层时,用料和施工工艺大同小异,主要在底涂的处理上不同。本文仅就钢管桩的防腐用材和旧涂层的修复进行阐述。在介绍钢管桩残旧涂层维修的材料选择和施工工艺之前,有必要先就新钢管桩的防腐设计规范及涂装方案作一些说明。

  如今钢管桩防腐涂层的设计有效防护年限多要求达30a。对应于海洋环境,尤其是潮差区,由于周而复始受海水的冲击和浸泡、干湿交替、影响腐蚀速度的氧浓度差高等原因,线a并不容易。国内钢管桩防腐蚀设计依据的标准,就是交通部颁标准JTJ230-89《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》。这个标准已明显滞后,新的标准尚在修订中,使得目前钢管桩防腐层方案众多。相对应国际上,最严格也最广为接受的是挪威的NORSOK标准。《NORSOKM501表面处理和保护涂料》标准不但针对各种典型的海洋工程环境和不同的构件给出了推荐的涂料系统、预处理要求、施工要求、检测方法等,而且直接对可接受用于海洋工程的涂料性能检测指标要求和检测的方法给出了明确的规定。比如,适用于钢管桩水下区和飞溅区的涂层配套方案,要求喷砂处理到Sa2.5级,粗糙度Ry550~85μm;推荐使用双组分环氧,干膜厚度2×225μm;涂层系统须与阴极保护一起使用,根据需要可以使用防污漆系统。所用涂料须经测试,要求性能检测指标,潮湿箱测试达4200h以上;盐雾+人工加速老化循环试验达4200h以上。中国的《海上固定平台入级与建筑规范》和美国NACE规范RP-01-76(1983)也都是全面参照的NORSOK标准。由于NORSOKM501标准中关于盐雾+人工老化循环试验的测试方法不在国标规定的检测方法之列,所以我国的标准对涂料性能的要求折中为须经过4000h的耐盐雾试验,2000h的耐老化试验和4000h的耐湿热试验。能够全面达到以上性能指标的涂料应该说都是好涂料,防腐性能出色。

  目前,涂料供应厂商针对钢管桩的防腐,所推荐的涂料方案大致可归纳如下:①水下区采用高固体份双组分环氧涂料(尤其推荐使用高性能改性环氧涂料),总膜厚要求达450μm,分两道或多道涂装。因考虑与阴极保护配套使用,第一道底涂多采用耐电位性好以及可减少阴极保护初始电流密度的含锌粉或铝粉型漆。②潮差区因腐蚀环境最为恶劣,现大多推荐使用玻璃鳞片涂料。其中主要包括环氧玻璃鳞片涂料和不饱和聚酯(乙烯基酯聚酯为最佳)玻璃鳞片涂料。前者涂厚500~650μm,可分两道涂(最好先涂一道环氧富锌底漆40~60μm)。后者聚酯树脂一般要求做到1500μm,分两道或多道涂。③水上区因无外加电流进行阴极保护,宜选用具阴极保护功能的无机富锌底漆(40μm)或环氧富锌底漆(60μm),再涂高性能改性环氧漆两道400μm作中间漆,最后涂面漆60μm。面漆常规的选择是丙烯酸改性聚氨酯面漆,另外有的丙烯酸改性环氧面漆也可选用。

  近几年,随着钢管桩的生产加工工厂流水线化的发展,一种新的涂装工艺得到了推广,那就是采用熔结环氧粉末涂料来代替传统的喷涂液态环氧漆。杭州湾大桥和连接舟山到宁波镇海的金塘大桥都采用这种方案,具体做法是水上区和潮差区涂3道800μm,面漆要求耐候性佳;水下区涂2道600μm,外加阴极保护;泥下区涂1道300μm。

  除以上常规的用漆方案外,现在也有一些比较特殊的用漆方案,譬如有将聚脲涂料用于钢管桩保护的。聚脲涂料采用专用设备,将双组分加热后喷出混合,6~9s表干,30s可行走,30min可投入使用。优点是质地致密,涂层一次成型整体性好,有弹性,施工基本不受阴天、高湿、低温等天气条件影响。它的缺点是对基材表面的湿润性不好,基材与涂层之间容易粘合不佳,在水下涂层端口处甚至易渗进水,需密封。它可以在阴天施工,但却不允许基材表面潮湿,因为空气中的湿气不足以影响快速固化反应,但基材表面有水就会参与反应而产生气泡。即使反应程度小,水保留在基材与涂层之间,而涂层本身湿润性又差,其危害也是非常大的。上海洋山港曾选择聚脲涂料用于新钢管桩的防腐涂装,防腐效果不理想。

  钢管桩防腐涂层使用年限长,腐蚀环境恶劣,加上机械损伤等,涂层的破损失效难以避免,但维修起来却相当困难,其难度体现在防腐材料的选择和如何进行施工两方面。问题的关键在于部分修补区域在水下,部分在水上但受海浪的冲击。另外随着潮涨潮落,新做的涂层可能尚未固化就会被海水浸泡或海浪冲击走。这样看来,前面介绍的常规防腐材料,及快速固化的聚脲涂料等,都是不适合用于旧钢管桩防腐涂层维修的。

  要做好钢管桩的维修涂装,采用能够水下涂装、水下固化的高性能涂料当是最佳之选。目前,这类涂料基本都属于无溶剂改性环氧类涂料,而且为增加抗渗性,大都加玻璃鳞片作为填料,所以也属于高性能玻璃鳞片涂料。与以上新做钢管桩推荐选用的环氧玻璃鳞片涂料相比,除了具备水下涂装、水下固化性能不同外,其它防腐性能基本相当。而且,水下涂装漆固化后,漆膜内不会有海水留存(否则漆膜不会致密)。所以,只要施工做得恰当,水下涂装改性环氧玻璃鳞片漆涂装后,其防腐性能是可以保证的,并且完全符合NORSOKM501标准之要求。此外,改性环氧漆对新旧漆膜的相容性会比较好,修补也容易。至于具体适用的产品,国外有少数几个品牌的涂料在国内推销,价格都比较贵。海军曾经委托国内几大涂料生产厂商开发这一类型涂料,而最终选用的是深圳浩美的BW231无溶剂水下涂装改性环氧玻璃鳞片漆。该产品技术成熟,性能优秀。其主要性能指标:中性盐雾达10000h,耐湿热试验5000h,附着力7.2MPa,耐大气曝晒8760h等。单就其指标而言,大多优于国外同类产品。我们曾在北仑港矿石码头内选择对三种典型的产品进行水下涂装试验,除BW231漆外,另两种为进口漆。总体来说,这三种漆性能都不错,因为试验时间有限很难做更长久的比较,澳门百家如何才需补牌但有一点,那就是两种进口漆水下涂装均匀性很差,而BW231漆则均匀性良好,而且其价格较进口漆便宜很多。

  杭州湾大桥针对钢管桩施工过程中造成的防腐涂层破损的修补则是采用的interzone954改性环氧高固体份涂料,这种漆的特性跟以上介绍的水下涂装改性环氧漆相似,但它属有溶剂漆,不可水下涂装,涂装时有湿度要求,待到其溶剂挥发完后允许水下继续固化,所以施工的局限性很大。

  除了以上基于涂料的选材之外,也有一些非基于涂料的方案和选材,这里介绍其中的一种。上世纪90年代,国内曾研究采用聚乙烯塑料膜包覆钢管桩的防腐新工艺,并着重就聚乙烯材料作了较深入研究。但这种工艺并未得到推广应用。在修补钢管桩旧涂层时,因常规的施工工艺难以解决,故选用材料性能相对优秀的一家英国公司生产的所谓“海洋护甲”PVC膜来组成包覆防腐工艺。具体做法是:对旧钢管桩表面进行手工除锈处理,涂上一层矿脂底漆,填平表面洼坑和隔绝空气与海水;然后,缠绕一层矿脂带;最后,包覆一层高密度聚氯乙烯“海洋护甲”,保证紧密粘结、屏蔽和增加耐撞性。该工艺造价非常贵,合约1000元/m2,相比于常规采用水下涂装涂料方案,要贵好几倍,很难得到推广应用。就工艺而言也有不足。比如,塑料膜材料在海水中延伸率会随时间变化;半固态矿脂作粘结和密封材料在海水冲击下,澳门百家如何才需补牌密闭及抗渗透性不可靠;前处理过于粗略,不稳定价铁离子及盐份被滞留;潮位以下或近潮位施工时会将海水裹进矿脂内破坏其效用,以致实际工程中只能做到上半个潮差区及以上部分。

  总的说来,采用基于水下涂装涂料的选材和方案应属主流之选,该方案有着简单易行、可靠以及后续维修方便等特点。其可靠性具体体现在:涂料性能可依照NORSOK标准检测和评价;施工的每一环节都可依照标准进行工序控制和质量监督;涂膜的最终质量可测、可控。当监控到位时,维修后涂层与新桩初始涂层理论上无差别。这些都是其它的方案所不具备的。

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