鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料和涂裝的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料和涂裝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 概述 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理及腐蝕形式 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)措施及鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝設(shè)計規(guī)范 鋼結(jié)構(gòu)涂層系統(tǒng) 鋼結(jié)構(gòu)涂裝注意事項 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料與涂裝發(fā)展趨勢 我國從1996年鋼產(chǎn)量突破1億噸，到2010年 全國鋼產(chǎn)量達(dá)6.27億噸，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量約2600 萬噸，產(chǎn)業(yè)規(guī)模名列世界第一位。 隨之而來的鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)問題也越來越受到關(guān) 注。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的危害是非常巨大的。據(jù)資 料報道，全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵約有10%因 腐蝕而變?yōu)殍F銹，大約30的鋼鐵設(shè)備因此 而損壞。根據(jù)世界上幾個主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家 的一些統(tǒng)計數(shù)字表明：這些國家由于金屬的 腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值 的24%，可見數(shù)

2、字是驚人的，損失是巨大 的，鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)工作顯得尤為重要。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理及腐蝕形式 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理 化學(xué)腐蝕機(jī)理 電化學(xué)腐蝕機(jī)理 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕形式 化學(xué)腐蝕機(jī)理金屬表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引 起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。它的特點是在化學(xué)作 用過程中沒有腐蝕電流產(chǎn)生。金屬在干燥的 氣體介質(zhì)中和不導(dǎo)電的液體介質(zhì)（如酒精、 石油）中發(fā)生的腐蝕，都屬于化學(xué)腐蝕。 電化學(xué)腐蝕機(jī)理金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中由于電化學(xué)作 用而發(fā)生的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕，在腐蝕進(jìn) 行過程中有腐蝕電流產(chǎn)生。大氣腐蝕、海水 腐蝕、土壤腐蝕等都屬于電化學(xué)腐蝕。負(fù)極：Me-e=Me+ 正極：2H2O+O2+4e-=4OH-（吸氧）或者：2H+2e

3、=H2（析氫）鋼結(jié)構(gòu)腐蝕形式大氣腐蝕大氣腐蝕金屬在大氣以及任何潮濕氣體中的腐蝕，這是最 普遍的腐蝕情況。電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液中的腐蝕天然水及大部分水溶液對金屬的腐 蝕，如酸、堿、鹽水溶液對金屬的腐蝕。海海水水腐蝕艦船和海洋設(shè)施在海水中發(fā)生的腐蝕。土壤土壤腐蝕埋設(shè)在地下的金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕，如地下金屬管道 及地下電纜的腐蝕。熔鹽熔鹽腐蝕金屬與熔融鹽類接觸時發(fā)生的腐蝕，例如熱處理 的熔鹽對金屬的腐蝕。有機(jī)氣氛有機(jī)氣氛腐蝕金屬在某些塑料、橡膠等非金屬材料揮發(fā)出 的有機(jī)氣氛中的腐蝕，例如鋅及鎘電鍍層在有機(jī)羧氣氛中的 腐蝕。生物生物腐蝕某些細(xì)菌、海洋生物以及人體對金屬的腐蝕。其它特殊環(huán)境其它特殊環(huán)境的腐蝕金

4、屬在高溫純水、宇宙空間等環(huán)境下 的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)措施及鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝設(shè)計規(guī)范 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)措施: 合理選用耐腐蝕材料； 陰極保護(hù)； 表面涂裝和覆蓋表面涂裝和覆蓋物物； 緩蝕劑。經(jīng)研究表明，防腐蝕涂防腐蝕涂層層是最有效、最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用 最普遍的方法。 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝設(shè)計規(guī)范 目前，鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料體系的設(shè)計和施工主要的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有4項：GB/T 19292-2003 金屬和合金的腐蝕 大氣腐蝕 性；ISO 12944-1998 色漆和清漆 用于近海建筑及相 關(guān)結(jié)構(gòu)的保護(hù)性涂料系統(tǒng)的性能要求；ISO 20340-2003 色漆和清漆 用于近海建筑及相 關(guān)結(jié)構(gòu)的保護(hù)性涂料系統(tǒng)的性能要求；NORSOK M

5、 501-2004 表面處理和防護(hù)涂料。國標(biāo)GB/T 19292.1-2003(金屬合金的腐蝕大氣腐蝕 性)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9223:1992(金屬和合金的 腐蝕大氣反射性分類)，規(guī)定了確定金屬和合金大氣 腐蝕的關(guān)鍵因素，包括大氣潮濕時間、二氧化硫污 染物含量和空氣中鹽含量。大氣腐蝕性等級級別 C1 C2 C3 C4 C5腐蝕性 很低 低 中等 高很高ISO12944：1998（色漆和清漆 防護(hù)漆體系 對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)）共分8個部分，多年實 踐證明該標(biāo)準(zhǔn)有效實用，目前已取代很多地 區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)。在運用該標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)的腐 蝕防護(hù)時，一般分為三個步驟。首先從防腐 工程的具體環(huán)境出發(fā)，根據(jù)

6、ISO 12944-2： 1998確定腐蝕環(huán)境，如表2所示。然后根據(jù) 防腐工程的具體要求按ISO 12944-1：1998 確定涂層的耐久性。一般分為，底：2-5a； 中5-15a；高15a。最后可由ISO 12944-5： 1998確定合適的涂層系統(tǒng)和干膜厚度。表2 ISO 12944-2典型的腐蝕環(huán)境分類腐蝕分類單位面積上質(zhì)量的損失（第一年曝露后）溫和氣候下的典型環(huán)境（僅作參考）低碳鋼鋅外部內(nèi)部質(zhì)量損失/gm-2厚度損失/m質(zhì)量損失/gm-2厚度損失/mC1很低101.30.70.1加熱的建筑物內(nèi)部，空 氣潔凈，如辦公室、商 店、學(xué)校和賓館等C2低102001.3250.750.10.7大

7、氣污染較低，大部分 是鄉(xiāng)村地帶未加熱的地方，冷凝有 可發(fā)生，如庫房、體育 館C3中20040025505150.72.1城市和工業(yè)大氣，中等 的二氧化硫污染，低鹽 度沿海區(qū)域高濕度和有些污染空氣 的生產(chǎn)場所，如食品加 工廠、洗衣場、酒廠、 牛奶場等C4高400650508015302.14.2高鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海 區(qū)域化工廠、游泳池、海船 和船廠等C5-I很高（工業(yè)）65015008020030604.28.4高鹽度和惡劣大氣的工 業(yè)區(qū)域總是有冷凝和高濕的建 筑和地方C5-M很高（海洋）65015008020030604.28.4高鹽度的沿海和離岸地 帶總是處于高濕度污染的 建筑物或其它地方水

8、和土壤的腐蝕分類分類環(huán)境環(huán)境和結(jié)構(gòu)的實例LM1淡水河流的安裝結(jié)構(gòu)、水力發(fā)電站LM2海水鹽水港口區(qū)的結(jié)構(gòu)，如閘門、防波提；近岸工程LM3土壤埋地儲罐，鋼柱和鋼管ISO 20340-2003主要為新建離岸鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料系 統(tǒng)制定的性能要求。內(nèi)容包括用于確定涂料系統(tǒng)名 成分的測定方法、涂料可能壽命實驗室性能測定方 法和用以評估性能測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)作為ISO 12944 針對海上鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。NORSOK M-501標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被廣泛用于海上工業(yè)及處 于惡劣環(huán)境下的離岸工業(yè)。NORSOK M-501標(biāo)準(zhǔn)對 新建項目的涂料系統(tǒng)的選擇提供指導(dǎo)。它包括表面 處理、涂料涂裝和金屬電鍍施工，及被動防

9、火施工 等操作的要求。 鋼結(jié)構(gòu)涂層系統(tǒng)不同應(yīng)用場合的涂層系統(tǒng)和干膜厚度，可以根 據(jù)ISO 12944-5：1998的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。一般說來 根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和腐蝕的不同可以采用的涂層系統(tǒng)和 干膜厚度見表3、表4。目前，吉人公司以上的涂層配套系統(tǒng)已經(jīng)成功 應(yīng)用于廣州電視塔、廣州亞運會開幕場館、廣州西塔、杭州蕭山國際機(jī)場等大型工程項目，并贏得用 戶一致好評！工程案例工程案例廣州電視塔廣州亞運會開幕場館工程案例工程案例廣州西塔杭州蕭山國際機(jī)場表 3 不同腐蝕環(huán)境的涂層系統(tǒng)使 用 環(huán) 境配套體系備注底漆中間漆面漆1弱 腐蝕大氣環(huán) 境C06-1 醇酸防銹漆；H06-2 環(huán)氧酯底漆；C04-2 醇酸磁漆2輕

10、腐蝕大氣環(huán) 境環(huán)氧（富鋅）底漆環(huán)氧云鐵中間 漆 或環(huán)氧厚漿型 中脂肪族聚氨酯面漆間漆3中 等腐蝕大氣 環(huán)境環(huán)氧（富鋅）底漆環(huán)氧云鐵中間 漆 或環(huán)氧厚漿型 中脂肪族聚氨酯面漆間漆4較 強(qiáng)腐蝕大氣 環(huán)境環(huán)氧（無機(jī)）富鋅底 漆環(huán) 氧 云鐵 中 間 漆 或 環(huán) 氧厚 漿 型 中 間漆脂肪族聚氨酯面 漆或 氟碳面漆或聚硅 氧烷 面漆如果使 用水性 富鋅 底漆，在涂環(huán)氧中間 漆之前，應(yīng)當(dāng)用環(huán)氧 連接漆封閉5強(qiáng) 腐蝕大氣環(huán) 環(huán)氧（無機(jī)）富鋅底環(huán)氧云鐵中間 漆脂肪族聚氨酯面 漆或如果使 用水性 富鋅 底漆，在涂環(huán)氧中間境，或高性能長漆或環(huán)氧厚漿型 中氟碳面漆或聚硅 氧烷漆之前，應(yīng)當(dāng)用環(huán)氧效防腐體系間漆面漆連接

11、漆封閉表 4 不同腐蝕環(huán)境和不同設(shè)計防腐年限的參考涂層厚度腐蝕類別腐蝕程度不同設(shè)計防腐年限的涂層厚度25 年515 年15 年以上C1很低C2低80m150m200mC3中120m150m200mC4高160m200m240280mC5-1很高（工業(yè)環(huán)境）200m280m320mC5-M很高（海洋環(huán)境）200m280m320m 鋼結(jié)構(gòu)涂裝注意事項俗話說：“三分油漆，七分施工”，在整個鋼結(jié) 構(gòu)防腐涂裝過程中施工質(zhì)量極為重要，在實踐中也 充分證明了這一點。涂料本身是一種半成品，只有 在施工完畢，干燥成膜后才是成品，才是人們所需 的防腐涂層，所以涂層質(zhì)量很大程度上取決于施工 質(zhì)量的優(yōu)劣，如施工不當(dāng)，

12、就難以達(dá)到預(yù)期的效果 或降低涂層的有效使用壽命，大大降低涂料的使用價值。為了最大限度的發(fā)揮涂層防護(hù)作用，在防腐 涂裝中應(yīng)注意以下事項：1、檢查是否使用了最新版本的涂裝規(guī)格書；2、檢查是否根據(jù)涂裝規(guī)格書正確進(jìn)行了表面預(yù)處理工作，如銳邊倒角、表面缺 陷的打磨、焊渣的去除等是否正確；3、檢查根據(jù)涂裝規(guī)格書使用的涂料、稀釋劑等是否被正確地使用，如雙組分涂 料配比是否正確，是否在涂料活化期和使用期內(nèi)；4、檢查規(guī)定的涂料是否被正確使用到基底材質(zhì)上面，如濕膜厚度、干膜厚度， 涂料的干燥、固化、涂裝間隔等；5、檢查表面處理以及涂裝作業(yè)的設(shè)備是否良好運行；6、檢查涂料和稀釋劑是否被正確儲存；7、檢查表面處理、大

13、氣條件、涂層厚度、施工間隔等是否符合要求；如為表面 處理評定等級，檢查除油、除銹、粗糙度質(zhì)量等；8、檢查是否遵守安全的環(huán)境法規(guī)；9、檢查操作者是否根據(jù)要求具有一定的資質(zhì)；10、檢驗由資質(zhì)人員進(jìn)行的測試和分析是否符合要求，以及儀器是否處于良好 的工作狀態(tài)并被正確調(diào)校；11、填寫檢查和測試記錄和報告；12、根據(jù)涂裝規(guī)格書、參考標(biāo)準(zhǔn)和程序要求計劃涂裝工作；13、處理不符合要求的涂裝工作；14、根據(jù)檢查工作記錄、檢測和不符合要求的工作及其修正措施完成所做的工 作報告；15、指出并記錄由于形狀或部位問題而不能根據(jù)規(guī)格書進(jìn)行涂裝的表面。中國鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料與涂裝發(fā)展趨勢發(fā)展和環(huán)境的協(xié)調(diào)是可持續(xù)發(fā)展的基本要求。鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂 料和涂裝的發(fā)展也不例外。環(huán)保、節(jié)能、省資源、高性能和 功能化是研發(fā)的方向：高固體份、無溶劑以及水性鋼結(jié)構(gòu)防 腐涂料逐步取代傳統(tǒng)的溶劑型涂料。從涂料涂裝一體化的理 念出發(fā)，