港口鋼結構防腐技術淺談

郭躍龍

摘要：鋼結構防腐在現代港口建設工程中已得到廣泛應用，對于防腐蝕更高質量、更快步伐、更環保、更安全、更耐用等備受社會關注的話題也在不斷探討和學習。施工前期如何結合施工環境特點，對所處環境甄選出有針對性的鋼結構防腐技術措施。達到現代港口高耐久、高強度、高穩定性等相關要求，達到百年大港的目標。本文通過對現代港口建設工程中施工特點及環境特點分析主要鋼結構防腐技術類型，以及相關注意事項。

關鍵詞：港口;鋼結構;防腐技術

隨著我國港口建設的蓬勃發展，鋼結構以其高強度、周期短、投資節省等在港口建設中也廣泛應用。港口工程對于鋼結構的防腐重視程度也隨之變得越來越高，通過行業調查每年鋼結構腐蝕造成的損失是國民經的5%～6%。通過合理應用鋼結構防腐技術能夠大幅降低經濟損失，如何采用合理有效的鋼結構防腐技術，增長防腐年限，減少鋼結構使用期內的維護費用，更簡單易行是鋼結構防腐將長期探討的一門學問。

一、港口鋼結構腐蝕區域劃分及特點

（一）大氣區：【設計高水位向上1.5m】以上的區域，該區域主要受到大氣中水分以及介質與氧氣等相互聯合作用產生的對于鋼結構的破壞。該區域相對腐蝕程度較弱，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.05～0.10mm/a。

（二）浪濺區：【設計高水位向上1.5m】與【設計高水位向下1.0m】之間的區域。該區域長期處于空氣中，鋼結構表面干濕交替長期受氯離子侵蝕破壞。該區域相對腐蝕程度強，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.20～0.50mm/a。

（三）水位變動區： 【設計高水位向下1.0m】與【設計低水位向下1.0m】之間的區域。該區域在這一區域氧氣擴散相對于浪濺區慢，但通常鋼結構在海水漲潮時被充氣海水所浸沒，產生海水腐蝕，而退潮時又暴露在空氣中，產生濕膜下的同大氣區類似的腐蝕。該區域相對腐蝕程度較強，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.12～0.20mm/a。

（四）水下區：【設計低水位向下1.0m】至泥面之間的區域。該區域鋼結構在被氣海水所浸沒，產生海水腐蝕。該區域相對腐蝕程度較強，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.12～0.20mm/a。

（五）泥下區：泥面以下的區域。該區域鋼結構處于地下沉積物和腐蝕質相互作用，但由于長期處于氧氣受限的情況。該區域相對腐蝕程度弱，以碳素鋼為例每年平均腐蝕速度為0.01～0.05mm/a。

二、港口鋼結構的防腐技術及所適用的環境

（一）涂層防腐技術

涂層防腐技術的原理在于利用穩定性、耐久性好、與鋼材結合性強的材料形成保護層，使鋼材與外界相隔離，形成相對密閉的環境，從而提高鋼材的防腐能力，達到預期的使用年限。涂層防腐技術常規采用噴刷防銹漆工藝，底漆+中間漆+面漆：普通環氧富鋅底漆+環氧中間漆+各色脂肪族聚氨酯面漆（防腐年限20年以下）。該技術相對簡單，影響油漆涂裝質量的因素包括：除銹質量、漆膜厚度、環境溫度、環境濕度等方面。干漆膜總厚度應滿足設計要求的最小厚度，且應滿足室外大于 150μm、 室內大于 125μm。并隨時使用漆膜測厚儀對漆膜的厚度進行測定。該技術主要適用于大氣區、浪濺區和水位變動區的鋼結構防腐要求。

（二）金屬熱噴涂防腐技術

金屬熱噴涂防腐技術原理在于利用熱源將符合環境特點的金屬噴涂材料加熱，加熱達到熔點后形成熔融狀態的微粒，在動力的作用下使這些微粒，以一定的速度沖擊并沉附在鋼結構基體表面上，形成滿足使用環境下相關要求的金屬涂層。從而達到增強鋼結構件耐腐、耐磨的性能的目的。常用的金屬噴涂的材料較多，例如鋅、鋅-鋁合金、不銹鋼等。根據不同的使用環境采用不同的金屬涂層，鋅涂層不僅具有包覆性、耐腐蝕作用，更重要的是具有陰極保護功能（電化學陰極防護）;鋅-鋁合涂層不僅具有鋅優良電化學保護特點，又具有熱噴涂鋁涂層的高耐蝕特點;不銹鋼涂層具有耐磨損及保護周期長等特點。該技術主要適用于大氣區、浪濺區和水位變動區的鋼結構防腐要求。

（三）電化學陰極防護防腐技術

電化學陰極防護防腐技術采用外加電流的陰極保護和犧牲陽極的陰極保護，前者主要采用的是高硅鑄鐵陽極材料，后者主要采用鋁基陽極材料。該技術可以消除金屬表面不同部位在所處電解質溶液中產生的電位差，極化結果能夠使金屬的電位向負極方向移動，最終是金屬原有的電位差消失，從而達到腐蝕的自然停止。陰極保護是一種控制鋼結構腐蝕的有效方法，它有效彌補了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長鋼結構的使用壽命。從經濟上考慮，陰極保護是鋼結構防腐蝕的最經濟的手段之一。該技術主要適用于水下區的鋼結構防腐要求。

（四）采用耐腐蝕鋼材品種并預留腐蝕富裕厚度

采用耐腐蝕鋼材品種并預留腐蝕富裕厚度是根據鋼結構所處港口環境以及相應區域內的腐蝕速度，選取冶煉過程中加入一定量的錳、鉻、磷、礬等稀有金屬或元素的鋼材，并根據區域內的腐蝕速度預留一部分厚度供其腐蝕。

（五）階梯涂層鋼結構防腐技術

階梯涂層鋼結構防腐技術是以單一鋼結構防腐技術為基礎綜合而來的復合型技術。階梯涂層鋼結構防腐技術可分為多個環節，例如可將工藝流程分 3個環節。第一步是熱噴涂鋅，第二步是噴涂不銹鋼，第三步涂裝環氧云鐵。涂裝環氧云鐵采用聯合涂刷的方式，手工刷涂結合空氣噴涂方法，達到無刷痕、無流掛、無起泡、無漏噴外觀整潔、勻稱的要求。與常用防腐技術的對比，該技術具有明顯的綜合優勢。從質量方面，單一噴鋅表面硬度較差、耐磨性不足、抗破壞性較差，而單一噴涂不銹鋼防腐效果較差、表面粗糙、易銹蝕、滲水性強、覆蓋密實性差、易剝落，而且熱噴涂金屬階梯涂層無法滿足鋼結構水下防腐的需要。從經濟效益層面分析，不需組織二次施工，顯著降低了工程壽命周期成本，是首選的港口鋼結構防腐技術。

三、結語：

在我國沿海港口飛速發展建設的今天，鋼結構的防腐性越來越受到社會的重視。對此鋼結構腐蝕問題的認知程度也在不斷加深。可以看到在港口建設的今天，我們已從單一防腐手段向多重防護、源頭防護等多方面進行研究和使用，相比較以往防腐技術有著極大的優勢。從耐久性、包覆性、強度、等多個方面都有了明顯的進步，有效的提高了港口企業的經濟效益，避免不必要的安全隱患。我們對鋼結構的港口鋼結構防腐研究還要在實踐中不斷探索和創新，更好的為港口建設服務。

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