水工鋼結構防腐熱噴涂施工技術

彭志俊 中交二航局第一工程有限公司

1.工程概述

本文涉及工程為湖北荊州煤炭鐵水聯運儲配基地，主要施工內容包含：兩個泊位碼頭平臺、引橋以及護岸工程。碼頭通過引橋和大堤平交，施工過程中，需要應用皮帶機進行運輸，為了切實滿足皮帶機布設要求，需要涉及頭棧橋和管廊。其中碼頭典型跨長16m，另外工程好包含兩座長度為61.45m大跨度桁架棧橋的建設。

圖1 噴砂去銹設備結構圖

2.熱噴涂施工工藝要點分析

2.1 噴射前設備準備

（1）噴砂去銹設備（如圖1）。①空壓機系統。該系統主要由空壓機、空氣濾清器、儲氣罐以及油水分離器構成，該系統在運作過程中，噴砂去銹動力來源于壓縮空氣，為了保證去銹效果，必須保證空壓機系統具有足夠的風量和壓力。為了有效滿足清掃以及噴砂人工呼吸等的實際需求，需要嚴格控制壓縮空氣中不能含有過高的油和水，另外還需要合理控制壓縮空氣的溫度也不能太高，在油水分離器的內部設置多層孔洞隔板，并且在隔板的上方防止鐵屑木炭，將鋼制密閉壓力容器當做空氣濾清器，壓縮空氣進入到系統的時候，需要經過多孔鋼板，能夠有效的實現毛氈木炭的濾清和凈化。②噴砂桶。在應用噴砂桶時，一般需要先打開進氣閥門，保證罐內具有足夠壓力，然后將操作閥打開，這時壓縮空氣就會以較大的速度從噴嘴噴出，直接沖擊鋼鐵構件的表面，剝離鐵銹，實現除銹的目的。③噴嘴。噴嘴的主要作用就是賦予砂礫足夠大的沖擊能量，提高除銹的質量和效率，噴嘴大多是由工具鋼和硅錳加工制作而成，控制錐管長度為100mm。

（2）噴鋅設備。噴鋅設備主要由壓縮空氣系統、噴射系統、乙炔、氧氣系統等組成。①壓縮空氣系統。噴鋅主要的動力來源就是壓縮空氣，在壓縮空氣的推動下，金屬絲會持續向前推進，同時還會將噴嘴前端熔融狀態的霧狀微粒噴射到結構表面上去，壓縮空氣為鋅絲熔滴提供了巨大的動能，持續高溫下，該設備可以明顯提高涂層的密實度和強度。在實際工作過程中，必須保證壓力足夠，條件允許噴射壓力如果能達到0.6MPa最理想。②乙炔和氧氣系統。在應用該系統的時候，必須保證各項參數的準確性，該系統主要應用的原料為瓶裝氧氣和乙炔，主要應用到的設備為氣噴槍。

2.2 噴鋅工藝

在高溫火焰的條件下，應用氣噴槍將鋅絲熔化，然后將壓縮氣體噴成霧狀微粒，將其噴射到鋼結構的表面上，在實際施工的時候，完成了鋼結構基體表面處理，就應該立即開展噴鋅工序，旨在有效保證防腐效果。如果在潮濕的天氣開展噴鋅施工，盡量在4h內噴鍍完成，如果在干燥的天氣開展噴鋅施工，也需控制噴鋅的時間≤12h。

2.3 涂料封閉

噴鍍鋅工作完成以后，在鍍層還還殘留一定溫度時，盡快完成灰塵的清理，以此保證涂料能夠有效滲入鍍層孔隙。涂料盡量選擇粘度較大，耐磨性較高、填縫能力較強以及密閉能力較強的瀝青漆涂料，均勻地噴涂，控制噴涂的厚度處于50～80μm之間。

3.熱噴涂施工技術要點

3.1 糙化程度控制及材料選用

（1）基體的糙化、清潔程度。在開展噴涂工作前，需要對金屬表面進行撐地的清理，并且注意盡可能降低處理后的二次污染情況的發生。集體的糙化程度以及清潔程度會直接影響噴涂質量。針對水工鋼結構大面積的噴砂除銹工作，通常需要借助壓縮空氣將沙粒直接噴射到鋼鐵表面，然后再利用高速砂粒的撞擊作用，達到去除氧化皮和鐵銹的目的，在這個過程中，鋼鐵表面也會具有一定糙度，可以更好地和涂層相互結合，一般來說，需要控制表面粗糙度處于50～80μm之間，完成了鋼鐵集體表面的噴砂除銹工作后，需要利用相對干燥和清潔的壓縮空氣進行清理，除銹工作完成2～8h，方可開展噴鋅作業。

（2）除銹材料的選用。在日常施工中，較為常見的除銹材料有：砂、鐵丸等。針對水工鋼結構的除銹，大多應用噴砂處理的方法進行處理，如果銹蝕情況較為嚴重，可以選擇粒徑較大的石英砂。

（3）涂層材料的選擇。為了避免有害元素影響耐磨性能，盡量選擇純度較高的鋅絲，一般來說，鋅絲的純度越高，熔滴就越細，結合力和致密度也會越高，相對應的，抗腐蝕性能也就越強。大多水工鋼結構金屬都會選擇應用3m m鋅絲作為噴涂材料，要求鋅絲的純度必須超過99.5%，另外還需要保證鋅絲表面足夠光滑，不存在任何腐蝕現象。對金屬表面進行噴鋅，就會形成涂層，如果粒徑較大，結合不夠嚴密，涂層就會出現數量較多氣孔，使得空氣中的水分和壓力隨著二級進入到鋼材的結合面，導致腐蝕情況發生。所以，完成鋅涂層的工作后，為了快速的封閉這些氣孔，應該快速地涂刷封閉漆。

（4）氧乙炔焰的選擇。乙炔氣體和氧氣充分燃燒就會產生高溫，使鋅絲充分熔化。在這個過程中，為了避免碳化火焰出現，需要對氧乙炔混合比進行調整，進而調整火焰。實踐證明，控制氧、乙炔混合比以1：2.5為最佳，該混合比例可以有效提高噴涂質量和效率，節省熱能，保證鋅絲可以更加充分地融化，極大程度避免了融化不良可能會給涂層所造成的影響。在開展噴涂作業的過程中，必須合理控制氧乙炔混合壓力，混合壓力控制在0.4～0.5MPa之間為最佳。

3.2 技術要點分析

（1）送絲速度。送絲速度會直接影響噴涂質量，如果送絲速度過快，那么鋅絲熔化的均勻程度可能得不到保證，導致噴涂質量大大降低。如果送絲速度過慢，那么在噴涂的過程中，粒子氧化的機會就會有所增加，使得涂層變得較脆。

（2）噴涂的距離。噴涂距離也會直接影響噴涂質量，如過噴涂距離過小，涂層和基體之間就會產生過大的溫差，容易導致涂層脫落的現象發生，如過噴涂距離過大，那么微粒的噴射動能就會大大降低，最終導致涂層結構過于疏松，結構整體抗滲能力較差。一般來說，需要合理控制噴涂噴嘴距基體表面之間的距離控制在100～150mm范圍內為最佳。

（3）噴涂的角度。鋅粒達到熔融狀態后，經過噴射就會迅速的在機體表面進行堆積，導致空隙中的空氣不能及時的排除去，另外，還有些鋅微粒和基面碰撞后，又原路返回，與正要噴射出來的微粒之間發生碰撞，導致微粒的沖擊力量被大大削弱，使得涂層的附著能力大大降低。

（4）噴涂層厚度。綜合考慮涂層的抗滲性能以及水工鋼結構防腐要求確定土層的厚度，涂層厚度通常需要控制在200μm為最佳，在實際操作的過程中，需要憑借測厚儀對涂層厚度進行測量和調整。

（5）噴嘴移動速度。只有合理控制噴嘴對母材表面的相對移動速度，才能保證噴涂質量。如果噴嘴的移動速度過快，那么噴涂的氣密性往往得不到保證；如果噴嘴的移動速度過慢，隨著構件表面溫度的持續升高，會出現熱變形以及氧化等反應。木材和涂層材料之間的熱膨脹系數不同，這樣一來，就會產生較大的拉應力，使得結合的強度大大降低。

4.結束語

本文以實際工程為例，對水工鋼結構件的噴鋅原理、工藝過程以及噴射過程中的注意事項進行了具體的分析，在實際操作過程中，施工人員必須嚴格按相應的規范和標準開展，進一步提高水工鋼結構的防腐效果。