浅谈钢结构的腐蚀与防腐涂装

浅谈钢结构的腐蚀与防腐涂装

张曙光

中国水电建设集团港航建设有限公司天津300457

摘要：本文通过介绍钢结构的腐蚀概况、腐蚀类型、防腐涂装和检测方法，指出钢结构防腐蚀的重要性,建议在施工中积极采取防腐涂装质量控制措施，以促进钢结构防腐施工质量的提高。

关键词：钢结构;焊接;质量控制;检验

引言

钢材在工程实际应用中，由于单位面积承载能力高，材质均匀、延性好。相比钢筋混凝土结构，结构自重轻、减小结构所占空间，因此钢结构受到了建筑行业的青眯。但是，钢材作为建筑材料在防腐方面又存在着难以避免的缺陷，尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中，钢铁材料与空气中的氧及水分子起氧化作用而产生腐蚀现象，从而削弱了钢结构构件的承载力和使用寿命。

一、钢结构腐蚀概况

钢结构在正常使用期间，和它所处的环境介质（如大气中水、氧气和其它污染物等）之间易发生化学、电化学或物理作用，引起材质的变质和钢结构的破坏失效，称之为钢结构的腐蚀。潮湿的大气层是造成钢材腐蚀的基本因素，而污染物的成分和数量影响腐蚀程度。钢材腐蚀的规律先快后慢，无防腐层比有防腐层的快5倍。目前钢结构通用的防腐方法是涂装防腐层来防止腐蚀。即在钢结构表面涂装涂料并形成漆膜后，使之与水、氧气和腐蚀介质隔离，达到防腐的目的。

二、钢结构腐蚀的类型

钢结构的腐蚀形态有很多，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。

1．均匀腐蚀

均匀腐蚀的腐蚀作用是均匀地发生在整个金属表面上，并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。

2．局部腐蚀

2.1点蚀局部性腐蚀状态，可以形成大大小小的孔眼。从表面上看，点蚀互相隔离或靠得很近，看上去呈粗糙表面。点蚀是大多数内部腐蚀形态的一种，即使是很少的金属腐蚀也会引起设备的报废。

2.2腐蚀疲劳钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共同作用下产生的腐蚀叫作腐蚀疲劳。它往往成群出现。高强度钢丝绳经常出现腐蚀疲劳。

2.3应力腐蚀钢筋冷加工时具有的残余应力，钢结构在受荷时也会有应力集中或应力不均匀现象。在应力作用下，金属晶格将发生变形，其电极电位较未变形时低。当有腐蚀性介质存在时，晶格发生变形的部位构成原电极的阳极，其余部位为阴极。因此，受应力的部位处于特别容易生锈的状态。如：钢筋弯钩的弯曲部等。处于应力状态下，包括残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内，可以引起应力腐蚀破裂。

2.4电偶腐蚀由多种金属组合而成的部位，如铝与铜，铁与锌，铜与铁等等。在电解质水膜下，形成腐蚀宏电池，会加速成其中负电位金属的的腐蚀，故又称之为双金属腐蚀。在潮湿大气中也会发生电偶腐蚀，湿度越大或大气中含盐份越大多（如靠近海边），则电偶腐蚀越快。大阴极小阳极组成的电偶，阳极腐蚀电流密度愈大，腐蚀蚀愈严重。电偶腐蚀首先取决于异种金属之间的电位差，电位差越大，其他条件不变，腐蚀可能越大。

2.5缝隙腐蚀一般发生在处于腐蚀液体中的金属表面或其它屏蔽部位，是一种严重的局部腐蚀。经常发生于金属表面缝隙中。几乎所有的腐蚀性介质，包括淡水，都能引起金属的缝隙腐蚀，而含氯离子的溶液通常是最敏感的介质。

2.6磨损腐蚀在腐蚀介质和机械磨损腐蚀的共同作用下所产生的。由于机械长期磨损作用破坏了钢材表面的钝化膜，加速了腐蚀介质的侵蚀作用，钢材的腐蚀产物又使其表面抗磨损能力下降，从而加速了钢材的破坏。

三、钢材的防腐涂装技术

钢结构的涂装防腐蚀技术,从实施工序上讲,应该包括两个部分:即涂装设计技术和涂装施工技术,这两个部分是相互相成的,缺一不可。

涂装设计技术,是指根据业主提出的使用寿命要求、钢结构所处的环境条件、维修难易程度等进行综合分析,从而制定出相应的钢结构基层除锈等级及表面状态要求、各涂层涂料的品种及厚度和涂装工艺，并采用对应的检测方法进行涂层检测。

1、基层处理

1.1表面预处理

要施工的钢结构表面应该没有任何对涂层性能有害的污染物。常用的方法就是对钢材表面进行喷砂处理，在喷砂前，表面处理应该达到以下要求:

（1）没有毛刺、凸起和锯齿等缺陷，如果有的话，应该打磨去除。

（2）没有任何飞溅、焊剂、焊渣和凸起夹片，如果存在，都要打磨掉或铲除掉，使表面良好。

（3）没有灰尘、污物和油脂。当这些污染物存在时，采用可生物降解水溶性清洁剂进行溶剂清洗。

（4）没有任何涂画，要清除加工装配等标记。

（5）在喷砂和涂漆前，锐边和所有粗糙的切割边缘要打磨到半径至少为2mm的圆角。

1.2表面处理

预处理完成后，表面用干磨料喷射清理至Sa2½级，使用合格的磨料能打出一个尖锐和有角度的表面粗糙度。处理过的表面一定要清除残余的腐蚀物质和磨料，并检查表面微粒污染物。在未放大状况下，待涂表面小颗粒的灰尘如果可见（通常颗粒直径大于50微米），则一定要去除。

2、涂装施工

施工前要测试基材附近大气环境的露点，包括空气温度、基材温度和相对湿度。只在基材温度比露点至少高3°C时施工涂料，如果遇到基材是湿的或可能变湿、天气明显恶化或不适合施工或固化等情况时不能施工涂料。

对涂层不易覆盖的地方（如钢板边缘、焊缝、角落、螺栓孔和其它难以涂漆的地方）应该进行预涂。

涂层结构的形式有底漆、中间漆、面漆三种，底漆主要起附着和防锈作用，面漆主要起防腐蚀和防老化作用，中漆的作用于介于底、面漆之间，并能增加漆膜厚度。它们只有配套使用才能发挥最佳的作用，取得最佳效果。常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法和无气喷涂法等。

3、检验

3.1外观检验

以正常视力观察，漆膜外观应无明显的流挂，不得有皱纹、针孔、气泡、脱皮、斑痕及粘附杂质等缺陷

3.2干膜厚度检验

常用干膜厚度计直接在被涂物表面测量，大型部件每2.2m或2m长度上选一点，小型部件可相应缩小范围选择测点，测点总数不少于10点。干膜总厚度要求90%以上测点不低于规定值，其余测点总厚度不低于规定值的90%。

3.3漆膜附着力的检验

检验方法：拉拔强度

判定标准：GB/T9286-1998

结束语

钢结构在工程中大量的应用，但是钢结构的防腐工作是其发展的瓶颈，钢结构抗腐蚀性能的提高，是结构质量的前提保障。因此，要加大对防腐蚀措施的研究力度，并通过防腐涂装的精心设计和施工，对钢结构进行有效防腐，才能确保钢结构的设计寿命，提高钢结构耐久性和安全性。

参考文献

[1]郭拉元.钢结构的腐蚀与防腐涂装．2003（01）.

[2]黄呈伟.《钢结构设计》，科学出版社.

[3]GB50205-2001.《钢结构工程施工质量验收规范》.

[4]JGJ81-2002.《建筑钢结构焊接技术规程》.

[5]CECS343：2013钢结构防腐蚀涂装技术规程.