朱劍波 鄭兆海

獨(dú)流減河防潮閘(以下簡(jiǎn)稱防潮閘)是典型的河口擋潮閘,坐落于天津市大港區(qū)獨(dú)流減河入海(渤海)口處,是宣泄大青河、子牙河洪水入海尾閭工程,工程等級(jí)為二等二級(jí)。設(shè)計(jì)流量3 200 m3/s,共設(shè)22扇平板直升式工作鋼閘門,由于海水、海生物及沿海潮濕空氣的長(zhǎng)期腐蝕,該閘鋼閘門面板、隔板、次梁等部位銹蝕嚴(yán)重。

發(fā)達(dá)國家防腐向高科技、高投入以及長(zhǎng)效的方向發(fā)展,但是防腐單價(jià)太高,在我國使用單位難以承受。針對(duì)這一情況:在制定防潮閘鋼閘門防腐方案時(shí),我們采取在增加科技含量的同時(shí),兼顧節(jié)省投資費(fèi)用的原則,并專題考察了武漢剛武特種防腐有限公司開發(fā)研制的“煤焦油無機(jī)改性涂料”。該涂料是專利技術(shù),在江西萬安、湖南鳳灘、葛洲壩等樞紐工程的應(yīng)用,據(jù)各單位反映此種涂料是一種既施工簡(jiǎn)便又經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)效的鋼閘門防腐蝕涂料。獨(dú)流減河防潮閘鋼閘門的防腐工程,于1997年采用“煤焦油無機(jī)改性涂料”進(jìn)行防腐蝕處理,經(jīng)3年使用觀察效果俱佳。為了使該防腐技術(shù)得以廣泛應(yīng)用,我們現(xiàn)將防潮閘鋼閘門的腐蝕情況、防腐蝕設(shè)計(jì)、施工及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)概述如下。

1 防潮閘鋼閘門腐蝕情況

1.1 鋼閘門水上(大氣區(qū))部位

該部位受海洋大氣影響很大。海風(fēng)不僅濕度大,還含有大量的Ce3+,Na+,SO2-4等離子,并溶于閘門表面露水中,形成典型的微電池電位差,直接導(dǎo)致鋼閘門表面涂膜剝落、鼓泡,底材金屬銹蝕。銹蝕面積約占鋼閘門水上部位總面積的30%,其腐蝕速度大大高于非海洋大氣環(huán)境。

1.2 鋼閘門干濕交變部位

該部位的范圍:潮起潮落加上海浪拍擊,腐蝕變化較大。漆膜時(shí)干時(shí)濕,溫度時(shí)高時(shí)低,加上海水是高濃度鹽堿介子,對(duì)漆膜產(chǎn)生極大破壞作用,很快使金屬底材直接遭受海水侵蝕。因此,在鋼閘門結(jié)構(gòu)中,干濕交變區(qū)腐蝕速度最大,腐蝕破壞情況也最為嚴(yán)重,是防腐技術(shù)的一大難題,是今后研究的重點(diǎn)。

1.3 鋼閘門水下區(qū)(最低潮位以下)部位

鋼閘門水下區(qū)部位長(zhǎng)期浸沒在海水中,由于海水是以氯化鈉為主的多種鹽的混合溶液,侵蝕性強(qiáng),大量氯離子一方面使碳鋼在海水中處于活化狀態(tài);另一方面使海水容易導(dǎo)電,微原電池腐蝕活躍,因而理應(yīng)腐蝕破壞情況要大于鋼閘門水上(大氣區(qū))部位,而實(shí)際情況則相反,水上部分大于水下部分,其原因有待于深入研究。

1.4 鋼閘門泥下區(qū)部位

擋潮閘均坐落于河口入?？谔?因而普遍存在河口淤積問題。獨(dú)流減河防潮閘也不例外,因此鋼閘門局部長(zhǎng)期浸沒于淤泥內(nèi)。由于泥中孔隙水含氧有限,故鋼閘門泥下區(qū)的腐蝕破壞情況最輕。

2 防腐蝕設(shè)計(jì)與施工

2.1 表面處理

若采用噴砂除銹,效果固然好。但僅此項(xiàng)每平方米增加成本在20元以上?？紤]到焦油類涂料粘結(jié)力強(qiáng),最終采用電動(dòng)角磨機(jī),裝上碗形鋼絲機(jī)械除銹。要求除銹標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到二級(jí),即允許少部分銹色和粘結(jié)牢固舊漆膜存在。

具體做法是:閘門提啟后,用水徹底清洗,再用角磨機(jī)重點(diǎn)打磨已銹蝕部位,舊漆打去氧化層,并要求有一定的刷痕,形成一定的粗糙度,最后用紗布和棉紗清理表面,由于施工過程監(jiān)管驗(yàn)收嚴(yán)格,給防腐質(zhì)量打下良好基礎(chǔ)。

2.2 涂料及涂層

焦油無機(jī)涂料,實(shí)際是多種配方的自配涂料,可根據(jù)用途不同,在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)配現(xiàn)用,優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng),缺點(diǎn)是配方準(zhǔn)確性較差;保證質(zhì)量的辦法是加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管。

1)底漆一道:底漆主要是防銹和粘結(jié)力。除加入防銹顏料外,體積料加的極少,再加其他樹脂來保證合理的固體含量在50%左右。漆膜要求較薄,控制在30μ m～50 μ m 范圍內(nèi),并制定毛刷手工涂刷,干燥時(shí)間在24 h以上,并進(jìn)行嚴(yán)格檢查,不把問題留給下道工序。2)中間漆兩道:此層主要是防銹,除給足防銹顏料外,大量增加鱗片狀體積料,目的是增加漆膜的滲透路徑,配制時(shí)稠度較大用滾筒進(jìn)行滾涂,每道厚度在70 μ m以上。此法對(duì)凹凸不平的板材涂刷效果極佳,工效又高。3)面漆一道:面漆主要起抗?jié)B和美化外觀作用。配制體積料極少,補(bǔ)充30%左右的增光劑和樹脂,不但增加了光澤,還提高了硬度和穩(wěn)定性,施工盡量用噴涂,噴涂易流,可來回反復(fù)噴涂,厚度控制在 30 μ m～ 50 μ m范圍內(nèi)。

在實(shí)際施工中,對(duì)重要部位(干濕交變)和銹蝕嚴(yán)重部位增加道數(shù),有的達(dá)到6道～8道,總厚度超過 250 μ m。

煤焦油無機(jī)改性涂料是一種慢干型涂料,在施工進(jìn)度允許的情況下,盡量延長(zhǎng)每道之間的間隔時(shí)間,特別是最后一道完成后越遲下水越好。

3 成功的背后

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。焦油無機(jī)涂料,在海洋強(qiáng)腐蝕環(huán)境下,防潮閘閘門防腐經(jīng)三年多的考驗(yàn),至今漆膜完好,還可繼續(xù)應(yīng)用多年。其防腐單價(jià)僅是改建時(shí)用的厚漿涂料的1/2,是噴鋅防腐的1/3,可以說防潮閘本次防腐是成功的。同時(shí),也給今后防腐探索出一條新路。

在成功的背后,筆者不得不提到該涂料本身的優(yōu)越性能。焦油無機(jī)專利涂料:主要成分為瀝青,瀝青有優(yōu)良的防水性和經(jīng)濟(jì)性。剛武公司在該涂料研究中,不加入環(huán)氧樹脂,不僅降低了成本,還充分保留了焦油的抗水好、粘結(jié)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),這是成功的基礎(chǔ)。

焦油無機(jī)涂料做到現(xiàn)配現(xiàn)用,針對(duì)客戶的具體需求,用調(diào)整配方來滿足漆膜各層面的性能,準(zhǔn)確地為用戶服務(wù),避免了涂料生產(chǎn)中加入穩(wěn)定劑等技術(shù)性極強(qiáng)的問題?，F(xiàn)配現(xiàn)用還把涂料生產(chǎn)、銷售過程中的成本和利潤節(jié)省下來。這為防腐的經(jīng)濟(jì)性打下了深厚的基礎(chǔ)。

因此,焦油無機(jī)涂料充分體現(xiàn)了長(zhǎng)效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的特點(diǎn),這是其他涂料難以做到的,也是符合中國國情的防腐技術(shù)。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì):我國水工鋼結(jié)構(gòu)總重在400萬t以上,防腐面積在1億m2以上,至今仍未找到理想的專用涂料。一方面防腐面積巨大,腐蝕嚴(yán)重;另一方面防腐費(fèi)用在不斷增加,難以負(fù)擔(dān),兩者矛盾十分突出。有組織、有計(jì)劃推廣該涂料,有可能是解決這一矛盾的有效途徑。

我國是發(fā)展中國家,鋼結(jié)構(gòu)總量還不如發(fā)達(dá)國家,但每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的損失也在1 000億以上,要是焦油無機(jī)涂料得到進(jìn)一步改進(jìn),推廣在石油、化工、礦山等領(lǐng)域中應(yīng)用,必然產(chǎn)生極其可觀的經(jīng)濟(jì)效益。這是值得防腐專家、學(xué)者和從事防腐工作者重視的課題。