作者：林瑞慧

隨著海港工程中鋼材用量的迅速增長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題日益突出。海洋環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的腐蝕性，鋼結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中的局部腐蝕速度遠(yuǎn)大于平均腐蝕速度（約為平均腐蝕速度5-10倍）。鋼結(jié)構(gòu)受腐蝕后的物理、機(jī)械性能下降等，影響了工程結(jié)構(gòu)的使用功能及外觀，降低了工程的使用壽命。海港工程鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境復(fù)雜，各個(gè)部位的腐蝕速度有很大的差別，適用的防腐蝕方法也各不相同。選擇適當(dāng)?shù)姆栏g技術(shù)、合理的設(shè)計(jì)、科學(xué)的施工，是確保海港工程鋼結(jié)構(gòu)安全、耐久的重要措施。本文僅就復(fù)雜海水環(huán)境這一特殊條件下，依托具體工程對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐處理作個(gè)探討總結(jié)，以供同行資鑒。

工程項(xiàng)目概況

某碼頭工程采用離岸式布置，平面呈“T”型，其下部結(jié)構(gòu)采用鋼管樁，共有φ1200mm與φ1000mm鋼管樁498根，樁長(zhǎng)36～87m不等。其中碼頭平臺(tái)26跨30排，萬(wàn)噸級(jí)重件碼頭16跨19排，棧橋29跨36排，除開(kāi)棧橋的前五跨其余樁均處于海水環(huán)境中（圖1）。該工程處于－喇叭口型海灣的地理環(huán)境，周邊多山，該區(qū)域常年氣溫較高、濕度大、海水含鹽量高，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕性。

防腐施工方案的確定

2.1 防腐材料選擇

原設(shè)計(jì)該工程鋼管樁防腐材料采用100%固含量改性聚氨酯涂料（EPU），經(jīng)試驗(yàn)樁施工，發(fā)現(xiàn)該涂料在沉樁過(guò)程中就出現(xiàn)較大規(guī)模及比例的防腐層脫落，造成海上修補(bǔ)工作量大，質(zhì)量無(wú)法得到保障?？紤]到該涂料對(duì)施工環(huán)境要求高，應(yīng)用于港口工程僅三年歷史，同時(shí)經(jīng)試驗(yàn)樁驗(yàn)證和比對(duì)，發(fā)現(xiàn)自1992年以來(lái)廣泛應(yīng)用于我國(guó)離岸石油平臺(tái)（與碼頭鋼管樁防腐環(huán)境相似）的佐敦涂料具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗沖擊、耐久性好、防滲透性強(qiáng)、材料（涂層）與母材（鋼管樁）間附著力大、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特性，可滿足設(shè)計(jì)要求，最終決定采用有70多年歷史的佐敦涂料。

2.2 防腐涂層參數(shù)選用及施工方法的確定

2.2.1 樁身防腐涂層要求

由圖1可以看出，該工程鋼管樁多數(shù)穿越大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)以及泥下區(qū)這四個(gè)區(qū)域。浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)由于交替性的浸水和暴露于大氣環(huán)境中，其腐蝕性更為嚴(yán)重，同時(shí)考慮到碼頭鋼管樁承受的撞擊、海浪的拍擊和船只運(yùn)動(dòng)時(shí)帶起的海底砂礫的沖刷，因此設(shè)計(jì)的涂層應(yīng)具有相當(dāng)?shù)哪湍バ院湍蜋C(jī)械應(yīng)力性。同時(shí)，該工程處于亞熱帶區(qū)域，太陽(yáng)中的紫外線輻射強(qiáng)，要求水位變動(dòng)區(qū)以上的鋼管樁面漆要有較好的耐候性。

2.2.2 樁身防腐涂層位置、材料選用及施工方法的確定

根據(jù)佐敦實(shí)驗(yàn)室對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的老化實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果以及多年來(lái)廣泛應(yīng)用于海上石油平臺(tái)工程和船舶制造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)單面平均腐蝕速度（表1），按照設(shè)計(jì)要求的保護(hù)年限，最終確定為浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度10m處的涂層厚度800μm（共三度）；水下區(qū)長(zhǎng)度6～17m處的涂層厚度500μm（共二度）。具體防腐涂層材料、厚度及施工方法詳見(jiàn)表2、表3。

防腐處理的實(shí)施

3.1 工藝流程

防腐位置主要是在螺旋管節(jié)部分，防腐層作業(yè)主要分四道工序：噴砂除銹、第一道底漆、中間漆、面漆。噴砂除銹、第一道底漆在防腐作業(yè)區(qū)軌道平臺(tái)上單螺旋管節(jié)加工完成，中間漆及面漆的作業(yè)是在整樁拼焊后完成。其施工工藝流程如下：鋼板表面預(yù)處理——噴砂除銹——噴涂底漆——調(diào)配涂裝料——噴涂第二道漆——噴涂面漆——涂層養(yǎng)護(hù)——損傷補(bǔ)涂

3.2 涂層施工

本工程鋼管樁涂層施工工藝采用噴涂和刷涂相結(jié)合進(jìn)行，小面積修補(bǔ)或噴涂無(wú)法達(dá)到的部位（主要為螺旋焊縫根部）采用刷涂。具體為：

① 調(diào)配和混合

涂層材料采用雙組分，涂層施工時(shí)涂料按規(guī)定的比例調(diào)配和混合，涂料的配比如下表：

涂料在混合之前，分別攪拌A組分和B組分至均勻無(wú)分層和沉淀。把B組分注入A組分，攪拌均勻。所有的涂料在出廠時(shí)都已設(shè)定到適合無(wú)氣噴涂的粘度。考慮到由于存儲(chǔ)和溫度變化所造成粘度的變化，現(xiàn)場(chǎng)可在混合后攪拌均勻的涂料中適當(dāng)加入配套的稀釋劑，并攪拌均勻。攪拌均勻后的涂料應(yīng)當(dāng)放置一段時(shí)間，以使其熟化，熟化時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度不同而不同。

② 預(yù)涂

對(duì)于手工焊縫、邊、角及其他噴涂不易達(dá)到的部位，在噴涂前使用刷涂的方式進(jìn)行預(yù)涂。

③ 噴涂

噴涂時(shí)注意噴槍至漆面的距離，控制噴槍運(yùn)行的速度和幅度，以達(dá)到良好的施工效果。同時(shí)，在噴涂時(shí)應(yīng)注意檢查噴涂的效果，以及時(shí)調(diào)整參數(shù)和方法，刷涂涂料時(shí)應(yīng)調(diào)整油漆的粘度，以利于施工并滿足設(shè)計(jì)要求。

施工控制點(diǎn)

3.1 檢測(cè)施工時(shí)的環(huán)境條件如大氣溫度、相對(duì)濕度、底材溫度和露點(diǎn)溫度等，底材溫度至少要高于露點(diǎn)溫度3℃以上，相對(duì)濕度要小于85%方可進(jìn)行涂層施工。

3.2 邊、角、手工焊縫等不易達(dá)到的部位應(yīng)采用刷涂方法進(jìn)行預(yù)涂。

3.3 當(dāng)覆涂間隔超過(guò)產(chǎn)品的最大覆涂間隔時(shí)或涂層曝露于室外過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，表面存在鋅鹽、粉化、污物和老化層時(shí)，采用表面拉毛的方式清理表面，為后續(xù)涂層提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)

依托本工程研究并實(shí)施復(fù)雜海水環(huán)境下鋼管樁的防腐蝕技術(shù)，從場(chǎng)地布置、防腐涂層材料、施工工藝等方面進(jìn)行了一系列改進(jìn)，確保了施工工期和質(zhì)量，取得了顯著的效益（詳見(jiàn)表5）。

該工程于2004年8月開(kāi)工，2006年10月10日順利通過(guò)驗(yàn)收，工程質(zhì)量為優(yōu)良，使用至今未出現(xiàn)鋼管樁的局部腐蝕、防腐涂層的破損、剝落、鼓泡等現(xiàn)象，確保了該碼頭的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。