錢洲亥，王靜，周海飛，侯保榮，寧東濤，方玉群

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院，浙江 杭州 310006；2.中國科學院海洋研究所，山東 青島 266071；3.青島迪恩特新材料科技有限公司，山東 青島 266109；4.國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321001）

大氣區(qū)異型鋼結構上復層礦脂包覆防腐技術施工要點

錢洲亥1，王靜2,*，周海飛1，侯保榮2，寧東濤3，方玉群4

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院，浙江 杭州 310006；2.中國科學院海洋研究所，山東 青島 266071；3.青島迪恩特新材料科技有限公司，山東 青島 266109；4.國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321001）

以輸電線鐵塔基礎部位為例，詳細說明了復層礦脂包覆防腐技術的施工工藝，為大氣區(qū)異型鋼結構防腐涂裝提供了參考。

復層礦脂包覆技術；鋼結構；大氣區(qū)；施工；防腐蝕

First-author’s address:Electric Power Science Research Institute of Zhejiang Electric Power Corporation, Hangzhou 310006, China

鋼材的大氣腐蝕是一個普遍而嚴重的問題，每年造成巨大的損失。統(tǒng)計數(shù)字表明，每年由于腐蝕造成的鋼鐵損失約占年產(chǎn)量的10% ～ 20%，其中大氣腐蝕造成的約占一半[1]。鋼材腐蝕不僅會造成金屬資源浪費，而且可能引發(fā)安全事故，影響正常的生產(chǎn)，甚至威脅到人們的生命安全。鋼結構的連接處如螺栓、螺母、閥門、法蘭、焊縫等異型鋼結構，由于形狀復雜，縫隙、邊緣、棱角較多，表面凹凸不平，易積存水、潮氣、鹽分等腐蝕性介質。尤其是海上和沿海地區(qū)，受鹽分和濕度的強烈影響，裸露的螺栓、螺母等連接構件腐蝕發(fā)展很快。對于受力構件而言，這樣的局部腐蝕極其危險。據(jù)估算，鋼材每減薄1 mm，其強度下降5% ～ 10%，大大降低了整體鋼結構的機械性能。大氣區(qū)異型鋼結構關鍵部位的典型腐蝕照片如圖1所示。

目前國內大氣區(qū)鋼結構的防腐大多采用防腐涂料。傳統(tǒng)的防腐涂料保護方法對施工表面的前處理等級及施工環(huán)境要求高，螺栓、法蘭等關鍵節(jié)點部位形狀不規(guī)則，難以進行噴砂等表面處理；涂刷施工時，涂料很容易出現(xiàn)流掛、漏涂等現(xiàn)象，使這些復雜節(jié)點縫隙和邊緣部位難以得到足夠的保護[2-3]。另外，由于很多部位已經(jīng)做過涂層處理，如果要重新進行保護，需要去除原來的涂層和銹層，表面處理復雜，后期維護費用高，維護效果又很差。熱鍍鋅也是常用的一項防腐措施。熱鍍鋅層的陰極保護效果在干燥的大氣環(huán)境下效果較好，但其表面若粘附了一層凝結水，與氧氣、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、煙灰、塵土等作用后，會形成一種電解液，使化學穩(wěn)定性較差的鋅層發(fā)生電化學腐蝕，縮短了產(chǎn)品的使用壽命[4-6]。復層礦脂包覆防腐技術(PTC)[7-9]是一種長效重防腐技術，通常應用于海洋鋼結構浪花飛濺區(qū)的腐蝕防護，也可以應用于埋地管線、異型鋼結構等腐蝕嚴重區(qū)域，具有防腐效果好、耐潮濕、施工方便等優(yōu)勢。本文以輸電線鐵塔基礎部位為例，介紹其在大氣區(qū)異型鋼結構上施工的過程及技術要點。

圖1 鋼結構腐蝕照片F(xiàn)igure 1 Photos showing the corroded steel structures

1 復層礦脂包覆防腐技術

1. 1 系統(tǒng)組成

復層礦脂包覆防腐技術由礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶以及最外層的玻璃鋼保護罩組成，如圖 2所示。內層是礦脂防蝕膏，均勻覆蓋鋼結構表面，填滿鋼鐵表面的腐蝕坑，隔絕鋼鐵表面與腐蝕介質(水、空氣等)。此外，礦脂防蝕膏中還添加了銹轉化成分，可以帶銹施工，提高施工效率。

中間層為礦脂防蝕帶。防蝕帶是以無紡布為載體，浸漬了與防蝕膏類似成分的礦物脂而制成的帶狀防蝕材料。防蝕帶具有較好的附著力和強度，能進一步使被保護的鋼結構表面形成一個密閉體系，并對外界的沖擊提供一定的緩沖。

外層是增強玻璃鋼的防蝕保護罩，強度高，具有良好的機械性能，能夠抵御外界機械撞擊對內部保護層的破壞。對于規(guī)則結構，防蝕保護罩可以在工廠中預制，而對于異型結構，應當現(xiàn)場制作。

圖2 復層礦脂包覆防腐體系Figure 2 Multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion system

1. 2 施工工藝及技術要點

復層礦脂包覆防腐技術的施工工藝簡單，對于具有復雜節(jié)點的鋼結構，主要施工工藝步驟包括表面處理、涂礦脂防蝕膏、纏繞礦脂防蝕帶、現(xiàn)場制作玻璃鋼防蝕防護罩等工藝步驟。對于形狀規(guī)則的鋼結構，則簡化了施工工藝，最后一步無需現(xiàn)場制備，直接安裝預制的防護罩即可。

現(xiàn)場制作玻璃鋼保護罩工藝為：(1)在防蝕帶上粘貼1層表面氈，涂刷不飽和聚酯樹脂；(2)纏繞1層玻璃絲布，涂刷不飽和聚酯樹脂；(3)整體涂刷添加了顏料的不飽和聚酯樹脂一遍。施工時上述3步需連續(xù)完成，在前一道樹脂固化前完成下一道工序。

復層礦脂包覆防腐技術施工的主要技術要點：

(1) 涂抹礦脂膏工藝要保證基體表面涂抹均勻，表面平整，尤其是表面粗糙部位，要保證坑洼部位都涂抹上防蝕膏；鋼結構包覆邊緣要預留出50 mm的位置，不涂抹防蝕膏及纏繞防蝕帶，用于包制玻璃鋼防蝕保護罩，使保護罩和鋼鐵基體緊密結合，以達到密封效果。

(2) 纏繞礦脂防蝕帶時，用力將礦脂防蝕帶拉緊鋪平，用輥子等工具將里面空氣壓出，起始處纏繞 2層，然后螺旋纏繞并依次搭接 55%。對于不規(guī)則鋼結構(如螺栓等)，先將礦脂防蝕帶剪成合適的長度，將其逐段纏貼在不規(guī)則處。應保證各處至少纏繞2層。

(3) 制作玻璃鋼保護罩不能帶水或在空氣濕度大的條件下進行。制作玻璃鋼時要根據(jù)現(xiàn)場溫度和施工進度調節(jié)固化劑用量，一般固化劑用量為0.8% ～ 2.0%，固化時間控制在40 min左右。表面氈和玻璃絲布要保證平整，不能有褶皺。在每一層布或氈貼好后，涂刷樹脂要順著一個方向。涂刷好后要用壓輥趕盡其中氣泡，壓輥要順著同一方向滾動，不能往返滾涂。涂刷樹脂不宜過多，以防止流掛而導致表面不平整，使用壓輥趕出多余樹脂。節(jié)點、加強板等特殊位置要單獨制作玻璃鋼，以保證與基體緊密結合，達到密封效果。

2 復層礦脂包覆防腐技術在輸電線鐵塔基礎部位上的實際施工過程

2. 1 表面處理

如圖 3所示，先用除銹鏟刀輕鏟銹層，將浮銹和鼓泡全部除掉。再用鋼砂刷，除去浮銹、氧化皮和表面的泥土，然后用鐵砂紙打磨除銹，除銹等級不高于St2。

圖3 表面處理Figure 3 Surface pretreatment

2. 2 涂抹礦脂防蝕膏

擠出少許礦脂防蝕膏于手掌中間，進行涂抹，重復5 ～ 10次，使其均勻分布在鋼結構表面。光滑表面約300 g/m2，銹蝕特別嚴重處400 ～ 500 g/m2。需用礦脂防蝕膏填滿坑凹和縫隙處，抹平銹蝕處，突出物的表面也應涂抹一層礦脂防蝕膏，形成一層完整的保護膜。施工過程和最終效果如圖4所示。

圖4 涂抹礦脂防蝕膏Figure 4 Spreading the anticorrosive petrolatum paste

2. 3 纏繞礦脂防蝕帶

垂直結構一般采用由下至上的方式進行纏繞，以保證所有的搭接口都向下，防止雨水等倒灌。起始處首先纏繞2層，然后依次搭接1/2。始末搭接時，搭接長度應大于或等于100 mm。纏時稍用力將防蝕帶拉緊鋪平，將里面的空氣壓出，確保防蝕帶能緊貼鋼結構表面，使防蝕帶尤其是搭接處完全粘貼在一起，并用手撫平表面。施工過程和最終效果如圖5所示。

圖5 纏繞礦脂防蝕帶Figure 5 Wrapping with the anticorrosive petrolatum tape

2. 4 現(xiàn)場制作玻璃鋼防蝕保護罩

鋼結構用礦脂防蝕帶纏好后，先用空白的表面氈將礦脂防蝕帶纏好，然后使用毛輥直接將配制好的不飽和聚酯樹脂均勻涂刷在空白的表面氈上，并保證將其完全浸潤，如圖6所示。

圖6 纏繞表面氈并輥涂不飽和聚酯樹脂F(xiàn)igure 6 Wrapping with the surface felt and painting unsaturated polyester resin with a roller

將剪成合適大小的玻璃絲布依次貼在浸潤好的表面氈上，再次涂刷不飽和聚酯樹脂，如圖 7所示。然后用鋼輥滾壓，趕出其中的氣泡。氈、布必須鋪設平整，之間的接縫應相互錯開。涂刷時必須保證無氣泡、針孔、漏涂、流膠等不良現(xiàn)象，既要充分浸潤氈、布，又不能涂刷過多，需嚴格控制膠液使用量才能確保合格率。待玻璃絲布和表面氈完全固化后，可以在表面涂刷面漆，根據(jù)需要確定其顏色。最終效果見圖8。

圖7 纏繞玻璃絲布并輥涂不飽和聚酯樹脂F(xiàn)igure 7 Wrapping with fiberglass cloth and painting unsaturated polyester resin with a roller

圖8 施工完成效果Figure 8 Finished effect

3 結語

復層礦脂包覆防腐蝕技術是一項長效的重防腐技術，其中防蝕膏、防蝕帶能夠有效隔絕腐蝕介質的滲透和侵蝕，具有表面處理要求低，可帶銹、帶水施工等優(yōu)勢。防蝕保護罩強度高，能夠有效抵御酸、堿等腐蝕性介質以及光照老化的侵蝕。整個系統(tǒng)質量輕，對結構物無附加載重壓力，環(huán)保、無毒、無污染。復層礦脂包覆防腐蝕技術不受應用環(huán)境和鋼結構形狀限制，施工工藝簡單，施工時間較短，有效防護壽命長，十分適用于解決大氣區(qū)鋼結構關鍵復雜部位的腐蝕難題。

[1] 馬永新. 鋼結構防腐蝕涂料施工技術[J]. 上海涂料, 2010, 48 (7): 51-53.

[2] LI Y T, LIU J G, DUAN J Z, et al. Thermally sprayed aluminum and zinc coatings for tidal zone cathodic protection of offshore platform pile legs [J]. Materials Performance, 2006, 45 (12): 1-2.

[3] 楊昊焜. 關于我國石油管道防腐蝕技術的研究[J]. 中國石油和化工標準與質量, 2013 (8): 103.

[4] LI Y T. M?ssbauer effect of rust layer formed on steel in different marine corrosion zones [J]. Corrosion, 2007, 63 (9): 850-856.

[5] 侯保榮. 海洋腐蝕與防護[M]. 北京: 科學出版社, 1997.

[6] 侯保榮, 西方篤, 水流徹. 鋼材在海水-海氣變換界面區(qū)的腐蝕行為[J]. 海洋與湖沼, 1995, 26 (5): 514-519.

[7] 侯保榮, 海洋鋼結構浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術[M]. 北京: 科學出版社, 2011.

[8] 「海洋鋼構造物の防食技術」編集委員會, 鋼管杭の防食法に関する研究グループ. 海洋鋼構造物の防食技術[M]. 東京: 技報堂出版, 2010.

[9] 岡本剛, 井上勝也. 腐食と防食[M]. 東京: 大日本図書, 1977.

[ 編輯：杜娟娟 ]

Construction hints of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology for irregularly-shaped steel structure at atmospheric zone

QIAN Zhou-hai, WANG Jing*, ZHOU Hai-fei, HOU Bao-rong, NING Dong-tao,

FANG Yu-qun

The construction processes of multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology was introduced in detail with the base part of transmission tower as an example, providing a reference for anticorrosive coating of irregularlyshaped steel structure at atmospheric zone.

multilayer petrolatum tape and covering anticorrosion technology; steel structure; atmospheric zone; construction; corrosion resistance

TG178

B

1004 - 227X (2016) 18 - 0976 - 04

2016-04-26

2016-05-24

國家電網(wǎng)公司科技項目：海上風電結構和設備防腐技術研究項目（5211DS150016）。

錢洲亥（1970-），男，浙江海寧人，高級工程師，研究方向為輸變電設備腐蝕與防護。

王靜，副研究員，(E-mail) jwang0501@126.com。