劉 海

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

在對海洋資源進行開發(fā)與利用的過程中，無疑會需要使用大量且不同種類的鋼材，但是由于海洋環(huán)境存在極強的腐蝕性，如果其中的鋼結(jié)構(gòu)防腐與防護措施做的不到位，則極易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)腐蝕，特別是浪濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)在其中的腐蝕速度更加明顯。所以，為了提升鋼結(jié)構(gòu)在海洋浪濺區(qū)中的使用年限，對其施加科學(xué)、合理的腐蝕與防護措施是很有必要的。

1 鋼結(jié)構(gòu)在海洋浪濺區(qū)的腐蝕

1.1 浪濺區(qū)范圍

在20 世紀(jì)50 年代，國外科研人員認為海洋浪濺區(qū)的范圍應(yīng)是海水浪花和海水微粒飛濺可以到達的區(qū)域。然而，我國科研人員進行了認真、細致的研究后發(fā)現(xiàn)，海洋浪濺區(qū)的劃分范圍應(yīng)在海水平均高潮位以上0～2.4 m，并且在相關(guān)防腐技術(shù)規(guī)范中對此予以明確的規(guī)定。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)在海洋浪濺區(qū)的腐蝕機理

與其他海洋區(qū)域相比，浪濺區(qū)對于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕影響更加顯著。其中，在日光照射的作用下，海洋浪濺區(qū)的氯離子濃度會顯著升高，加上海浪沖擊的作用力，導(dǎo)致其中鋼結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞，所以隨著時間的不斷推移，鋼結(jié)構(gòu)就會形成較為疏松的銹層，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫與空隙，海水與空氣在其中貯存，從而對海洋浪濺區(qū)中的鋼結(jié)構(gòu)會造成一定程度的腐蝕，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的使用年限下降，同時也會影響鋼結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量。

2 海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕與防護研究進展

眾所周知，為了提升海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)使用的安全性，則必須要對其采取科學(xué)、合理的防護措施，以避免其遭受嚴(yán)重的腐蝕。另外，由于海洋浪濺區(qū)對于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕影響較為顯著，國內(nèi)外科研人員也對此進行了廣泛且深入的研究，以此來改善鋼結(jié)構(gòu)在海洋浪濺區(qū)的使用效果，下面將對此予以詳盡敘述。

2.1 重防腐蝕涂料保護

重防腐涂料與常規(guī)防腐涂料相比，前者不僅有更加廣泛的適用范圍，而且保護時間也更長久。現(xiàn)階段，在實際鋼結(jié)構(gòu)工程中最常使用的重防腐涂料有很多種，例如，聚脲彈性體涂料以及無機富鋅涂料等。此外，相關(guān)研究表明，與其他種類的富鋅涂料相比，水性無機富鋅涂料有著更加卓越的防腐蝕能力。我國科研人員通過試驗發(fā)現(xiàn)，為了更好地提升鋼結(jié)構(gòu)的防腐能力，可采用水性無機富鋅涂料作為底漆，面漆則采用高固體分復(fù)合樹脂防腐涂料，同時此方案已經(jīng)在我國海岸鋼口鋼結(jié)構(gòu)、大型鋼架橋等工程中得到了有效的驗證。此外，隨著研究的不斷深入，一種高固含量厚漿型環(huán)氧玻璃鱗片涂料在實驗室應(yīng)運而生，通過試驗發(fā)現(xiàn)，其不僅防腐能力出色，而且可以適應(yīng)更加嚴(yán)酷的腐蝕條件，同時也更耐沖刷，而且在大型海岸工程中得到了很好的驗證，對于保護海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)有著十分顯著的效果。

2.2 陰極保護

在海洋浪濺區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)的海水浸泡率普遍不高，所以導(dǎo)致電流回路難以有效的形成，所以造成普通陰極保護的實施效果與設(shè)計要求存在差距。因此，國外科研人員通過研究試驗發(fā)現(xiàn)，在處于周期性間浸漬部位的鋼結(jié)構(gòu)包裹吸水物質(zhì)或者石膏、膨潤土和硫酸鈉的混合物，同時將犧牲陽極埋設(shè)在里面，確保鋼結(jié)構(gòu)作為陰極可以獲得完整的保護。與此同時，在我國科研人員的不斷努力下，將一層電解質(zhì)膜放置在鋼結(jié)構(gòu)表面，以此來提供陰極保護電流，同樣可以得到更好的保護，而且此方法更為簡單，并且已經(jīng)在實際工程中取得了不錯的應(yīng)用效果。

2.3 金屬熱噴涂保護

所謂金屬熱噴涂保護技術(shù)，指的是高速將加熱到熔融或者半熔融狀態(tài)的金屬材料噴射到鋼結(jié)構(gòu)基體表面，從而在表面形成更具耐腐蝕效果的保護涂層的一種技術(shù)形式。在海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)工程中，金屬熱噴涂技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，且熱噴涂鋅、鋁等在其中最常用的金屬熱噴涂保護技術(shù)。此外，對于熱噴涂鋅涂層來說，盡管其應(yīng)用時間早于其他技術(shù)，但是其保護時間較為有限。與此同時，與熱噴涂鋅涂層相比，熱噴涂鋁涂層無論從耐久性還是從抗沖蝕能力來說，均比熱噴涂鋅涂層要好，同時也可以更好地保護海洋浪濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)。

2.4 熱浸鍍層腐蝕防護技術(shù)

對于海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)來說，熱浸鍍層腐蝕防護技術(shù)在其中有著廣泛的應(yīng)用。熱浸鍍層腐蝕防護技術(shù)指的是先徹底清洗鋼材表面，隨后將其浸入至熔融金屬中，從而使鋼材表面獲得金屬鍍層，增強鋼材的耐腐能力。我國科研人員發(fā)現(xiàn)，鋅-鋁-硅鍍層在海洋浪濺區(qū)的腐蝕速度顯著低于其他鍍層，而且抗蝕性能也最為突出。

2.5 包覆層保護

對于包裹層保護來說，其指的是將耐蝕性能良好的金屬或非金屬材料包裹在基底材料表面，以此來間隔腐蝕介質(zhì)與基底材料，延緩鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，有助于提升鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。包覆層保護存在多種技術(shù)形式，下面將對此一一敘述。

2.5.1 礦脂包覆技術(shù)

由于礦脂材料存在良好的防水性、黏著性以及電絕緣性等特點，所以將礦脂材料涂覆在鋼結(jié)構(gòu)表面，可以極大地提升鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性。隨著對包覆技術(shù)的研究不斷深入，日本科研人員研發(fā)出復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)，并且在碼頭、棧橋等海洋浪濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)中收獲了不錯的防腐效果，而且防腐時間也更持久。此外，在我國科研人員的努力下，對復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)進行了改良，同時與日本聯(lián)和，將新型復(fù)層礦脂包覆技術(shù)應(yīng)用于實際海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)工程之中，獲得了十分理想的應(yīng)用效果。對于復(fù)層礦脂包覆技術(shù)來說，礦脂防蝕膏是其中主要的物質(zhì)，并且其性能將會對復(fù)層礦脂包覆技術(shù)的應(yīng)用可靠性與持久性有著十分密切的影響，所以今后加大對礦脂防蝕膏的研究對加速推廣復(fù)層礦脂包覆技術(shù)的應(yīng)用有著決定性作用。

2.5.2 包覆金屬或合金護套

一般來說，包覆合金護套需要將蒙乃爾合金、銅-鎳合金以及不銹鋼材料焊接在鋼結(jié)構(gòu)表面，以此來提升海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的耐腐能力。對于400#蒙乃爾合金來說，其是由美國公司研制的，并且多用于外海采油平臺的浪濺區(qū)護板，相關(guān)近20 年的研究表明，蒙乃爾合金作為浪濺區(qū)護板仍處于十分完好的狀態(tài)，也因此證明其耐蝕性能十分出色，在海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)中有著十分巨大的應(yīng)用潛力。銅-鎳合金護套具有較低的價格，高度的耐蝕性、可塑性與可焊性等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外海上鋼結(jié)構(gòu)浪濺區(qū)的防護工程中。

2.5.3 包覆混凝土護套或其他護套

包覆混凝土的方法起源較早，但由于其防護效果良好，至今還有很多國家使用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，混凝土包覆層延伸到平均低潮位以下時方可達到最佳的腐蝕防護效果，且混凝土包覆層厚度越大，其防護壽命越長。在浪濺區(qū)的防護有時也會采用其他護套，如德國曾采用橡膠護套等。

3 結(jié)語

隨著我國海洋資源開發(fā)的不斷深入，海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)工程日益增多，所以為了保證鋼結(jié)構(gòu)在海洋浪濺區(qū)的使用效果，提升其使用年限，相關(guān)科研人員必須要對海洋浪濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護研究予以關(guān)注，對提升我國浪濺區(qū)防護技術(shù)的應(yīng)用水平有著十分重要的意義。