三峡金属结构防腐蚀措施研究(1)
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水工钢结构腐蚀的影响因素及防腐蚀措施发表时间:2018-03-06T14:20:04.917Z 来源:《防护工程》2017年第30期作者:林裕龙[导读] 钢结构在水利工程中的应用广泛,比如水工建筑物中大量采用的钢闸门、阀门、拦污栅、船闸闸门、升船机和钢引桥等。
摘要:钢结构在水利工程中的应用广泛,比如水工建筑物中大量采用的钢闸门、阀门、拦污栅、船闸闸门、升船机和钢引桥等。
由于空气和水中含有各种化学介质,如果钢结构表面未采取防腐措施,则会发生锈蚀,特别是水工建筑物中的钢结构常处于水下或干湿交替的环境中,更易发生化学变化,腐蚀更加严重。
腐蚀不仅会削弱钢结构截面的承载能力,还会产生局部锈坑,形成应力集中,进而降低正体结构的承载能力,引发结构脆断。
因此,开展水工钢结构的腐蚀防护研究非常重要,从而确保水工钢结构的完整性,延长其使用寿命。
关键词:水工钢结构;腐蚀防护;影响因素引言水工结构是水工建筑物的重要组成部分,由于金属结构长期浸没在水中,或处于干湿交替,被高速水流冲刷等环境中,受到各种水质(河水、海水、工业污水)、大气、水生物等的侵蚀,泥沙和其它漂浮物的冲击摩擦也会使钢材发生严重腐蚀,从而降低结构的承载能力,严重威胁到闸门的安全运行。
如何有效地解决水工结构的腐蚀问题,是水利水电工程管理中的重要任务。
搞好防腐蚀施工的质量控制,是关系到水工结构使用寿命的重要因素。
1 水工钢结构腐蚀的原理和影响因素 1.1 腐蚀原理。
腐蚀是指物质与外部介质发生化学作用而产生的破坏现象。
腐蚀的形式主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀是指不纯的金属与电解质溶液接触时发生的原电池反应,比较活泼的金属会因失去电子而被氧化。
水工钢结构的腐蚀多属于电化学腐蚀。
1.2 影响因素。
钢结构所处环境:比如,水工钢闸门常处于水下或半水下的干湿交替环境,易发生电化学腐蚀现象;空气中的介质会与暴露在外的钢材发生化学反应。
水利水电工程金属结构腐蚀分析与研究摘要:水利水电工程金属结构广泛应用于大坝、水闸、泵站等工程中,其主要承载和传递水力荷载和其他外部荷载。
然而,由于水环境中存在的各种化学物质以及湿润的工作环境,使得金属结构容易受到腐蚀的侵害。
金属结构腐蚀问题不仅会降低工程的强度和稳定性,还可能导致设备损坏、漏水甚至引发断裂事故。
本文主要分析水利水电工程金属结构腐蚀分析与研究。
关键词:水利水电工程;金属结构;防腐蚀引言水利水电工程中的金属结构承担着重要的功能,如水闸门、船闸、管道、储罐等。
然而,在水工环境中,这些金属结构容易受到腐蚀的侵害,导致安全隐患和工程损坏。
因此,对水利水电工程金属结构的腐蚀进行分析与研究,具有重要的意义。
1、水利水电工程金属结构腐蚀机理的分析水利水电工程金属结构的腐蚀机理是一个复杂的过程,涉及多种因素和反应。
金属结构在水环境中发生电化学氧化还原反应,其中有两个主要反应:阳极反应和阴极反应。
不同金属材料具有不同的标准电位(标准氢电极为参比电极),导致金属之间存在电位差,进一步促进了电化学腐蚀过程。
当金属结构中存在异质金属时,形成电池腐蚀,其中一个金属起到阳极,另一个金属起到阴极。
水中含有溶解氧、氯离子、硫酸根离子等物质,它们可以加速金属的腐蚀反应。
高温和湿度环境会加速金属的腐蚀速率。
酸性或碱性环境对金属腐蚀的影响不同,通常酸性环境下腐蚀速度更快。
金属表面会形成一层自然氧化膜,在一定程度上阻止了腐蚀反应的进行。
金属表面可能覆盖有污垢和保护层,对腐蚀有一定的保护作用,但在特定条件下也可能成为腐蚀的起始点。
在特定区域发生局部的腐蚀,形成小孔洞,严重时可能引起金属的破裂。
金属表面均匀腐蚀,导致金属材料的厚度减小,强度降低。
2、水工金属结构腐蚀常见类型水利水电工程金属结构在水环境中容易受到多种腐蚀类型的侵害。
点蚀腐蚀是一种以局部点孔或凹陷为特征的腐蚀形式。
通常在金属表面出现微小的腐蚀缺陷后,通过电化学反应形成凹坑,并向周围扩展。
试点论坛shi dian lun tan323水利闸门金属结构防腐处理技术的研究◎王鑫成摘要:水利闸门长期处于腐蚀性非常强的环境里面,会严重腐蚀其中的金属结构,使构件截面缩小以及应力提升,影响整个金属结构的刚度以及强度,降低闸门的承载能力,不利于设备的顺利运行。
基于此,本文就对水利闸门金属结构防腐处理技术的有关内容展开分析,可供参考。
关键词:水利闸门;金属结构;防腐处理技术一、水利闸门金属结构腐蚀的原因(1)化学腐蚀。
化学腐蚀指金属与干燥气体接触时在金属表面生成相应的化合物。
水利闸门金属结构裸露在空气中的部分和干燥气体产生化学反应引起表面锈蚀,如果不及时处理会进一步影响水利闸门内部结构。
(2)盐害劣化。
由于水利闸门的混凝土原材料中的砂子、石块等含有盐分,属于含盐骨料,以及搅拌用水和添加剂中也有含盐物质,容易出现盐害劣化。
(3)冻害劣化。
在我国北方寒冷和严寒地区,水闸混凝土结构内部的水分子在极低温度下容易从液态水变成固态冰,造成体积变大,对混凝土结构产生膨胀力,造成混凝土结构破坏,特别是在含盐拌和物的水闸混凝土内,水下混凝土构件饱和度高,冰冻膨胀力大,急速加剧了混凝土的胀裂。
二、水利闸门金属结构的相关防腐策略(1)涂料保护法。
随着防腐技术的不断推广,防腐处理方法多样,应用最广泛的是涂料防腐。
这一防腐方法具有适用范围广、经济易行且施工简便的特点,因此,在近几年的防腐处理中,高效且优质的涂料在水利闸门金属结构中得到了广泛的应用。
同时,如果对它的进行恰当的施工工艺,防腐的有效期限一般能够达到十年。
(2)阴极保护法。
这类方法具有可靠以及保护率高的特点,与此同时,它也具有一定的局限性。
第一,实施腐蚀的介质一定要具有导电量很大这一特征,第二,相比于涂料防腐,这类保护法的成本非常高,由于这项技术自身受限制,仅适用于长时间处在水里面的金属结构的具体防腐操作。
(3)喷铝、喷锌防腐。
对金属结构喷锌、喷铝防腐是当前较为先进的金属防腐措施。
水利水电工程金属结构腐蚀分析摘要:金属腐蚀作为一种常见的现象,能够在生活中经常看到。
金属腐蚀由于其对金属的破坏性,往往会对金属的正常使用与工作造成危害。
高中生在学习金属腐蚀相关知识时,应当着重关注其腐蚀原理及防腐措施两方面,并实际运用到生活中。
关键词:水利水电工程;金属结构;腐蚀引言金属腐蚀已经给世界各国带来了巨大的经济损失,据美国、日本、加拿大等国公布的数据,腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济总产值的2.5%~4.2%,据估计,世界上约有20%的金属材料因被腐蚀而无法回收,因此金属的腐蚀及防护问题引起了世界各国的普遍重视。
1水工钢构腐蚀的基本原理1.1腐蚀的定义物质通过与外部介质接触后发生化学作用,进而对其本身产生破坏的现象。
1.2电化学腐蚀形式金属钢结构和接触的介质发生了电化学反应,失去或得到电子,形成了电流,产生2Fe+O2→2FeO化学反应。
其中水工钢闸门大多数情况下发生的就是电化学形式的腐蚀。
电化学腐蚀的定义为:不同种类的金属在电解质当中时,金属表面的某些部位会产生电极电位差异,形成电位差,产生阳极反应以及阴极反应,在此过程中会有电子的移动,形成腐蚀过程,使得阳极腐蚀而阴极得到保护。
在这过程中,钢构表面有电位差、阴阳极见有接触、阴阳极处于联通的介质当中,三个条件是产生电化学腐蚀的3个要素。
1.3水工钢结构的腐蚀特征水工钢结构,由于其长期浸泡在各类水质,如海水、淡水、工业酸碱废水等当中。
其处于水体当中,受水位变化、波浪起伏、飞溅形成的潮湿喷雾蒸汽等各类作用的影响,并且极易处于干湿交替、阴暗潮湿的工作环境当中,此外,它还会不定期受到高速水流、泥沙漂浮物产生的冲刷作用,和阳光照射、空气污染、水生物附着等诸多因素的综合影响作用,所以水工钢结构的运行环境是极其恶劣的,这就导致了腐蚀现象横生。
水工钢结构腐蚀后的表面会呈现凹凸不平、兽皮泛起、锈蚀孔洞等诸多特征,并且没办法对其定量化描述。
其中钢结构一开始锈蚀时会呈现表面发暗,当为轻锈时呈现暗红色,进一步会呈现出褐色或者是棕黄色,更严重的就会是棕色、褐色疤痕、锈坑等,通常化学反应后的产物FeO、Fe2O3、Fe3O4三者是同时存在于腐蚀区域的。
水利水电工程金属结构腐蚀的有关研究我国众多水利水电工程受物理及化学因素的影响,其金属结构处于易被腐蚀的恶劣环境中,导致水利水电项目工程中的金属受腐蚀损坏,减少材料构件的截面面積,降低工程的强度及结构刚度,从而制约了金属设备的正常使用,极大地影响整个工程的承载能力。
因此,加强水利水电工程金属结构腐蚀分析与研究工作十分重要,文章从水利水电工程金属结构的腐蚀检测入手,探讨出防腐蚀的方法和工程质量控制,通过科学的技术手段提高水利水电工程的防腐蚀能力。
标签:水利水电;金属结构;腐蚀1、水电工程金属结构防腐蚀检测水利工程在建设中,很多设备都处于潮湿环境内,因此很多外在因素会影响工程内金属表面有污染物,同时容易受到腐蚀侵害。
水利工程金属结构进行腐蚀检测时要提前清理金属的表面结构。
可以使用水冲洗的方式将表面的各种杂物进行冲洗,同时对于铁锈可以使用钢丝刷的工具进行清除,之后使用软布擦拭金属表面,只有这样才可以进行防腐蚀检测。
依据检测结果,水利水电工程中各种金属结构都有锈蚀问题。
出现腐蚀问题的构件内应力逐渐提升,截面积减少,强度减小,这些都在影响金属构件发挥自己的作用。
对构件的腐蚀深度以及大小等各种要素进行分析。
依据金属腐蚀厚度、锈蚀率计算金属应力,同时也为水电工程提供安全可靠的数据分析。
受到各种因素影响,金属结构出现腐蚀的状况也不同,选择合适的方式是保证检测结果真实可靠的重要保证。
在检测过程中有可以使用超声波测厚仪的方式,也可以使用割取试件的方式,游标卡尺等工具测量,同时这些都有结合腐蚀曲线辅助检测,这样可以保证检测结果真实有效。
在实际检测中选择现场施工合适的方式进行测量,提升工作效率十分重要。
2、水利水电工程金属结构的防腐蚀方法2.1金属热喷涂防腐蚀方法将锌或铝等化学活性强于钢的金属涂料喷涂于闸门表面,形成可覆盖的涂层,对钢铁等水利水电工程金属结构形成双重保护。
双重保护作用其一在于将金属结构隔离与腐蚀介质,起到覆盖保护作用:其二在于当涂层被破坏后,锌或铝等化学涂层与基体构成腐蚀微电池,形成阴极保护作用。
水工金属结构防腐蚀规范水工金属结构防腐蚀规范是指在水工工程中,针对金属结构进行防腐蚀处理的一系列规范和标准。
由于水工金属结构长期暴露在水中或湿润环境中,容易受到腐蚀的侵害,因此必须采取一系列有效的防腐蚀措施,以保证水工金属结构的安全使用和延长使用寿命。
首先,对于水工金属结构的施工,必须使用具有防腐能力的材料,如具有防腐蚀功能的金属材料或防腐涂料。
金属材料可以采用镀锌钢或不锈钢等具有耐腐蚀性能的材料,而防腐涂料可以选择耐水性能好、耐腐蚀性强的材料进行施工。
在金属结构的焊接、拼装和涂料施工过程中,必须确保施工质量,防止出现质量隐患和缺陷。
其次,必须进行金属结构的防腐蚀处理。
对于金属结构的内部,可以采用内腔涂层保护措施,包括刷涂或喷涂耐腐蚀涂料等。
对于金属结构的外部,可以采用外部涂塑包覆的方式,使用具有耐腐蚀性的聚乙烯或聚氯乙烯等塑料材料覆盖金属结构的表面。
另外,还可以使用防腐蚀油漆、防腐蚀胶带等进行表面保护。
此外,为了保证金属结构的防腐蚀效果,还需要进行定期的维护和检测。
定期检查金属结构的防腐层是否存在破损、腐蚀等情况,及时进行修复或更换,以确保防腐蚀效果。
对于大型水工金属结构,还需要进行定期的防腐蚀性能测试,如电化学防腐蚀测试等,以评估防腐蚀措施的有效性。
最后,水工金属结构的防腐蚀规范还应包括专门的施工和维护指导文件,以便施工人员能够遵守规范,正确使用和维护防腐蚀材料和措施。
同时,还应制定完善的防腐蚀管理制度,包括责任分工、防腐蚀工作计划和预算编制等,以系统地进行防腐蚀管理。
综上所述,水工金属结构防腐蚀规范是非常重要的,可以确保水工金属结构的安全可靠,延长使用寿命。
通过合理选择材料、施工规范、定期维护和检测,可以有效地减少金属结构的腐蚀和损坏,提高其抗腐蚀性能,从而确保水工金属结构的长期稳定运行。
第!"卷第##期水利电力机械$%&’!"(%’##!))*年##月+,-./01(2./$,(034.5.0-/6071+./8,096(./3!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(%:’!))*水工金属结构防腐方案探讨;<=>??<%@%@ABC D@A<=%EE%?<%@F&D@%G BHIED>&<=JCAD&?AE>=A>EC周伟,侯庆宏,姚宏超(黄河勘测规划设计有限公司机械及钢结构设计咨询中心,河南郑州KL)))M )摘要:以水工钢闸门为例,就水工金属结构产生腐蚀的原因及目前常用的防腐蚀方法做了较为详细的探讨,并作出了经济技术评价。
关键词:水工金属结构;化学腐蚀;涂料保护;金属热喷涂;阴极保护中图分类号:-$KN文献标识码:O文章编号:#))*P *KK*(!))*)##P ))L)P )M收稿日期:!))*P )N P #N作者简介:周伟(#Q"#P ),男,河南兰考人,黄河勘测规划设计有限公司机械及钢结构设计咨询中心助理工程师,主要从事水工金属结构专业的设计工作。
水工金属结构是水利工程重要的组成部分,由于其所处环境恶劣,长期受气候变化、日光照射、干湿交替、高速水流冲击或海水侵蚀等因素影响,很容易产生腐蚀,使钢闸门的承载能力显著降低,严重影响水利工程的安全,在维修防护上消耗大量的人力、物力和财力,因此,有效地控制水工金属结构的腐蚀,延长其使用寿命具有很大的现实意义。
!金属结构产生腐蚀的原因分析金属腐蚀发生的主因是化学反应,具体来讲可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
!’!化学腐蚀化学腐蚀是根据化学的多相反应机理,金属表面的原子直接与反应物(如氧、水、酸)的分子相互作用。
如钢铁与干燥的气体反应或在高温中氧化以及在酒精、汽油等非电解质溶液中发生的腐蚀都属于化学腐蚀。
结构防腐蚀设计措施在建筑和工程领域,结构防腐蚀设计是非常重要的。
由于结构暴露在各种环境条件下,如湿润气候、高温、化学腐蚀物等,结构的耐久性和安全性可能会受到威胁。
因此,采取适当的结构防腐蚀设计措施是至关重要的。
首先,合理选择结构材料是防腐蚀设计的关键之一。
根据结构所处的环境条件,选择合适的材料可以大大延长结构的使用寿命。
例如,在海洋环境中,海水中的盐分和湿气可能会导致金属结构的腐蚀。
在这种情况下,选择高强度不锈钢或耐蚀性涂层可以有效减少结构的腐蚀。
其次,在结构设计的早期阶段考虑防腐蚀问题也是至关重要的。
结构设计师应该考虑到结构的暴露面积、结构元素之间的接缝和连接等因素,以选择合适的防腐蚀方法。
例如,在金属结构中,使用防腐蚀涂层可以提供额外的保护。
此外,设计师还应注意避免陷水区,以减少结构的暴露。
另一个重要的防腐蚀设计措施是定期进行维护和检查。
如果结构暴露在恶劣的环境中,如化工厂或海洋平台,结构的防腐蚀涂层可能会磨损或受到损坏。
因此,定期检查结构的防腐蚀涂层,并及时进行修复和维护,可以保证结构的耐久性和安全性。
此外,还有一些先进的防腐蚀技术可供选择。
例如,电镀防腐、阴极保护等技术可以提供更长久的防腐蚀效果。
这些技术通常需要专业人员进行设计和施工,但在一些对结构防腐蚀要求较高的场合,这些技术是值得考虑的。
在实际项目中,结构防腐蚀设计措施的选择和应用需要根据具体情况进行。
不同的结构和环境条件可能需要不同的防腐蚀方法。
因此,在设计过程中,与结构工程师和防腐专家的密切合作是非常重要的。
他们可以根据专业知识和经验,提供最佳的防腐蚀设计方案。
总之,结构防腐蚀设计措施对于结构的耐久性和安全性至关重要。
合理选择材料、早期考虑防腐蚀问题、定期维护和检查以及采用先进的防腐蚀技术都是有效的措施。
通过有效的防腐蚀设计,我们可以延长结构的使用寿命,提高结构的安全性,并减少维修和更换的成本。
因此,在设计和建造过程中,我们应该重视并遵循适当的结构防腐蚀设计措施。
腐蚀防止措施引言腐蚀是金属材料在与环境接触时发生的一种氧化反应,导致金属表面受损并逐渐腐蚀。
腐蚀不仅影响材料的外观和功能,还可能对结构的完整性和安全性造成威胁。
为了延长材料的使用寿命并保护金属结构免受腐蚀的侵害,需要采取腐蚀防止措施。
本文将介绍几种常见的腐蚀防止措施及其原理。
表面涂覆表面涂覆是最常见的腐蚀防止措施之一。
通过在金属表面涂覆一层具有良好抗腐蚀性能的材料,可以隔绝金属与环境的接触,进而防止腐蚀的发生。
常用的表面涂覆材料包括油漆、涂膜和镀层等。
这些涂层可以形成一个保护层,起到物理隔离与化学保护的作用,防止金属与氧气、水分和其他腐蚀性物质的接触。
金属合金的选择金属合金是一种将两种或多种金属混合在一起形成的新材料。
由于金属合金通常具有比纯金属更好的抗腐蚀性能,因此选择适当的金属合金可以有效预防腐蚀的发生。
例如,不锈钢是由铁、铬、镍和其他元素组成的金属合金,其在氧气与水分存在的环境中具有很强的抗腐蚀性能。
防腐蚀涂层的使用防腐蚀涂层是在金属表面形成保护层的一种防腐蚀措施。
常见的防腐蚀涂层有涂漆、漆膜和沥青等。
这些涂层可以隔绝金属与外界环境的接触,形成一层保护膜,以防止腐蚀的发生。
防腐蚀涂层具有较好的附着力和耐久性,能够保护金属结构免受腐蚀的侵害。
防腐蚀金属表面处理防腐蚀金属表面处理是在金属表面施加特殊处理,以增加其抗腐蚀性能的一种措施。
常见的金属表面处理方法包括电镀、镀锌、阳极处理等。
这些方法可以改变金属表面的化学性质或物理性质,使其具有较好的抗腐蚀性能。
例如,镀锌是将锌镀在铁制品表面,形成一层锌层来保护铁制品免受腐蚀。
控制环境条件环境条件对腐蚀的发生有着重要影响。
控制环境条件是一种有效的腐蚀防止措施。
例如,在湿润环境中,腐蚀更容易发生,因此可以通过保持环境的干燥来避免腐蚀的发生。
此外,控制环境中腐蚀性物质的浓度和温度也是有效的腐蚀控制方法。
定期维护和检查定期维护和检查是预防腐蚀的重要步骤。
定期维护包括表面清洁、涂层补修、漏水修复等工作,以确保防腐蚀措施的有效性。
探讨水利工程金属结构防腐蚀问题摘要:南水北调中线干线工程是一项跨流域、长距离的特大型调水工程,全线采用明渠自流、四季输水。
南水北调中线干线一期工程运用了大量的水工金属结构,在长时间的运行中金属机构会随着时间的推移会出现一些腐蚀问题,在运行管理人员的日常维护中防腐蚀是一项重要工作。
关键字:南水北调金属结构防腐蚀南水北调中线干线工程是一项跨流域、长距离的特大型调水工程,总干渠全长约1432km,担负着向北京、天津、石家庄、郑州等数十座城市输水的重大任务。
自2014年12月12日南水北调中线干线全线正式通水以来,沿线各省市引江水量及受益人口日益增加,工程综合效益正在逐步发挥。
南水北调中线工程沿线布置了许多水工金属结构设备,这些水工金属结构设备的正常运行是顺利进行输水的基础,也是南水北调运行管理的重点。
而水工金属结构设备的防腐蚀又是水工金属结构管理的基础和重中之重。
金属结构永久设备所处的环境工况具有特殊性和复杂性,长期受到恶劣工况的考验和各种环境界介的侵蚀,有的处于干湿交替或高速含砂水流的冲击磨蚀环境,南水北调工程上的设备长期受大气紫外线爆嗮和酸雨的侵蚀等,还有部分设备投入运行后维修困难。
如何采取有效的防腐蚀措施,保证施工质量,延长构件和设备的使用寿命,保障永久设备的安全运行极为重要,因为金属机构设备的安全运行直接影响到水利水电工程安全和社会经济效益的正常发挥。
1 金属在自然环境下的腐蚀原理水利金属结构的主要原材料是钢铁,常温条件下钢铁的腐蚀本质上是电化学腐蚀,而不是简单的铁与氧直接氧化反应生成铁锈。
1.1 阳极过程金属溶解,Fe失去电子,以离子的形式进入溶液,并把当量的电子留在金属上。
1.2 阴极过程从阳极流过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受,即溶解氧夺得电子后成为氧离子,再和水作用生成氢氧离子。
1.3 电流的流动因为阳极过程和阴极过程是互不依赖的相对独立的过程,电流在阳极和阴极间的流动是这样来实现的:在金属中是多余的电子从阳极流向阴极,而在溶液中是依靠离子的迁移,即阳离子从阳极区向阴极区移动,阴离子从阴极区向阳极区移动,这样就使整个电池系统中的电路构成回路。
钢结构的腐蚀及防腐措施的研究摘要:随着城市建设速度的加快,建筑施工项目逐渐扩大规模。
钢结构是建筑施工中最为常见的结构形式之一,钢结构具有施工周期短、内部空间大等优点,可以很好的保障建筑物的安全性。
但是在钢结构长期使用的过程中,受多种因素影响容易造成钢结构的腐蚀,影响建筑结构的整体稳定性。
针对建筑钢结构的腐蚀问题,需要结合具体的腐蚀原因及腐蚀情况,选择适宜的防腐技术,减少钢结构腐蚀的现象,维护建筑工程结构整体的质量。
本文通过探讨建筑钢结构的防腐技术要点,为相关工作的开展提供参考。
关键词:钢结构;腐蚀;防腐措施引言当代施工技术水平不断提升,建筑工程所面临的要求也越来越多且越来越高,同时人民群众的环保意识不断强化,所以钢结构在建筑工程之中受到了重视。
但是钢结构存在易发生腐蚀的情况,所以需要完善其中的防腐施工技术,并针对其进行有效的质量控制,以提升工程质量和我国建筑的钢结构施工水平。
1建筑钢结构的常见腐蚀类型1.1大气腐蚀在工程使用中,钢结构大多处在大气环境下,因而大气环境对钢结构造成的腐蚀情况最普遍,由于大气腐蚀而造成的损失也最多。
大气环境中,与空气中,钢结构与大气中的O2、H2O等物质发生一系列复杂的化学反应。
钢结构受大气腐蚀的程度受到温度、湿度、大气污染物等环境因子的影响。
根据钢结构表面液膜厚度不同,大气腐蚀分为干的大气腐蚀、潮的大气腐蚀及湿的大气腐蚀。
干的大气腐蚀指钢结构表面基本没有水分子膜,无法形成连续的电解质水层,钢结构腐蚀速率非常缓慢,这种环境对钢结构的破坏较小。
潮的大气腐蚀指钢结构表面覆盖了一定厚度的水分子膜,形成了连续的电解质水层,从而造成钢结构发生电化学腐蚀,使钢结构腐蚀速率大大加快。
例如铁受潮生锈,这种腐蚀是钢结构受到大气腐蚀的主要形式。
湿的大气腐蚀指钢结构与水直接接触,表面覆盖了一层较厚的水分子膜,使氧气与钢结构难于接触,使腐蚀速率迅速降低,这种环境对钢结构的腐蚀同样较小。
当大气中的CO2、SO2等腐蚀性介质溶于水膜中时,会导致钢结构腐蚀更加严重。
三峡工程中的腐蚀问题及控制措施分析080126班曾佳俊08063121摘要三峡工程是关系到国计民生的一项特大型工程, 必须保证其长期、安全地运行, 这就要求对工程中腐蚀问题进行必要的分析,从而,提出相应的防护控制措施。
笔者认为:三峡地区土壤及混泥土的腐蚀性较强, 在工程建设中最好先进行相应腐蚀环境的勘测,并在工程中采用必要的防护方法。
一、土壤腐蚀问题及控制措施分析1、土壤腐蚀基本机理及其影响因素土壤腐蚀的发生大部分起因于电池作用。
因土壤是一个由固、气、液三态物质组成的多相体系, 当埋地金属与性质不均一的土壤接触时, 其表面的不同部位上会表现出不同的电极电位, 这就具备了发生电池作用的首要条件, 即电池反应的电动势, 它通过土壤介质构成回路, 形成腐蚀电池, 电位较负的部位成为阳极区, 进行金属的溶解反应, 最终导致该部位的严重破坏。
腐蚀电池包括微电池和宏电池两种形式, 微电池腐蚀是在微区内发生的电池反应, 因其是均匀腐蚀且反应微弱, 对金属构件的腐蚀危害不大。
大量的事实证明, 土壤腐蚀主要是宏电池腐蚀最常见的腐蚀形式是氧浓差电池腐蚀。
土壤腐蚀受多种因素的影响, 土壤理化性质、气候、杂散电流、环境污染及其他人为因素等对土壤的腐蚀性都有明显的影响, 而在这些因素中, 气候、环境污染及其他人为因素都是通过改变土壤的理化性质对土壤腐蚀性产生作用的。
在诸多土壤性质中, 土壤水分、电阻率、质地和松紧度、pH、含盐量、氧化还原电位、微生物及土壤有机质等都已证明与土壤的腐蚀性有关。
2、三峡地区土壤腐蚀性分析三峡地区属亚热带湿润季风气候降水充沛且雨期集中, 降雨强度大, 这种气候条件很容易导致土壤的干干湿湿, 对加速埋地金属构件的腐蚀、增强土壤的腐蚀性都有明显的作用。
看来三峡坝址土壤的腐蚀状况在整个地区也具有代表性, 即在该地区土壤的水、气状况将是影响土壤腐蚀性的一个主要因素。
所以从气候上讲, 三峡地区的气候条件有利干埋地金属的腐蚀。
水工金属结构防腐蚀技术水工金属结构在水中长期使用,容易受到水中的湿润和腐蚀介质的侵蚀,从而降低金属材料的强度、导致金属结构产生裂缝、表面起皮、脱漆等问题。
同时,金属结构被腐蚀后,还可能导致水工工程的稳定性受到影响,进一步危及工程的安全。
因此,水工金属结构防腐蚀技术的研究和应用具有重要的实际意义。
水工金属结构防腐蚀技术主要包括两个方面:预防性防腐和修复性防腐。
预防性防腐主要是在金属结构建造和使用过程中,采取一系列的措施,减少腐蚀介质对金属结构的侵蚀。
而修复性防腐则是针对已经被侵蚀的金属结构,对其进行修复和保护,延长其使用寿命。
预防性防腐的主要措施包括:选择合适的金属材料、涂层保护、阴阳极防护等。
首先,选择合适的金属材料是预防腐蚀的首要步骤。
一般情况下,水工金属结构主要采用不锈钢、镀锌钢等材料,这些材料具有较好的抗腐蚀性能。
其次,通过涂层保护也是常用的预防性防腐措施。
涂层保护可以通过涂覆腐蚀性耐候性涂料,形成一层防护膜来保护金属结构。
此外,阴阳极防护技术也是一种有效的预防性防腐措施。
阴阳极防护技术通过构建电化学反应来延缓金属腐蚀的发生,提高金属结构的抗腐蚀能力。
修复性防腐技术主要针对已经受到腐蚀的金属结构进行修复和保护。
修复性防腐技术主要包括金属表面处理、修补和防护涂层等。
金属表面处理可以通过除锈、除油、清洗等步骤,将受腐蚀的金属表面恢复到原始状态。
修补也是一种常用的修复性防腐措施。
修补可以通过锤击、夹套等方式,对已经受腐蚀的金属结构进行修补。
最后,为了延长金属结构的使用寿命,通常会对其进行防护涂层。
防护涂层可以形成一层坚硬的膜状物质,阻隔腐蚀介质与金属结构的接触,起到延缓腐蚀的作用。
总之,水工金属结构防腐蚀技术是保证水工工程安全和稳定性的重要手段。
通过预防性和修复性防腐措施的应用,可以有效减少金属结构受腐蚀的损害,延长其使用寿命。
因此,在水工工程中应充分重视防腐蚀技术的研究和应用,以保证工程的长期稳定和安全运行。
分析三峡工程中的主要腐蚀问题及控制措施简介:三峡工程金属结构防腐蚀措施运用,提高了我国水工金属结构防腐蚀的水平,运用的防腐蚀体系具有较高科技含量,为水工金属结构防腐蚀奠定了科学的理论基础。
其防腐蚀措施将在水工行业得到广泛的推广和运用。
240万m2(不含地下厂房部分)。
金属结构所处的环境介质及运行工况复杂,金属结构在使用过程中都会受到环境因素的作用(化学、电化学、微生物和磨擦等等)而发生腐蚀破坏,因环境条件的不同其破坏的程度也不相同。
因此,根据三峡工程金属结构的环境条件和运行工况对金属材料腐蚀的研究,提出不同环境及工况下的金属结构的防腐蚀材料、涂装措施及工艺要求和阴极保护成套应用技术,从根本上解决深水固定或难于更换的金属结构的长期保护与局部腐蚀的问题,达到延长金属结构的使用寿命,确保结构及机械正常运行的目的。
长江委设计院为了作好三峡工程金属结构防腐蚀措施、涂装材料、施工工艺等方面的技术问题,进行了大量的调研、挂片观测、交流研讨及室内加速试验等全面的研究工作。
1 三峡金属结构环境腐蚀条件的研究为了充分了解三峡金属结构所处的环境介质及自然环境条件。
我们对三峡地区自然环境条件进行了大量的调查研究,掌握了三峡地区自然环境的科学数据。
1.1 水文气象条件①降雨:三峡枢纽库区降水比较丰富,并且带有酸雨,年平均降雨量在1 100 mm,日降水强度较小,约在150 mm左右。
②气温和水温:三峡地区大多数平均气温在16~18℃,库区内在21~22℃范围内,且年际间变幅较少,历年最高气温42℃,历年最低气温-2℃,多年平均气温18℃。
历年最高水温29.5℃,历年最低水温-1.4℃,多年平均水温17.9℃。
③风:年平均风速一般为1.0~1.5 m/s。
④雾:三峡地区是多雾地区,西部重庆68.9 d为最多,到峡谷为8.4 d为最小,到坝区则有所增加,宜昌为23.2 d。
⑤相对湿度和蒸发:三峡库区温度较大,年平均相对湿度为76.1%,最高达到80%,库区内多年平均水面蒸发量约在800~1000 mm。
分析三峡工程中的主要腐蚀问题及控制措施简介:三峡工程金属结构防腐蚀措施运用,提高了我国水工金属结构防腐蚀的水平,运用的防腐蚀体系具有较高科技含量,为水工金属结构防腐蚀奠定了科学的理论基础。
其防腐蚀措施将在水工行业得到广泛的推广和运用。
三峡水利枢纽金属结构规模为世界之最,金属材料用量高达26万t,需防腐蚀的表面积为240万m2(不含地下厂房部分)。
金属结构所处的环境介质及运行工况复杂,金属结构在使用过程中都会受到环境因素的作用(化学、电化学、微生物和磨擦等等)而发生腐蚀破坏,因环境条件的不同其破坏的程度也不相同。
因此,根据三峡工程金属结构的环境条件和运行工况对金属材料腐蚀的研究,提出不同环境及工况下的金属结构的防腐蚀材料、涂装措施及工艺要求和阴极保护成套应用技术,从根本上解决深水固定或难于更换的金属结构的长期保护与局部腐蚀的问题,达到延长金属结构的使用寿命,确保结构及机械正常运行的目的。
长江委设计院为了作好三峡工程金属结构防腐蚀措施、涂装材料、施工工艺等方面的技术问题,进行了大量的调研、挂片观测、交流研讨及室内加速试验等全面的研究工作。
1 三峡金属结构环境腐蚀条件的研究为了充分了解三峡金属结构所处的环境介质及自然环境条件。
我们对三峡地区自然环境条件进行了大量的调查研究,掌握了三峡地区自然环境的科学数据。
1.1 水文气象条件①降雨:三峡枢纽库区降水比较丰富,并且带有酸雨,年平均降雨量在1 100 mm,日降水强度较小,约在150 mm左右。
②气温和水温:三峡地区大多数平均气温在16~18℃,库区内在21~22℃范围内,且年际间变幅较少,历年最高气温42℃,历年最低气温-2℃,多年平均气温18℃。
历年最高水温29.5℃,历年最低水温-1.4℃,多年平均水温17.9℃。
③风:年平均风速一般为1.0~1.5 m/s。
④雾:三峡地区是多雾地区,西部重庆68.9 d为最多,到峡谷为8.4 d为最小,到坝区则有所增加,宜昌为23.2 d。
三峡金属结构防腐蚀措施研究(1)三峡工程金属结构工程量为世界之最,为了确保枢纽工程的正常运行,延长其金属结构的使用寿命,长江委设计院与大专院校及科研单位合作在三峡地区对金属结构防腐蚀涂装材料及工艺在不同的环境条件下进行了耐候性、耐蚀性、耐磨性及环保性等方面的试验,并对国内外水工金属结构腐蚀与防护的现状及发展趋势进行了大量的调查研究,对三峡地区的防腐环境条件进行实地抽样调查和原型观测,提出了不同工况金属结构防腐蚀的保护年限,确定了不同环境条件下的防腐蚀涂装材料、防腐蚀措施、涂装工艺等技术求。
对三峡金属结构防腐措施的研究,为三峡工程金属结构防腐蚀提供了最先进的防腐蚀技术,优质的防腐蚀材料,完美而科学防腐蚀配套体系及严谨而可行的涂装工艺求。
确保了三峡工程金属结构的安全运行和保护寿命,为水利行业的金属结构防腐蚀水平的提高奠定了坚实的理论基础。
关键词:金属结构防腐蚀三峡工程三峡水利枢纽金属结构规模为世界之最,金属材料用量高达26万t,需防腐蚀的表面积为240万m2 (不含地下厂房部分)。
金属结构所处的环境介质及运行工况复杂,金属结构在使用过程中都会受到环境因素的作用(化学、电化学、微生物和磨擦等等)而发生腐蚀破坏,因环境条件的不同其破坏的程度也不相同。
因此,根据三峡工程金属结构的环境条件和运行工况对金属材料腐蚀的研究,提出不同环境及工况下的金属结构的防腐蚀材料、涂装措施及工艺求和阴极保护成套应用技术,从根本上解决深水固定或难于更换的金属结构的长期保护与局部腐蚀的问题,达到延长金属结构的使用寿命,确保结构及机械正常运行的目的。
长江委设计院为了作好三峡工程金属结构防腐蚀措施、涂装材料、施工工艺等方面的技术问题,进行了大量的调研、挂片观测、交流研讨及室内加速试验等全面的研究工作。
1 三峡金属结构环境腐蚀条件的研究为了充分了解三峡金属结构所处的环境介质及自然环境条件。
我们对三峡地区自然环境条件进行了大量的调查研究,掌握了三峡地区自然环境的科学数据。
1.1 水文气象条件①降雨:三峡枢纽库区降水比较丰富,并且带有酸雨,年平均降雨量在1 100 mm,日降水强度较小,约在150 mm左右。
②气温和水温:三峡地区大多数平均气温在16〜18C,库区内在21〜22C范围内,且年际间变幅较少,历年最高气温42C,历年最低气温-2C,多年平均气温18C。
历年最高水温29.5 C,历年最低水温-1.4 C,多年平均水温17.9 °C。
③风:年平均风速一般为1.0〜1.5 m/s。
④雾:三峡地区是多雾地区,西部重庆68.9 d为最多,到峡谷为8.4 d为最小,到坝区则有所增加,宜昌为23.2 d 。
⑤相对湿度和蒸发:三峡库区温度较大,年平均相对湿度为76.1%,最高达到80%库区内多年平均水面蒸发量约在800〜1000 mm1.2 水质情况库区的水体PH值在6.8〜9.1之间,溶解氧为8.0 mg/L,耗氧量在1.4〜1.9 mg/L ,硝酸盐含量大于氨氮和亚硝酸盐,水中有铁细菌及硫酸还原菌及附着生物。
1.3 含沙量多年平均含沙量为 1.19〜1.69 kg/m3 ,最大含沙量为10.5 kg/m3 。
经过环保的治理、长江上游干、支流的输沙量和含沙量都在减少。
2 三峡工程金属结构防腐蚀关键技术的专题研究长江委设计院根据三峡工程金属结构的运行工况和所处的自然环境条件,为了延长其金属结构的使用寿命,增长维修周期,提高耐腐蚀性能,从1995年起对三峡金属结构所用的涂料配套体系、长效热喷金属体系及阴极保护等措施进行专题研究,并进行了大量现场挂片试验和室内加速试验。
2.1 防腐蚀材料的试验为了模拟三峡工程的实际工况,在三峡地区建立了3个大气腐蚀试验站,分别位于秭归、三峡坝区八河口和宜昌市区;长江水环境腐蚀试验点 2 个,分别位于葛洲坝二号船闸上、下游人字门梁系内。
针对三峡工程的具体情况组织了全国最有代表性的43家的优质产品共97种防腐蚀体系以及黑色金属材料10 种及电化学保护方法 1 种,总计108 种材料和防护体系,在上述 5 个试验点开展了三峡地区大气、长江水自然环境下材料的曝晒性能和水下耐蚀性能的试验。
试验材料中有:有机涂层(丙烯酸聚氨脂类、环氧类、醇酸类、氯化橡胶类、烯烃类、聚氨脂类及其它),无机涂层(醇溶性无机富锌、水性无机富锌),黑色金属(有A3、低合金钢、中强钢、高强钢)和金属涂层(喷锌、喷铝、喷锌铝合金、喷稀土铝)。
材料提供单位类属:国外厂商、国企、外企、集体、乡镇企业等。
通过试验,获得了材料的腐蚀数据近5000个,三峡地区大气、长江水的环境数据约400 个。
室内加速腐蚀试验选用 1 3家单位的防腐蚀体系共34个品种。
种类分为:①水溶性无机富锌,②醇溶性无机富锌漆,③环氧富锌漆,④各种热喷金属涂层,⑤各种富锌漆加圭寸闭涂层,⑥金属喷涂层加圭寸闭涂层。
2.2 试验结果(1)无机富锌涂层对钢铁的阴极保护性能明显优于环氧富锌涂层,但从结合强度上看,环氧富锌涂层优于无机富锌涂层。
(2)磷酸盐富锌涂层表现了优良的耐蚀性的结合性能。
在硅酸盐富锌中,醇溶性无机富锌的保护效果更好。
(3)从涂层的耐老化性试验来看,丙烯酸聚氨酯和硅氧烷涂层有着优异的耐候性能和装饰性能,在 2 000 h 的紫外光老化试验中失光率较小。
可保20年不失光、不粉化、不退色和不龟裂。
(4)研究并提出了适应环境保护求的防腐蚀材料,如水性无机涂料和无溶剂的环氧涂料等等。
(5)从抗冲耐磨性能试验来看,加填料的无溶剂材料的抗冲耐磨性能较好,特别是加金刚砂的环氧树脂材料的耐磨性比一般其它填料的环氧树脂材料好一些。
(6)热喷锌、锌铝合金有着良好的牺牲阳极保护作用,喷铝、AcAl 、稀土铝层的表面能生成氧化膜可起到遮蔽作用,其腐蚀速率非常低。
在喷稀土铝、AcAl、ZnAl 合金、Zn、Al 等5 种长效防护体系的热喷金属材料中,喷锌腐蚀速度最大,喷铝最小,喷锌铝合金的腐蚀速度与喷铝接近,喷稀土铝合金可提高涂层的耐蚀性能。
(7)热喷金属材料加上封闭涂料体系,其防护寿命预计可达20 年以上。
热喷金属加封闭涂料是最好的长效防腐蚀措施。
封闭底层材料可选用渗透性强的各类清漆以及环氧硅氧烷等材料。
(8)阴极保护技术在三峡工程金属结构中应用的研究。
对牺牲阳极法和外加电流法进行了仔细地研究与计算,确定了阳极材料、电流密度。
保护面积及参比电极等有关技术参数。
得出涂层加阴极保护可使金属结构的保护寿命达30 年左右。
对于牺牲阳极的阴极保护已在三峡临时船闸拦污栅中进行了实地试验,并取得了良好效果。
摘三峡工程金属结构工程量为世界之最,为了确保枢纽工程的正常运行,延长其金属结构的使用寿命,长江委设计本篇论文是由3C0M文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的,论文版权属原作者,请不用于商业用途或者抄袭,仅供参考学习之用,否者后果自负,如果此文侵犯您的合法权益,请联系我们。
(9)为确保防腐蚀材料的质量,通过对各个涂料生产厂家调研及现场挂片试验,并进行综合比较,初步确定了 6 个三峡二期工程金属结构涂料的生产厂家。
(10)防腐蚀质量的好坏,主决定于涂装施工的质量,为了确保防腐蚀的施工质量,对三峡金属结构涂装施工单位的资质、人员、设备等都有明确的规定。
3三峡金属结构防腐蚀措施的技术求3.1保护年限的求保护年限系指在确定的防腐蚀设计方案下应当达到的设计保护年限,是选定涂装材料及供货厂家,确定防腐涂装工艺及施工单位等需考虑的综合因素。
( 1 )对经常处于水下或干湿交替环境,且不易检修或检修对发电、泄洪、航运有较大影响者,其保护年限求达到20 年以上。
(2)对虽然经常处于水下或干湿交替环境,但比较易于检修且对发电、泄洪、航运无大影响者,其保护年限应达到10〜15年。
(3)对于处于大气环境者,室外的保护年限求达到20 年以上,室内求达到25 年以上。
(4)对外观质量考虑到作风景旅游景点的需,应能耐阳光、雨水等侵蚀,保色、保光性好,求在5〜8年内不褪色、不失光。
3.2 涂装材料的技术求(1)用于三峡工程的涂装材料,应选用经过工程实践证明其综合性能优良,且能与国际接轨的一流产品。
(2)使用的涂料质量,必须符合国家标准或国际相应涂料标准。
(3)涂料应配套使用。
底、中、面漆宜选用同一厂家的产品。
(4)对采用金属热喷涂的金属成份、纯度、直径应符合国家的有关规范求。
(5)承包者采用任何一种涂料都应具备下列资料并报监理工程师审查:①产品说明书、产品批号、生产日期、合格证及检验资料。
②涂料工艺参数:包括闪点、比重;固体含量;表干、实干时间;涂覆间隔时间;理论涂覆率;规定温度下的粘度范围;规定稀释剂的稀释材料和稀释比例及对各种涂覆方法的适应性等。
③涂料主机械性能指标及组成涂料的原料性能指标。
④涂料厂对表面予处理、涂装施工设备及环境的求等。
3.3 涂装施工(1)人员资质条件①质检人员应具有国家有关部门颁发的资质证书。
②操作人员应经过培训,考试合格,持证上岗。
操作人员的培训及考试必须在国家有关职能部门的管理下进行,并应有一定数量的国家有关部门颁发资质证书的操作人员。
③合格质检人员及考试合格的操作人员名单应报监理工程师确认备案,其数量应满足涂装施工的求。
(2)表面预处理①除涂层修补外,应采用喷射方法进行表面预处理。
②喷射处理所用的磨料必须清洁、干燥。
金属磨料应符合GB648〜6487的规定,磨料料径应在0.5〜1.5 mm范围内,磨料应不易碎裂,粉尘少,并符合环保条例的有关规定。
矿物磨料粒径应在0.5〜2.0 mm范围内,严禁使用河砂。
③喷射处理前必须仔细清除焊渣、飞溅附着物,磨平焊疤、毛刺等,并清洗基体金属表面可见的油脂及其他污物。
④喷射处理所用压缩空气,必须经过冷却装置及油水分离器处理,以保证压缩空气的干燥、无油,空气压力在0.4〜0.6 MPa 范围。
⑤喷射处理后的金属表面清洁度等级:对于涂料涂装应不低于GB8923中规定的Sa212级,对于热喷金属涂装应达到Sa3级,对与混凝土接触表面应达到Sa2级,手工和动力工具除锈只适用于涂层缺陷局部修理和无法进行喷射处理的部位,其表面清洁度等级应达到GB8923中规定的St3级。
⑥喷射处理后的表面粗糙度值:对于涂料涂装Ry应在40〜70 ym范围以内,对于热喷金属涂装Ry应在60〜90ym范围以内。
⑦喷射除锈时,施工环境相对湿度应不大于85%金属表面温度应不低于露点以上3C,推荐采用封闭式车间进行涂装施工,以便有效地控制环境条件,确保质量。
露天施工时,雨、雪、降露和高温天气不得进行涂装施工。
(3)涂装工艺①承包人(分包人)应根据标书的规定,制定涂装施工工艺规程报监理工程师批准后,方能进行涂装施工。
②金属喷涂工艺可采用电弧喷涂或火焰喷涂,优先采用电弧喷涂,涂料喷涂应采用高压无气喷涂。