鋼結構防腐原理及要求

 一、鋼結構腐蝕成因

 鋼結構腐蝕主要由化學腐蝕、電化學腐蝕和環(huán)境因素共同作用導致：

 -  化學腐蝕：金屬與周圍介質（如氧氣、酸、堿、鹽等）直接發(fā)生化學反應，例如鋼材在潮濕空氣中與氧氣生成鐵銹（Fe?O?·nH?O）。

- 電化學腐蝕：鋼結構表面因材質不均勻（如雜質、應力差異）形成微電池，在電解質溶液（如水膜、酸雨）中，陽極區(qū)金屬失電子被腐蝕，陰極區(qū)發(fā)生還原反應（如氧氣得電子生成氫氧根離子）。

- 環(huán)境因素：潮濕空氣、工業(yè)廢氣（SO?、Cl?）、海洋鹽霧、土壤中的電解質等加速腐蝕進程，例如沿海地區(qū)鋼結構因氯離子滲透腐蝕速度顯著加快。

 二、鋼結構防腐原理

 1. 涂層防護（物理隔離+化學緩蝕）

 - 物理隔離：通過涂覆防腐涂料（如環(huán)氧漆、聚氨酯漆、氟碳漆）形成致密膜層，隔絕鋼材與氧氣、水、鹽等腐蝕介質接觸。例如，環(huán)氧涂層憑借強附著力和耐化學性，在鋼材表面形成“屏障”。

- 化學緩蝕：部分涂料含緩蝕劑（如鉻酸鹽、磷酸鹽），可吸附在金屬表面抑制電化學腐蝕，或與金屬離子反應生成鈍化膜（如鋅粉涂料中鋅離子形成氧化鋅保護層）。

 2. 陰極保護（電化學防護）

 - 犧牲陽極法：連接電位更負的金屬（如鋅、鎂合金）作為陽極，通過導線與鋼結構相連，陽極優(yōu)先腐蝕消耗，保護鋼結構成為陰極。

- 外加電流法：外接直流電源，使鋼結構接負極成為陰極，輔助陽極接正極，通過電流抑制鋼材腐蝕反應（需配合參比電極監(jiān)測電位）。

 三、鋼結構防腐要求

 （一）設計與材料要求

 1. 材料選擇

- 選用耐候鋼（如Q355NH），其表面可形成穩(wěn)定銹層阻止進一步腐蝕；特殊環(huán)境（如海洋、化工區(qū)）可采用不銹鋼（304、316）或熱鍍鋅鋼材（鋅層厚度≥85μm）。

2. 結構設計

- 避免積水、縫隙（如采用圓滑焊接、傾斜坡面），減少腐蝕介質殘留；節(jié)點設計需便于涂層施工（如避免死角、預留檢修空間）。

 （二）施工工藝要求

 1. 表面處理（關鍵前提）

- 除銹等級：噴砂除銹需達Sa2.5級（無可見鐵銹、氧化皮，表面呈金屬光澤），手工除銹需達St3級（徹底除銹，表面無松動氧化皮）。

- 清潔要求：除銹后清除表面粉塵、油污，避免二次污染（宜在4小時內涂裝）。

2. 涂層施工

- 涂層體系：一般采用“底漆+中間漆+面漆”多層結構（如環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+聚氨酯面漆），總厚度根據環(huán)境確定：室內≥120μm，室外≥150μm，重腐蝕環(huán)境（海洋、化工）≥200μm。

- 施工規(guī)范：噴涂時控制溫度（5~35℃）、濕度（≤85%），避免流掛、漏涂，每層間隔需符合涂料固化要求。

3. 陰極保護施工

- 犧牲陽極：按結構尺寸計算陽極數量，均勻布置（如儲罐底板每50㎡布置1個鋅陽極），確保電流分布均勻。

- 外加電流：輔助陽極（如高硅鑄鐵）埋設在土壤或水中，電源輸出電壓根據保護面積調整，使鋼結構電位維持在-0.85V~-1.5V（相對于Cu/CuSO?參比電極）。

 （三）驗收與檢測要求

 1. 涂層質量檢測

- 外觀：表面平整、無氣泡、剝落，顏色均勻。

- 厚度：用磁性測厚儀按100㎡不少于3個點檢測，合格率≥90%，且最小厚度不低于設計值的85%。

- 附著力：劃格法（間距1mm）檢測，膠帶撕拉后涂層脫落面積≤5%為合格；重要結構需用拉開法測附著力（≥5MPa）。

2. 陰極保護檢測

- 電位監(jiān)測：定期測量鋼結構表面電位，確保處于有效保護范圍；犧牲陽極消耗率每年≤5kg，需及時更換。

 （四）維護與管理要求

 - 定期檢查：每年1次外觀檢查（涂層破損、銹蝕跡象），每3年檢測涂層厚度和陰極保護電位。

- 及時修復：發(fā)現涂層破損立即清理銹蝕區(qū)，補涂同體系涂料；陰極保護系統故障需24小時內排查（如更換犧牲陽極、檢修電源）。

- 環(huán)境監(jiān)控：記錄溫濕度、污染物濃度（如SO?、Cl?），重腐蝕區(qū)域縮短維護周期（如海洋平臺每半年檢查一次）。

 核心邏輯：通過“隔離腐蝕介質+抑制電化學反應”雙機制防腐，從材料選型、施工標準到后期維護形成全流程控制，確保鋼結構在設計周期內（如20~30年）免受腐蝕破壞。