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高压水砂除锈机防腐涂装施工方案

文章出处:本站   责任编辑:admin    发布时间:2020-02-05 16:14     点击数:-   【

摘 要: 高压水砂除锈防腐涂装技术包含高压水砂表面处理技术及带湿耐锈防腐涂装技术。本文从技术原理、技术特点及对比试验等方面对该技术进行了分析研究,解决了干法喷砂除锈的粉尘物理污染和金属喷涂的化学污染,保护了环境和操作人员健康,延长了工程的使用寿命,节省了投资。

高压水砂除锈机防腐涂装施工方案


1、引言:

  水工钢闸门等金属结构是水工建筑物的重要组成部分,常处于干湿交替的水环境中,易腐蚀,使承载能力下降,影响工程安全。目前我国水工钢闸门等金属结构常用的防腐措施主要是涂料防腐、金。金属喷涂外加涂料属喷涂防腐和牺牲阳极防腐封闭防腐措施,采用专用设备将锌、铝等金属熔融喷射到金属表面,形成金属保护层,外加涂料封闭,保护效果较好。但该技术对人体的伤害很大,容易形成尘肺病等职业病,影响员工的身心健康。

  如采用传统涂料防腐或涂料外加牺牲阳极防腐环境污染小,但对表面处理要求高。目前我国的常用的防腐措施其表面处理均采用干法喷砂除锈的方法。施工时会产生粉尘,环境污染严重,在现代工业越来越“园区化、集中化 ”的今天,已经被列为高污染技术而受到质疑。为了解决干法喷砂除锈的粉尘物理污染和金属喷涂的化学污染,本文结合江苏盐城射阳港射阳挡潮闸主要从高压水砂表面处理技术 ( 湿喷砂技术) 及带湿防腐涂料技术等两方面。对水工金属结构高压水砂除锈防腐涂装技术进行了研究并在挡潮闸闸门结构上进行了应用。


2、水工金属结构高压水砂除锈防腐涂装技术原理及特点:

2. 1、高压水砂表面处理技术原理及特点:

 高压水砂表面处理技术近年来在德、法、美、日等发达国家普遍应用,在国内起步较晚,尤其在水工金属结构领域还是空白。使用高压水砂射流进行水工金属结构结构表面处理优势明显 。它的原理是将普通清洁水通过高压水泵等水砂射流装备增压,形成工作压力 250 MPa 以上的高压水流,在高压水流中加入不同的磨料介质,如细砂、石英砂、钢丸等,通过特殊的喷嘴( 孔径 1 ~2 mm) ,以极高的速度( 500 m / s 左右超音速) 喷出能量高度集中的小水流,在能量由势能转化为动能后,小水流对氧化皮、铁锈、破损的漆膜等垢物进行撞击、气蚀、磨削、楔劈、粉碎和剥离,在瞬间清洗到金属发白基体。利用这种具有巨大能量的水砂进行清洗即为高压水砂射流表面处理。

 高压水砂表面的处理后,无需干燥,可立即涂装,清洁度可达到 1 级。采用水砂混合射流,无粉尘污染,杜绝了传统喷砂粉尘的大气排放,保证了周边环境清洁。超高压水和喷漆可平行作业,无火花产生,有效地抑制了火灾和爆炸的危险,尤其适合在易燃易爆环境下施工。

 

2. 2、带湿防腐涂料技术原理及特点:

 众所周知,涂料表面的粗糙度和清洁度越好,其,涂层的附着力越高 但是高压水砂射流表面处理的基材金属表面潮湿,会迅速产生闪锈和瞬锈。在这种情况下,普通涂料附着力低,防腐效果差。在实践中研究成了无溶剂带湿带锈环氧漆料,它消除了溶剂涂料漆膜在金属针孔中存留的溶剂所引发的涂层缺陷,同时克服了溶剂涂料漆膜固化过程中,由于溶剂挥发造成漆膜表面产生针孔,破坏涂层的屏蔽和防水气渗漏性能等问题。

 无溶剂带湿环氧漆料涂刷在潮湿带瞬锈的金属表面时,极具浸润性和渗透性,可充分渗入到金属表面的针孔中,与金属基体分子强力亲和并把针孔中的水气和氧化铁锈乳化溶解于涂层中,产生的附着力大于10 MPa 以上 。带湿环氧漆料中加入的经特殊亲水改性的某些填料,会形成可疏水的活性基团,配合了漆膜固化反应时所产生的化学强力排水功能,通过离子交换,把金属表面的水气和氧化铁锈中分解出来的结晶水彻底逸出涂层。当无溶剂环氧涂层固化封闭后,该疏水活性基团的分子键也随着固化而消失,从而钝化了金属表面,防止金属活化,金属表面获得了理想的干燥封闭状态。当金属表面获得强固密闭,在安全干燥无水份的情况下 各种类型的电化学腐蚀就不易发生。

  无溶剂涂料环保无毒,不含有机酸、无机酸,不含铅、铬等重金属防锈填料,对人体无伤害,对环境无污染。基体的处理标准要求比传统涂料低,Sa2级,St3 级即可施工,并具备极为优异的附着力,对表面粗糙度要求低。可在潮湿表面施工,无露点限。该涂料可避免针孔问题,具有单向长效疏水制透气功能,在保证钢结构表面的水气排出的同时,可持久地阻止外界水分、气体、盐雾等有害介质对涂层的侵蚀危害。

 

3、水工金属结构高压水砂除锈防腐涂装试验设计:

3. 1、试验载体:

 在江苏盐城射阳港射阳挡潮闸,由江阴水利机械施工工程有限公司承担,在 2 扇弧形工作闸门的面板及梁系部位,各布置挂片 3 组。具体挂片的尺寸,数量和表面防腐涂层的形式及要求如表 1 和表 2 所列。


3. 2、挂片的防腐效果测试结果:

 挂片安装完成后,工作闸门长期处于挡水工作状态,在汛期和引水季节开关,每年开关次数约为 45次左右。防腐效果的观察时间分别在 2010 年 11 月,2012 年 5 月和 2014 年 9 月。具体结果如表 2 所列。


   






1  挂片试验规格及内容







挂片编号


规格 / mm × mm × mm

数量 / 个

试验内容









1

 10 × 200 × 260

2 × 3

干喷砂除锈后喷锌 120 μm,涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,环氧面漆 100 μm

梁系( 沿


2

 10 × 200 × 260

2 × 3

干喷砂除锈后涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,环氧面漆 100 μm

内河)


3

 10 × 200 × 260

2 × 3

湿喷砂除锈后涂刷配套的无溶剂环氧带湿底漆 60 μm,环氧带湿面漆 120 μm



4

 10 × 200 × 260

2 × 3

干喷砂除锈后涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,氯化橡胶面漆 80 μm









5

 8 × 200 × 320

2 × 3

干喷砂除锈后喷锌 120 μm,涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,环氧面漆 100 μm

面板( 沿


6

 12 × 200 × 320

2 × 3

干喷砂除锈后涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,环氧面漆 100 μm

海水)


7

 10 × 200 × 320

2 × 3

湿喷砂除锈后涂刷配套的无溶剂环氧带湿底漆 60 μm,环氧带湿面漆 120 μm



8

 10 × 200 × 280

2 × 3

干喷砂除锈后涂刷底漆环氧富锌 60 μm,环氧云铁中间漆 80 μm,氯化橡胶面漆 80 μm






2  涂层防腐蚀效果记录










挂片编号


试验内容



涂层情况














一年

二年

五年











1

喷锌,涂刷环氧类涂料


涂层完好

涂层边角局部剥落

涂层边角锈蚀,大面完好

梁系( 沿


2

除锈后涂刷环氧类涂料


涂层完好

涂层边角局部剥落

涂层局部有部分锈蚀

内河)


3

除锈后涂刷无溶剂环氧带湿涂料


涂层完好

涂层基本完好

涂层基本完好



4

除锈后涂刷氯化橡胶涂料


涂层完好

涂层边角剥落,有锈斑

涂层局部有部分锈蚀











5

喷锌,涂刷环氧类涂料


涂层基本完好

涂层边角剥落,有锈斑

涂层边角锈蚀,大面完好

面板( 沿


6

除锈后涂刷环氧类涂料


涂层基本完好

涂层边角局部剥落,有锈斑

涂层局部有锈蚀

海水)


7

除锈后涂刷无溶剂环氧带湿涂料


涂层基本完好

涂层基本完好

涂层基本完好



8

除锈后涂刷氯化橡胶涂料


边缘涂层鼓泡

涂层边角剥落,有锈斑

涂层局部锈蚀严重









3. 3、挂片边棱保持测试结果:

 在做挂片试验时,在涂料厂还做了涂料保持率试验,共做了 3 组。具体结果见图 1。

图 1	涂层边棱保持效果

图 1 涂层边棱保持效果

从表 2 中看出,腐蚀往往从边棱和焊缝最先开始。图中无溶剂环氧涂料,边棱保持率大于 90% 。防腐寿命高于普通环氧类防腐涂料。


3. 4、无溶剂环氧带湿涂料主要技术性能:

 无溶剂环氧带湿涂料主要技术性能如表 3 所列。

3 无溶剂环氧带湿涂料主要技术性能指标

 

序号

测试内容

主要技术性能

检测标准






拉拔附着力

潮湿钢表面:  12 MPa


1


ASTM D4541

干燥钢表面:  24 MPa








2

划格附着力

0

ASTM D3359

3

涂层硬度

5H

ASTM D2583

4

抗冲击性能

8. 53 MPa

ASTM D4541

5

抗压强度

0. 010 50 MPa

ISO884

6

抗弯曲强度

6. 50 MPa

ISO 178

7

抗盐雾能力

5 000 h,无缺陷

ASTM B117

8

100% 湿度能力

5 000 h,无缺陷

ASTMD2247

9

抗磨强度

2. 99CC( BS812)

ASTM D4060

10

弹性系数

1 000 MPa

ISO /  527

11

最大延伸率

3%

ISO /  527

12

抗冷凝能力

2 000 h,无缺陷

ASTM D4585

13

抗室外暴晒

2 粉化 4 级( ATSMD659)

ASTM D1014

14

抗石英紫外光照射

2 000 h,粉化 4

ASTM D659





4、涂层防腐效果的评测:

 弧形工作闸门所处环境复杂,面板面向海水,梁系处于内河淡水环境,通过 5 年的挂片试验,经受了海水、盐雾、及太阳紫外线的考验。反映了在淡水及海水环境中,无溶剂环氧带湿涂料效果较理想,喷锌效果也较好,但普通环氧封闭涂料在海水环境干湿交替部分,有锈蚀,普通的氯化橡胶类涂,料在淡水环境中防腐效果与环氧类涂料相当 在海水环境中效果较差,出现了较大数量挂件的锈蚀。

 

5、结论和建议:

 水工金属结构高压水砂除锈防腐涂装技术,在欧美日等国家比较成熟,我国起步比较迟,但发展速度比较快,由于它无污染、性能稳定、性价比高等特点,在我国的港工、水工、化工等金属结构行业已部分成功应用。通过试验及实际使用效果比较,该技术对水工金属结构保护效果比较理想。

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