水工金属结构防腐蚀规范条文说明.DOC
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1、水工金属结构防腐蚀规范 SL 105-95 条文说明中华人民共和国行业标准水工金属结构防腐蚀规范SL 105-95条文说明制 订 说 明 根据水利部标准制订计划,制订本规范。1 国内、外概况及本行业现状 金属腐蚀是破坏性的,所造成的损失也是惊人的。所以,各国都极为重视对腐蚀的研究,采取各种防腐蚀措施,尽量减少腐蚀造成的损失。世界各国都相继制订、修订了有关防腐蚀标准,且基本上已与ISO标准取得了一致。我国国家科委也将腐蚀科学列为国家科技发展纲要的重点科研课题之一,近年来也相继制订了一系列国家标准。在此基础上,其他行业也都制订了切合本行业实际的防腐蚀标准,防腐蚀工作取得了长足的进步。 水工金属结构
2、的防腐蚀长期来都比较落后,近年虽有所提高,但从总体上看,仍落后于国外及国内其他行业。主要表现为: (1)没有较为完善的防腐蚀规范,致使无章可依。很多依靠经验,也有些参照其他行业的标准,其工况与水工金属结构相差甚远。 (2)本行业防腐蚀技术人员极少,防腐蚀知识贫乏。致使有的工程选用的涂料或封闭涂料不配套,有的表面预处理与防腐蚀方法不配套。 (3)目前,施工队伍很多,大部分素质较差,需要有认真的监督和检查。有些制造厂对防腐蚀工艺缺乏了解,忽略了对施工全过程的控制和检验。 (4)防腐蚀往往列为产品制作的结尾工序,常因没预留应有的时间而草率施工。 上述情况使得防腐蚀质还得不到有效的控制,导致涂层提前失
3、效,增加了本可以避免的损失。 随着形势的发展,大量的水利水电工程要建设,一些运行多年的水利水电工程更新、改造和加固。按照不同情况选择适当的力法,提高水工金属结构的防腐蚀质量,延长其使用寿命有着重大的意义。因此,以防腐蚀技术的进步和腐蚀理论的完善为基础,对以往的实践经验加以分析、认识和整理,参考国内、外先进经验来制订一个先进的、切合本行业实际情况的、行之有效的规范来统一水工金属结构的防腐蚀设计、施工和质检是迫切需要的。2 制订原则 本规范的制订原则是:既要切合本行业实际情况,又要不失其先进性,力求与国家标准靠拢,使其能随着防腐蚀工艺的发展而得到推广应用。 本规范制订中,主要参考了下列国内、外资料
4、: (l)美国钢结构涂装协会标准(SSPC) (2)JTJ23O88 海港工程钢结构防腐蚀技术规定 (3)喷锌、喷铝涂层防蚀(美) (4)热喷涂原理与应用技术 美国焊接学会主编 (5) 防锈、防蚀涂装技术(日)佐藤靖著 (6)船舶涂装技术 中船总公司船艺所 (7)耐蚀非金属材料及应用 华南工学院等合著 (8)鲁布革工程技术规范 (9)JIS H93001977 喷涂锌操作作准(日) (10)JIS H93011977 喷涂铝操作标准(日)3 若干问题的说明 (1)电比学防腐在其他行业应用很广,但在本行业应用很少,无成熟经验。而且,淡水中电解质少,牺牲阳极作用不明显;水工金属结构受条件限制,用外
5、加电流保护在管理上有困难,无推广条件,所以本规范暂不列入。 (2) 本规范力求向国家标准靠拢。 目 次制订说明1 总 则2 表面预处理3 涂料保护4 金属热喷涂保护5 验收1 总 则103 在水工金属结构防腐蚀设计时,合理地选择防腐蚀方案是很重要的,它关系到结构的使用寿命,维修周期及工程造价。所以本条要求根据结构使用环境、运行工况及维修管理等因素综合考虑。但最有效的防腐蚀措施,往往需要较高的成本,这就需要通过技术经济比较论证来选定合理的方案。 有时,还需考虑环境气候条件对施工质量的影响。例如有的涂料(环氧类)低于5不能固化,不适于在高寒地区的户外施工;个别涂料如无机富锌,需要空气中的水份进行固
6、化,所以应注意其在干燥气候条件下的应用。 另外,在一些具体的结构设计时,应尽量避免形成水槽、水仓,否则必须在适当的地方开排水孔。也要注意尽量避免采用难以进行防腐蚀施工的结构。104 防腐蚀施工全过程包括表面预处理、涂装、固化等环节,每个环节的质量都影响整体质量。而防腐蚀施工的质量不能通过其后的终检完全确定,属于“特殊工序”(参见 GBT 1900ISO 9000质量体系系列标准)。因此,本条强调了应由防腐蚀的专业人员负责,对各道工序质量进行监督。 目前国内有许多实例都证实了有无全过程的质量监督,其施工效果相差悬殊。级则不能满足热喷涂及一些高性能涂料的要求。级的优点在于:除了极恶劣的环境外,它能
7、以相对低的成本满足绝大部分情况的需要。 启闭机等水上设备及结构的防腐,有时选用传统的油性涂料,这类涂料由于其湿润性和渗透性较好,对表面预处理的质量要求可适当降低,Sa2级也能满足要求。但对于现代的高性能涂料,如富锌涂料、环氧树脂涂料等必须达到级。2222 涂膜附着于基体金属表面主要是靠涂料分子与金属表面极性基因的相互吸引,随着粗糙度的增大,表面积也显著增加,从而导致涂膜附着力的提高。但是,粗糙度太太,也会给涂膜保护性能带来不利的影响。因为当涂料用量一定时,粗糙表面的轮廓峰顶处,涂膜厚度往往不足,早期的锈蚀也就从这里开始。 涂膜厚度是选择粗糙度大小的主要因素。因为要想对基体金属进行有效保护,在粗
8、糙表面轮廓的峰顶处也必须具有有效的涂膜厚度。 另外,金属热喷涂所需的表面粗糙度一般比使用涂料时大。2223 由空压机提供的压缩空气都含有一定的油和水,油会严重影响基底和涂层的附着力,水会使基体金属返锈,所以必须要经过油水分离器。油水分离器使用一定时间后,内部的过滤材料会失效,所以要定期检查、更换。 另外,空压机提供的压缩空气温度较高,一般约7080,未经冷却喷在温度相对较低的工件上会产生冷凝现象。2. 2. 2. 4 磨料的选择是表面预处理中极为重要的一环,当设备和工艺参数选定之后,效率及成本取决于磨料的选择。 钢材种类不同,热处理方式不同,其表面硬度也不同。硬度较高的钢材应选用硬度大的磨料。
9、 A级和B级锈蚀等级的钢板不宜采用纯棱角状磨料,C级和D级锈蚀等级的钢板使用棱角状磨料效率高,而丸状和棱角状的混合磨料则适用于各种类型的钢板。钢板的原始锈蚀程度等级的划分见GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级。 在金属热喷涂中,喷涂颗粒与基体金属表面的机械咬合是涂层与基底结合的主要形式。因此,要求表面轮廓呈粗糙的尖角形,应使用棱角状或丸状与棱角状混合的磨料。无机富锌涂料也有此要求。 金属磨料尽管单价高于非金属磨料,但其重复使用率高,有回收条件的场合,其经济性仍优于其他磨料。223 手工除锈不能除去附着牢固的氧化皮,动力除锈也无法将蚀孔深处的锈和污物除净,且动力除锈有抛光作用,抛光后的表
10、面会影响涂膜的附着力。因此,这两种方法都不适用于对防腐蚀要求较高的水工金属结构表面的预处理。只能作为辅助手段用于涂膜的局部修理和无法进行喷射处理的个别场合。2. 3. 1 GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级为评定钢材除锈质量提供了明确的依据。但是,标准中规定的除锈等级,不论是用文字定义还是用彩色照片对照,都只能是给出一定范围内的检验尺度。因此,根据标准来评定时,必须充分注意因钢材种类、原始表面状态、所用磨料及除锈方法不同,即使属于同一等级的表面, 外观上也是存在差异的。232 经喷(抛)射处理后的钢材表面轮廓外形呈极不规则性,没有一种方法能够对其外形测量给出一个精确值。根据其特殊性,
11、国际标准化组织专门制订了评定喷(抛)射处理后钢材表面特性的国标标准ISO 85O3涂装前钢材表面的处理一喷、抛射清理钢材表面的粗糙度,我国也于1992年制订了相应的国标GBT13288涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较详块法)。国标规定了涂装前钢材表面经磨料喷(抛)射处理后产生的表面粗糙度的视觉评定方法(比较样块法)和评定等级。由于此方法直观、易行且具有针对性,适合于水工行业推广,故本规范引用比较样块法来评定表面粗糙度。2321 由于采用丸状磨料或棱角状磨料喷(抛)时处理后获得的表面外观特征不同,所以上述国际标准和国标都规定制作两种样块,即“S”样块和“G”样块,评定时应根据采用的磨料不同,
12、分别选用相应的样块。2322 由于国际标准和国标均采用轮廓最大高度值Ry来反映表面粗糙度值,本规范也相应用Ry。 考虑到新标准的推广应用要有一个过程及本行业的现行情况,本规范规定也可以用表面粗糙度仪直接测定其粗糙度值,表面粗糙度仪的测量值接近Ry的理论值。3 涂 料 保 护311 新产品大多有经某部门鉴定的证书,但因各部门使用的条件不同,鉴定的重点也有所不同。用于水工金属结构的防蚀涂料要具有耐水、耐候、耐磨等性能。所以,如果未经工程实际使用证实,则要求有这些性能的对比试验结果,以便估计该涂料的保护年限。312 涂层的配套除要求同一涂层系统的涂料相容外,还有其他要求。如要求底漆硬度不能低于面漆硬
13、度;底漆成份中要求粉料多些,以使底层有一定粗糙度;面漆要求平整、光滑等。所以同一类型漆也有底漆与面漆之分,如氯化橡胶防锈漆(底),氯化橡胶面漆。涂料制造厂的产品都与本厂产品配套。如果一个涂层系统采用几个厂的产品,配套性难以保证。一旦出现质量问题,不易分析原因,也难以区分责任者。特别是目前涂料制造厂较多,很多涂料无统一标准,所以更需要注意。313 目前的高性能涂料多属树脂类或氯化橡胶类。同一类树脂制成的产品具有基本相似的性质,但由于次要和辅助成膜物质的不同或生产、处理的条件不同,在某些性能方面会有很大的差异。此外,同一种树脂由于其分子量或制造方法不同,性能也会有差异。至于几种树脂混合的改性涂料,
14、就更复杂。所以,涂装施工前,必须要求涂料制造厂提供资料,按其要求施工。另外,这也有利于对涂料制造厂的选择。322 附录D表D1主要根据日本佐藤靖著化学工业出版社出版的防锈、防蚀涂装技术及国内几个主要涂料制造厂的配套方案。323 水工金属结构大多很难明确区分水上、水下部位,使用的涂料需要满足多方面的要求。但是,目前尚无耐水、耐候均优异的防蚀涂料。所以,应根据其使用条件,掌握首先必须满足的性能,协调多种性能的要求, 选择适合的配套方案。附录D中表D2、表D3、表5的配套均为高性能涂料配套,在水工金属结构中应用还不多,时间也较短,但在码头钢结构,造船等工程使用已很多,列出供参考选用。3231 附录D
15、表D2中的环氧富锌底漆有优异的附着力与防锈性能。根据对海军051型导弹驱逐舰131舰左右舷船壳干舷的跟踪检查,除不足1面积受到机械损伤出现锈蚀外,其他的部位无锈蚀现象发生。有些部位面漆和中间漆被撞脱落,富锌漆漆膜上虽有明显的擦伤痕迹,漆膜仍大部分完好。历次维修中,环氧富锌底漆从未重新涂装过,使用19年仍完好。 环氧云铁防锈漆是良好的中间漆,其颜料云母氧化铁呈鳞片状,在漆膜中层层叠积排列,大大延滞了引起金属腐蚀的水、氧气和其他有害离子的渗入,具有较好的耐水、酸、碱的能力。又因云母氧化铁光敏性弱,化学稳定性好,因而具有较好的耐候性。其漆膜略微粗糙,有利于面漆的结合。具备了作为中间漆的各种优点。 附
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