复杂环境下水工钢结构建筑物防腐蚀研究与应用-广东省水利水电科学.PDF

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复杂环境下水工钢结构建筑物防腐蚀研究与应用-广东省水利水电科学

复杂环境下水工钢结构建筑物防腐蚀研究与应用 赖翼峰 (广东省水利水电科学研究院,广州,510610) 摘 要:以腐蚀严重的典型工程为试验点,进行防腐蚀涂料的选择、调配现场试验,获得成功后再选 择典型工程进行实施,取得了较好实际使用效果,可供相关工程借鉴。 关键词:腐蚀;水工钢结构建筑物;防腐涂料;研究与应用 1 研究背景 未经处理的废污水含有大量的腐蚀性和有害化学物质,径直向河道排放后不仅污染环境,给 人类健康带来巨大威胁,还会对沿河水工钢结构建筑物产生较大的腐蚀破坏,严重影响水利工程 的安全。 水利水电工程中钢结构部件腐蚀影响因素众多,主要有气候、钢结构表面状态、应力变形、 水质、水流速度、杂散电流、水生物、电偶腐蚀等因素。但就我国目前的现状来看,主要是水质 问题引起的腐蚀,且钢结构的腐蚀视水质的化学成分及污染情况会有较大的差异。 为控制金属结构腐蚀、延长水工钢结构的使用寿命,需花费大量的人力、物力、财力来进行 防腐蚀处理。目前国内外比较常见的防腐蚀处理方法主要有两类,一类是覆盖层防腐,二是电化 学保护。覆盖层防腐方法主要有涂料防腐和喷涂防腐。由于水工环境中电解质少,牺牲阳极作用 不明显,另一方面水工金属结构受条件限制,用外加电流保护在管理上存在很多困难,因此,电 化学保护在水工金属结构上应用较少,主要采用涂料防腐和喷涂防腐。 喷涂防腐需要专门的喷涂设备和较高的专业技术人员配合,防腐处理投入较涂料防腐高,相 比之下,对于中型特别是小型水利工程来说,涂料防腐更具优越性。因此,应用高分子改性材料 来进行水工钢结构防腐是研究探索的重点。 以增城市部分河涌电排站的水工钢结构部件为试验对象,通过分析河涌水体的化学成份,选 择调配涂层材料,然后根据现场试验情况调整改良,由此调配出适宜的防腐蚀材料,达到工艺简 单、技术先进、防腐寿命较长久的防腐材料。 2 试验过程 2.1 场地选择 试验场地的选择原则为:(1)水环境条件恶劣;(2 )水位变幅频繁;(3 )阳光暴晒;(4 ) 锈蚀情况严重等。通过选择这些实际工程锈蚀情况严重、水环境条件恶劣的地方进行对比试验, 有针对性地研究防腐材料。现场踏勘,发现水门头电排站钢结构锈蚀情况严重,从河涌水质表观 观察,水质尚清并无黑亮、恶臭等现象,但据反映一般该电排站3 个月左右钢构件即发生严重锈 蚀。因此,选择水门头电排站作为试验点。 2.2 防腐涂料的调配 由于污废水中含有大量的腐蚀性介质,如含有废酸、氧化性化学品等,因此,防腐蚀材料的 选择极为重要。环氧树脂具有来源广、成本合理、耐腐蚀性能优良、收缩率低的特点,但是环氧 树脂本身也有其化学组成等方面的局限性,环氧树脂的耐氢氟酸的效果不是特别好。因此,目前 很少采用环氧树脂做防腐材料,而用环氧树脂改性的乙烯基酯树脂。 298 环氧乙烯基酯树脂的成本较高,目前还难以承受,这种材料在玻璃钢防腐内衬里制作上应用 更具优越性。 经比较及试验,采用改性环氧树脂的芳烃型树脂 SKS-04 并调配相应固化剂,它在硫酸和硝 酸情况下的性能尤为特出,施工温度要求在5℃以上,本材料为易燃且有一定毒性但固化后无毒, 施工时现场要注意通风,并采取防火、防静电和防措施。表2-1 为SKS-04 改性环氧树脂耐介质的 浓度和温度情况。 表2-1 SKS-04 改性环氧树脂耐介质的浓度和温度 化学介质 浓度(%) 温度(℃) 化学介质 浓度(%) 温度(℃) 硫 酸 70 60 氨 水 饱和 常温 硝 酸 10 80 硝 酸 30 常温 盐 酸 31 80 醋 酸 40 常温 氢氧化钠 40 60 硫酸铵 饱和 常温 醛化液 -

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