SL 105-1995(条文说明) 水工金属结构防腐蚀规范.pdf
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1、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,且基本上己与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.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
2、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量得不到有效的控制,导致涂层提前失效,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
3、些运行多26 年的水利水电工程要更新、改造和加罔。按照不同情况选择适当的方法,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:(1)美国钢结构涂装协会标准(SSPC)(2) JTJ230-88海港
4、工程钢结构防腐蚀技术规定(3)喷辞、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、防蚀橡装技术(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 H9300白1977喷涂特操作标准(日)(1 0) JIS H9301-1977 喷涂铝操作标准(日)3 若干问题的说明(1)电化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。2
5、7 目次制订说明. . . . . . . . . . . . . . . 26 1 总贝.29 2 表面预处理. . . . . . . 30 3 涂料保护.4 金属热喷涂保护. . 5 验收. 28 1 总则1.0.3 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5C不能固化,不适于在高寒地区的户外施工;个别涂料如
6、无机富镑,需要空气中的水份进行困化,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。1.0.4 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GB/T1900-180 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。29 2 表面预处理2.1.1 防腐蚀涂层的有效寿命与
7、各种因素有关,如涂装前钢材表面的预处理质量、涂膜厚度、涂料的组成及涂装的工艺条件等。表2.1.1列出了上述因素对涂膜寿命影响的统计分析结果。寝2.1.1各种因素对涂腹寿命的影响因素表面预处理质量涂膜厚度涂料种类其他因素影响程度%)4.9 26.5 对于金属热喷涂,影响金属涂层与基底结合力的诸因素中,基体金羁表面预处理质量的重要性尤为显著。2. 1. 2 表面清洁度是指除去钢铁表面氧化皮、铁锈和其他附着物的程度。清洁度等级越高,涂层保护效果越好。表面粗糙度指预处理后基体金属表团的粗糙程度。合适的粗糙度使涂层与基底很好咬合,从而具有理想的结合强度。由于钢材表面的原始锈蚀程度、腐蚀环境、防腐方法及涂
8、料品种各不相同,表面预处理的要求也有区别。因此,本规范规定有关表面预处理质量的具体要求,应在设计文件中明确规定。2.1.3 表面预处理后新裸露出来的基体金属处于活化状态,暴露在潮温或腐蚀环境中极易再次生锈。因此,对工作环境有定的要求。2.1.3.1 相对湿度大于85%时,温度稍有降低,就会结露,使预处理后的基体金属返锈,影响涂层的结合力。当基体金属表面温度接近露点时,也易出现冷凝。因此,要求相对温度低于85%和30 基体金属的表面温度不低于露点以上3C。2.1.3.2 冬季或雨季施工时,应在车间内作业,可通过采暖或输入净化干燥的空气等手段,来满足对工作环境的要求。2.2.1 脱脂净化的目的是除
9、去基体金属表面的油、脂、机加工润滑剂等有机物。这些有机物附着在基体金属表面上会严重影响涂层的附着力,并污染喷(抛)射处理时所用的磨料,当磨料回收利用时,又会污染工件。除油应彻底,即使有一层极薄的油膜也会破坏或严重影响涂层的附着力。用过清洗剂后,必须冲洗干净,残存的清洗剂也会影响涂层的附着力。多数溶剂都易燃井有一定的毒性,使用时应注意安全,采取必要的防护措施,如通风、防火、呼吸保护和防止皮肤接触溶剂等。2.2.2.1 就提高涂层系统的保护性能来说,总是希望被涂结梅的表面具有最高的表面预处理质量。然而,随着清洁度等级的提高,预处理费用会急剧增加。表2.2.2列出了其相对费用的比较统计。因此,在确定
10、选择清洁度等级时,必须从经济技术效果方面来进行综合权衡。寝2.2.2寝面清洁度等级和预处理费用比较渭清度等级预处理效率(m2/d)相对费用Sa1 483 1 Sa2 232 2+ Sa2土2 139 3土2 Sa3 93 5+ 水工金属结构所处环境较为苛刻,且维修有一定难度,所以要求有较好的保护。Sa3级对表面预处理的要求很高,达到这一等级需要高昂的预处理费用。所以,除了某些极恶劣腐蚀环境中使用的钢结构或部分高要求的金属热喷除外,很少采用Sa3级,Sa2 31 级则不能满足热喷涂及一些高性能涂料的要求。s什级的优点在于:除了极恶劣的环境外,它能以相对低的成本满足绝大部分情况的需要。启闭机等水上
11、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,如富悻涂料、环氧树脂涂料等必须达到Sa2专级。2.2.2.2 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,在粗糙表面轮廓的峰顶处也必须具有有效的涂膜厚
12、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。2.2.2.3 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70.80cC,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。A级和B级锈蚀等级的铜板不宜采用纯棱角状
13、磨料,C级和D级锈蚀等级的铜板使用棱角状磨料效率高,而丸状和棱角状的棍合磨料则适用于各种类型的钢板。铜板的原始锈蚀程度等级的32 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舍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棍合的磨料。无机富辞涂料也有此要求。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。2.2.3 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,抛光后的表面会影响涂膜的附着力。因此,这两种
14、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,必须充分注意困钢材种类、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。2.3.2 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,国际标准化组织专门制订了评定喷(
15、抛)射处理后钢材表面特性的国标标准ISO8503 (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GB/T13288 (涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较样块法)。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寇在面粗糙度。2.3.2.1 由于采用丸状磨料或棱角状磨料喷(抛)射处理后获得的麦丽外现特征不同,所以k述国际标准和国标都规也制作两仲33 样块,即8样块和G样块,评定时应根据采用的磨料不同,分别选用相应的样块
16、。2.3.2.2 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-个过程及本行业的现行情况,本规范规定也可以用表团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。34 3 涂料保护3.1.1 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。3.1.2 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捧硬度;底
17、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。所以同一类型攘也有底潦与国漆之分,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,很多涂料元统一标准,所以更需要注意。3.1.3 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,就
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