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冷喷锌在我国港口机械设备中的运用

作者:万博 来源:万博manbetx官网 点击: 时间:2019-12-16 09:34

  主要介绍了目前我国港口机械设备钢结构用防腐涂料的品种以及对港机设备的维护与保养,提出了防腐涂装方案和施工要点,并对涂层的防护寿命进行了论述。

  全球经济一体化的快速发展和世界经济贸易额与海运业保持稳定的增长趋势,给世界各大港口及港机制造业带来了巨大的市场发展空间。为适应外贸和水运经济发展的需要,我国近十年来已先后兴建了8个沿海深水港口,并对10多个老港口进行了改选,使我国港口集装箱吞吐量增加了3.5倍,我国目前沿海年吞吐量超过亿吨的港口达到16个,是世界上拥有亿吨港口最多的国家。据国家统计局统计公报,到2010年末,全国规模以上港口(含内河)完成货物吞吐量80.2亿吨,港口吞吐量连续8年位居世界前列,这表明中国已经是名副其实的港口大国,正扎扎实实地向世界港口强国迈进。

  我国沿海港口货物的吞吐量发展速度非常快,从而推动了国内港机制造业整体发展。一方面,水运行业整体发展迅猛,港口建设项目增多,需要大量的港口机械设备。另一方便,我国自改革开放以来,尤其是20世纪80年代初期投产的各种大型港机设备,服役期已达20多年,很多港机产品需要更新换代。这些都是为我国港机生产企业提供了难得的发展机遇。

  港口机械设备主要包括:岸桥、场桥、轨道行车、装船机、螺旋卸车机、斗轮机、门座式起重机、台架吊、浮吊、固定吊、皮带运输机等。这些港口机械设备安装并运行在港口,大气腐蚀环境恶劣,某些部位甚至处于浪溅区。同时,港口机械设备特殊的工况、超载作业导致的金属疲劳、以及大重货物的磕碰,破坏了金属结构表面的防腐材料,从而加速了金属结构腐蚀的形成和扩散。因此,做好防腐涂装对确保港机设备长期安全有效地工作具有重要意义。

  海洋环境对港口机械设备钢结构的大气腐蚀产生极大的影响,其中对钢结构腐蚀的影响因素包括化学(氧、盐、碳酸盐等)、物理(温度、流速、压力等)和生物因素,这些因素的作用通常相互关联。根据ISO12944(钢结构防护涂料系统的防腐蚀保护)中腐蚀性环境分类标准,考虑到我国港口所在的海域特殊的水温、地质、气象条件,建成的港口/码头处于ISO12944C4~C5的沿海腐蚀环境中,属于比较严重的腐蚀环境。对于新建的大型港口机械与设备钢结构的防护涂层的有效使用寿命,目前国际上一般要求至少达到15年。但前提条件一是涂料施工质量达标,二是在建成使用的全过程中对防护涂层进行必要的维护及保养。因此,现代港口机械与设备涂装特别强调涂装前的表面前处理,选用优质的防腐涂料,正确设计涂层的防腐配套,严格现场施工管理以及运营过程中的维护及保养,以确保涂层的使用寿命。我国交通部JT/T733-2008《港口机械钢结构表面防腐涂层技术条件》中对港机钢结构涂装前处理、涂料种类及防腐配套均作出明确规定。目前应用较多的是通过热镀锌、热喷锌和多层涂料涂料进行钢结构腐蚀保护。

  用于钢结构防腐保护的冷喷锌是由纯度高于99.996%以原子化提炼的锌粉(干膜中锌含量高于95%)、挥发性溶剂和有机树脂三部分配制而成的单组分的系列产品。它不含任何铅、镉等重金属成分,溶剂中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有机溶剂,具备环保功能,由于含锌量高,冷喷锌干膜含有96%以上的锌,足以为钢结构材料提供较好的阴极保护。当冷喷锌被氧化时,会在冷喷锌表面缓慢产生一层锌盐层来提供屏障保护。同时,冷喷锌中的黏结剂能提供一层附加的屏障保护,从而减缓锌的氧化。复合防腐性能,有效地结合了锌层的镀锌性质和有机涂料的屏障保护。

  在防护性能方面冷喷锌涂层具有优良的柔韧性和很强的抗机械磨损性能,涂层与钢结构表面具有机械结合和化学结合优良的附着力,即使受到磨损破坏,也不会剥落。涂层具备易于重涂维修的优点。

  常规应用的富锌涂料也有同地利用阴极保护和屏障保护的特点,但实用富锌涂料因含锌量低、阴极保护作用不强,与普通涂料一样以屏障保护作用为主,防腐蚀性不如冷喷锌。

  氟碳面漆近年来在我国钢结构防腐涂装中应用量不断增加,其优异的耐候性、抗沾污性、自洁性及耐化学腐蚀性已被广大用户所接受。氟原子具有最高的电负性和除氢原子以外最小的原子半径。因此氟碳聚合物具有极高的稳定性。在氟碳聚合物中,氟原子取代了氢原子,包围在碳链外形成紧密的保护层,使其不易受到外界腐蚀介质的侵蚀;又因为氟碳聚合物主链中有大量的F-C键,是一种高键能化学键(485kj/mol),因此具有优异的保光、保色性、耐候性以及耐热、耐腐蚀、耐化学品、耐沾污等性能。氟碳涂料作为目前耐候性最好的涂料品种之一,一般应用于要求长效防腐(防护年限大于15年以上)的钢结构表面的涂装。JT/T733-2008将氟碳涂料引入港口机械钢结构表面防护体系,明确规定氟碳面漆作为C5腐蚀环境下钢结构长效防腐用面漆,为氟碳涂料在港机设备中的应用提供了依据。

  港口机械设备的机体在服役期间要长期经受海洋大气的侵蚀,有的还同时受到腐蚀性货物的腐蚀,虽然港口机械设备在出厂前做过防腐涂装处理,但涂层会在紫外线的作用下老化,还会因其表面的水、油而溶胀,出现体积增大、涂层剥落的现象。大气中的水汽、氧气以及各种腐蚀性介质会穿透涂层腐蚀钢铁,涂层还会不可避免地受机械损伤而产生裂纹、脱落等,最终导致钢结构原有的防腐涂层失效。因此,加强对港口机械设备防腐涂层的保养,对损坏的涂层进行及时的维修涂装,对于维持设备正常、安全运行,延长港机设备的使用寿命,具有重要的意义。

  为了防止或延长港口机械钢结构防腐涂层的失效,应从以下几个方面做好防腐涂层的保养工作:

  1)经常保持港机设备表面洁净、干燥,及时清理设备上的油污、粉尘、水渍等污物。

  3)对设备容易积水的部位,积水后要及时检查、擦干,可采取防止雨水侵入的措施以及开疏水孔等,不使设备积水。

  4)定期检查设备的腐蚀状况,特别是对非封闭型钢结构内部的检查,易受腐蚀的部位应列入设备重点检查项目。

  5)维修或改选设备时,应注意对涂层的保护,尽量避免损伤涂层,如有操作,应及时予以修补。

  6)闲置设备在封存前,应采取适当的防腐措施,如彻底擦干净,对已锈蚀的部位进行除锈和修补等,闲置期间也要定期检查和保养。

  维修涂装时涂层有2种情形:一是局部老化锈蚀;二是旧涂层还比较完好,特别是底涂层完好,基材没有出现锈蚀。

  只要去除钢结构表面的油污和浮锈,即可涂装,轻度锈蚀的钢结构表面也不影响涂装的防护效果。钢结构维护保养时,可以直接在旧的涂层上涂装新的涂层,在这种使用条件下,旧的涂层可以重新溶解和新的涂层融合成单一的涂层。可以应用于热镀锌、热喷锌钢构件的重涂和维修更新。

  1)保持涂装作业区域的空气干燥、清洁、少尘或无尘。空气中的尘埃黏附在漆膜上,会影响涂层外观。

  2)涂层的防腐寿命是随涂膜厚度的增加而延长,为获得较长的防腐寿命,维修涂层总膜厚要求在200-300微米之间。

  3)修补涂层与周边涂层应充分重叠,且重叠范围不小于50mm,并保持一定的斜度作为过渡。

  4)维修涂装应从港机设备最高处开始往下进行,最后一道面漆应在各道施工完毕后统一涂装。

  港口机械设备安装与运营在沿海区域,腐蚀环境恶劣。因此,港机设备钢结构的防腐涂装与维修至关重要。冷喷锌、冷喷锌封闭剂、氟碳面漆是目前国内港口机械设备钢结构常用的防腐涂层配套,其性能满足15年以上的防护期要求,为我国港口机械设备长期安全有效地运营提供了保障。同时为国家节约大量的钢结构防腐维护费用,减少环境污染,延长港口机械设备钢结构的使用寿命,产生巨大的经济效益和社会效益。

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