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桥梁钢结构防腐蚀技术探析(2)

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2009-03-16
国内外热喷涂长效防腐技术研究进展

4.1 国外热喷涂长效防腐涂层的腐蚀试验

1953年美国焊接学会对热喷涂锌、铝涂层在工业环境、海水环境(半浸在不流动海水和全浸在流动海水)和海洋性环境三大类环境进行长达19年的工业挂片试验,投放试片4248片,试验结果表明,喷锌、铝加封闭涂层都能对以上三大类环境的钢结构构件提供长期有效防腐保护,公布了世界著名的热喷涂19年试验报告AWSC2 14-74[3]。

美国LAQUE腐蚀技术中心在海洋大气34年防腐涂层性能试验报告证实,热喷涂锌、铝涂层在各种有害环境中长期有效,美国在此基础上并结合19年报告,制定了AWSC2 18-93热喷涂操作指南,作为热喷涂施工企业质量控制手册,以期指导生产。

美国海军土木工程实验室对75μm厚的喷锌、铝涂层进行10 5年的耐海洋气候和海水试验,未发现红锈出现,证明涂层防腐有效。

法国地下铁道公司对喷锌、铝涂层进行10年的暴露试验,结果表明防腐有效。

前苏联第比利斯地下矿井水试验指出:喷锌防腐至少提供30年的耐腐蚀性。

不同国家技术人员的试验结果是一致的。即热喷涂锌、铝涂层均能够提供钢铁在海洋大气、工业大气、海水环境下的长久有效保护。这些试验结果直接被作为热喷涂防腐技术标准制定依据,直接推动了20世纪60年代以后世界发达国家大型钢铁桥梁热喷涂防腐的应用,为世界的热喷涂发展作出巨大贡献。

4.2 热喷涂长效防腐在国外钢结构桥梁的应用

热喷涂在桥梁上的应用,在20世纪30年代已开始,发展至60~70年代时,欧洲每年用于热喷涂防腐的锌丝达4000万磅,美国每年热喷涂用锌丝达200万磅;一般热喷涂复合涂层的耐腐蚀寿命为20~40年以上。

英国的许多大桥都有25年以上的喷锌防腐蚀经验。负责桥梁维修的工程师们,根据他们对大型结构喷锌的经验认为,处于恶劣环境的桥梁,尤以桥上难以接近或不可能接近的部位,喷锌、铝是一种有效的处理方法。英国列举了全国各地大型钢铁桥梁采用热喷涂进行防腐的应用实例,它们都达到了25年以上无需维修的长效防腐效果。其中昆斯费里梅登里德第四公路大桥,在70年代是世界最大钢桥,耗钢材2万t,喷涂耗锌丝100万磅,防腐效果很好,使用了20多年无需维修。南威尔士新港(Newport)的乔治街大桥(GeorgeStreetBridge)建于1964年,位于高度工业污染环境中,采用喷锌防腐,到1985年,即经过21年无维修,检查涂层状况良好,并证实至少5年内无需维修。苏格兰的奢林斯费利(Qucesferry)的第四公路桥,建于1960~1964年,该桥主跨1000m,位于多风的海洋环境,采用喷涂锌外加封闭处理,经历13年无维修,发现保护层色泽仍完好,结构完美。

4.3 电弧喷涂长效防腐在国内的应用

电弧喷涂长效防腐技术于20世纪90年代起,先后在煤矿、铁道、水利、港口码头、冶金、机械、广播电视、医疗、电力、消防等领域得到广泛应用,如宝山钢铁集团马迹山港码头钢桩、上海磁悬浮快速列车轨道功能件、长江三峡水利枢纽工程、武汉军山长江大桥钢箱梁及桥面等国家重点建设项目,以及淳安千岛湖南浦大桥、长江黄柏河大桥、下牢溪大桥、广州机场三元里立交桥、徐连高速公路邳州运河大桥等钢结构桥梁均采用了电弧喷涂长效防腐技术进行了腐蚀防护,并取得很好的防腐效果。我国已完全有能力采用电弧喷涂长效防腐技术解决国家大型钢桥梁的腐蚀防护问题。

5 钢桥梁长效防腐的必要性

世界各国早期建设的钢桥梁基本上都采用油漆防腐,普通涂料防腐寿命为3~5年,重防腐涂料涂层为8~10年,以后每隔3~5年需重新涂漆维护,其维护效果难以令人满意,我国也不例外。历史上油漆防腐钢桥腐蚀造成的危害是严重的,钢桥防腐维护费用是巨大的。由于腐蚀效应和现有油漆的风化,目前有大量的钢桥需要维护、修理和重涂。鉴于此,无论是新建钢桥梁、还是已经建好使用的钢桥都迫切需要一种30~50年以上的长效防腐涂层,实现一次防腐,钢桥经久不腐。

在欧洲,交通部门利用长寿命金属喷涂防腐涂层已经半个多世纪了。美国、英国、挪威、瑞典等国早在20世纪五六十年代就开始在桥梁防腐上大面积推广应用金属喷锌、铝防腐涂层;我国热喷涂(尤其是电弧喷涂)技术已达到国际先进水平,但该项技术在国内钢桥防腐上的应用极少。我国的钢桥仍在大量采用重防腐油漆防腐,钢桥的设计寿命与防腐寿命必然存在较大差距。

近年来国家大力投资交通设施建设,公路投资5000亿元,铁路投资2500亿元,在跨越大江、大河的路段要建大量钢桥梁。对于新建桥梁,只有既能提供优良的耐久性,又与环保冲突最小的涂层才是可用的,热喷涂金属涂层由于具有优良的防腐性能和环境适应性,受到桥梁工程师们的关注。90年代以来我国的电弧喷涂工艺得到进一步完善,大大提高了涂层质量、生产效率,降低了生产成本,已广泛用于钢结构构件的长效防腐,其防腐效果大大优于油漆防腐,可以做到一次防腐与钢桥设计寿命同步。在我国钢桥梁上推广应用电弧喷涂层长效防腐,在未来的几十年将为国家节约大量的钢桥防腐维护费用,减少油漆防腐维护带来的环境污染,延长钢桥的使用寿命,必将产生巨大的经济效益和社会效益。