惠州钢结构工程中,钢材因长期暴露在大气、水、土壤等环境中,易发生锈蚀(每年锈蚀速率可达 0.1-1mm),导致强度下降、结构寿命缩短。因此,防腐处理是保障钢结构安全性和耐久性的核心环节。

一、钢结构腐蚀的主要原因
钢材锈蚀是铁与环境中的氧气、水分发生电化学反应的结果,具体诱因包括:
环境因素:潮湿(相对湿度>60% 时锈蚀加速)、工业大气(含二氧化硫、粉尘)、海洋环境(高盐雾)、土壤中的氯离子等。
结构因素:构件缝隙(如螺栓连接部位)易积水,形成局部腐蚀;焊接热影响区的钢材性能变化,可能引发应力腐蚀。
二、核心防腐处理方法
根据防腐原理和施工方式,可分为涂层防腐、金属镀层防腐、阴极保护、复合防腐四大类,具体如下:
1. 涂层防腐(应用最广泛)
通过在钢材表面涂覆有机或无机涂层,隔绝氧气和水分,是低成本、易施工的主流方法。
涂层组成(多层体系):
底漆:直接附着于钢材表面,起防锈、增强附着力作用(如环氧富锌底漆,含锌量≥80%,锌粉可牺牲阳极保护钢材)。
中间漆:增加涂层厚度,提升屏蔽性(如环氧云铁中间漆,含氧化铁云铁,耐化学品性强)。
面漆:耐候、装饰,根据环境选择(如户外用氟碳面漆,耐紫外线老化;工业环境用丙烯酸面漆,耐油污)。
施工步骤:
表面处理(关键环节):通过喷砂、抛丸或手工打磨去除铁锈、氧化皮、油污,达到 Sa2.5 级(喷砂除锈,钢材表面无可见油污、铁锈,残留痕迹仅为点状或条纹状)或 St3 级(手工除锈,表面无油污,铁锈彻底清除,呈金属光泽)。
涂覆施工:刷涂(适合复杂构件)、滚涂(平面构件)、喷涂(高效,如无气喷涂,涂层均匀),每层厚度需控制(如底漆干膜厚度 50-80μm,总厚度≥150μm)。
固化与检测:常温固化(25℃时约 7 天完全固化),通过测厚仪、附着力测试仪(划格法,附着力≥5MPa)检测质量。
适用场景:工业厂房、高层建筑、桥梁非水下部分等,尤其适合复杂结构(如异形钢构件)。
2. 金属镀层防腐(长效防腐)
通过电镀、热浸镀等方式在钢材表面覆盖一层耐蚀金属(锌、铝、铬等),利用 “牺牲阳极” 或 “钝化膜” 原理保护钢材。
常见类型:
热浸镀锌:将钢材浸入熔融锌液(约 450℃),表面形成锌 - 铁合金层(厚度 60-100μm),锌优先腐蚀,保护钢材。优点:耐蚀性强(户外寿命 15-30 年)、附着力好;缺点:大型构件(如钢柱)镀锌设备受限,成本较高(约比涂层防腐高 30%-50%)。
适用场景:户外栏杆、路灯杆、小型钢构件(如螺栓、支架)。
电镀锌:通过电解使锌离子沉积在钢材表面,镀层薄(5-20μm),适合装饰性防腐(如室内钢结构),需配合钝化处理(铬酸盐钝化,提升耐蚀性)。
铝镀层:热浸镀铝或喷铝(通过火焰喷涂将铝丝融化后喷覆),形成致密的氧化铝膜,耐高温(可在 400℃以上环境使用)、耐工业大气腐蚀,常用于烟囱、高温管道支架。
3. 阴极保护(针对埋地或水下构件)
通过电化学方法抑制钢材腐蚀,适用于土壤、海水等电解质环境中的钢结构(如地下管道、海上平台)。
牺牲阳极法:
在钢结构附近连接电位更低的金属(如锌合金、镁合金),牺牲阳极被腐蚀,钢结构作为阴极得到保护。
优点:无需外接电源,维护简单;缺点:阳极寿命有限(3-10 年,需定期更换),适合小面积构件。
外加电流法:
通过直流电源将电流引入钢结构(阴极),辅助阳极(如高硅铸铁、钛基涂层阳极)释放电流,抑制钢材腐蚀。
优点:保护范围大(可覆盖数公里管道),调节电流可适应环境变化;缺点:需长期供电,初期成本高,适合大型埋地管道、海上平台。
4. 复合防腐(极端环境强化方案)
针对高腐蚀环境(如化工车间、沿海高盐雾区),采用 “镀层 + 涂层” 或 “多重涂层” 组合,提升防腐等级。
示例 1:热浸镀锌 + 封闭漆 + 面漆
镀锌层提供牺牲阳极保护,封闭漆(如环氧封闭剂)填充锌层孔隙,面漆(如氟碳漆)抵抗紫外线和化学腐蚀,适用于沿海建筑钢构件,寿命可达 20-30 年。
示例 2:无气喷涂厚膜涂层
采用玻璃纤维增强环氧涂料,涂层厚度达 300-500μm,形成刚性屏蔽层,耐酸碱腐蚀,适合化工车间钢平台。
三、防腐处理的施工要点
表面预处理:
除锈质量直接影响涂层附着力,需达到设计标准(如 Sa2.5 级需通过喷砂处理,表面粗糙度 50-80μm);油污需用溶剂(如二甲苯)清洗,水分需烘干。
环境控制:
涂覆施工时,环境温度宜 5-35℃,相对湿度≤85%,避免雨天、大风天施工(防止涂层污染或干燥不均)。
涂层厚度检测:
用磁性测厚仪检测干膜厚度,确保符合设计要求(如户外钢结构总厚度≥120μm,海洋环境≥200μm),局部厚度偏差不超过 ±20%。
后期维护:
定期(1-3 年 / 次)检查涂层破损、锈蚀点,及时修补(打磨除锈后补涂相同涂层);镀锌层出现白锈(氧化锌)时,可用钢丝刷清理后涂钝化剂。