海上测风塔基础中钢结构应进行防腐蚀设计,防腐蚀措施应根据环境条件、材质、结构型式、使用要求、施工条件和维护管理条件等综合确定[25]。钢结构防腐蚀措施主要包括覆盖层保护和阴极保护两大类,覆盖层保护措施包括涂层保护、喷涂金属层保护、镀层保护和包覆层保护等。海上测风塔基础钢结构防腐蚀设计中多采用涂层保护方式,也可以采用预留防腐蚀裕量的设计方法,而采用其他防腐蚀措施的较少。当测风塔有特殊使用要求而服役期限较长时一般应在涂层防护基础上设置牺牲阳极阴极保护措施。
1.腐蚀裕量
位于水位变动区以下的钢结构宜采用相同的钢种,当采用不同钢种时,必须采取消除电偶腐蚀的措施。承受交变应力的水下区钢结构必须进行阴极保护。海洋环境下长期使用的钢结构防腐蚀不宜单采用腐蚀裕量法。
采用涂层或阴极保护时,结构设计应留有适当的腐蚀裕量,钢结构不同部位的单面腐蚀裕量可计算为
式中 Δδ——钢结构单面腐蚀裕量,mm;
K——钢结构单面平均腐蚀速度(mm/年),碳素钢单面平均腐蚀速度可参照表8-9取值,必要时可现场实测确定,采用低合金钢时,可参照表8-9取值,也可按类似环境中的实测结果进行适当调整;
P——保护效率,%,采用涂层保护时,在涂层的设计使用年限内,保护效率可取50%~95%;采用阴极保护时,保护效率可按表8-10取值,采用阴极保护和涂层联合保护时,保护效率可取85%~95%;
t1——防腐蚀措施的设计使用年限,年;
t——钢结构的设计使用年限,年。
表8-9 钢结构的单面平均腐蚀速度[25]
注:
1.表中平均腐蚀速度使用于p H值=4~10的环境条件,对有严重污染的环境,应适当增大。
2.对年平均气温高、波浪大、流速大的环境,应适当增大。
表8-10 阴极保护效率[25]
此外,密闭的钢结构内壁可不考虑腐蚀裕量。有条件时,海港工程钢结构应减少在浪溅区的表面积,宜采用易于进行防腐蚀施工的结构型式。水位变动区以下部位的辅助构件或预埋件应与主体钢结构进行电连接。与主构件连接的临时性钢结构应予拆除。
2.表面预处理
钢结构在涂装之前必须进行表面预处理。防腐蚀涂层的有效使用寿命受多种因素影响,如涂装前钢材表面预处理质量、涂料的品种、组成、涂膜的厚度、涂装道数、施工环境条件和涂装工艺等。根据统计结果,表面预处理质量对涂层寿命的影响程度占比达49.5%,表面预处理质量是涂层过早破坏的主要影响因素,因此应根据具体情况提出表面预处理的质量要求,表面清洁度和表面粗糙度也应作出明确规定。清洁度等级越高则涂层的保护效果越好。适宜的粗糙度能使涂层与基体很好咬合,从而具有理想的结合强度。
钢结构在除锈前,应清除焊渣、毛刺和飞溅等附着物,并清除基体金属表面可见的油脂和其他污物。钢结构在涂装前的除锈等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB 8923—1988)的有关规定。除锈清洁度的最低等级要求应符合表8-11的规定。重要工程主要钢结构除锈清洁度的最低等级应提高一级。表面粗糙度可根据涂装系统和涂层厚度按表8-12选取,并不宜超过涂装系统总干膜厚度的1/3。
表8-11 不同涂料表面清洁度的最低等级要求[25]
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表8-12 表面粗糙度选择范围[25]
3.涂层保护设计
选择涂料时应根据环境条件、涂料性能、使用年限、施工和维护的可能以及技术经济评价等因素确定,应采用长效防腐蚀涂料,涂料的底漆、中间层漆和面漆应相互配套。浪溅区所用涂料,当涂层设计使用年限要求在10年以上时,应采用重防腐蚀涂层系统。
防腐蚀涂料宜选用经过工程实践证明其综合性能良好的产品,选用新产品应进行技术和经济论证。同一涂装配套中的底、中、面漆宜选用同一厂家的产品,涂料应有完备的材质证明材料,涂料应符合涂装施工的环境条件。
大气区采用的防腐蚀涂料应具有良好的耐候性。大气区的涂层系统可按表8-13或表8-14选用。
表8-13 大气区涂层系统(一)[25]
表8-14 大气区涂层系统(二)[26]
浪溅区和水位变动区采用的防腐蚀涂料应能适应干湿交替变化,并应具有耐磨损、耐冲击和耐候的性能。浪溅区和水位变动区的涂层系统可按表8-15或表8-16选用。
表8-15 浪溅区和水位变动区涂层系统(一)[25]
表8-16 浪溅区和水位变动区涂层系统(二)[26]
水下区采用的防腐蚀涂料应能与阴极保护配套,具有较好的耐电位性和耐碱性。水下区的涂层系统可按表8-17或表8-18选用。
表8-17 水下区涂层系统(一)[25]
表8-18 水下区涂层系统(二)[26]
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