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海港码头钢桩防腐技术

钢桩作为海港码头的重要结构,其在严酷的海洋环境下的防腐蚀日益受到重视。对于长使用寿命海港码头钢桩,推荐钢桩水上部分采用重防腐涂层,水下采用涂层和阴极保护的防腐技术。 

海港码头多采用钢板桩或钢管桩结构,严酷的海水环境对钢桩的腐蚀非常剧烈,选材不当设计不合理、不采取保护措施往往使得码头过早地需要维护加固,甚至报废。国内外钢桩的防腐措施主要有腐蚀裕量法、耐腐蚀钢材、涂层防腐、阴极保护、涂层和阴极保护联合防腐等方法。 

腐蚀裕量法 

海港码头多采用钢桩的年腐蚀速率,对整个钢桩增加壁厚来达到设计使用年限。该方法不能降低腐蚀量,腐蚀会造成大量的钢材损失。该方法国内钢桩码头基本上都会采用,以增加其安全系数。腐蚀裕量法解决不了因局部腐蚀所带来的危害。该方法一般作为辅助手段,而不单独作为防腐措施使用。 

腐蚀钢材 

在制作钢桩的钢材内添加其他元素可以提高钢桩的耐海水腐蚀性能。由于海水环境的变化幅度要比大气环境大。因此,这种环境变化也直接影响到在钢桩内的钢材添加元素变化。对海水环境的不同区段,飞溅带的有效添加元素是PCuNi,海水部分是SICrAl。此外,NiMo等元素在海水中亦具有降低腐蚀的作用。耐海水钢较普通碳钢于上述区域的耐腐蚀性可提高23倍;在海水全进去则没有上述区域明显。应根据使用环境研制耐海水钢,研发成本较高。耐腐蚀钢材价格昂贵,防腐效果随海洋环境差别较大,防腐蚀效果难以保证,一般不推荐单独的防腐措施。 

涂层防腐 

涂层防腐是措施包括有机涂层、无机覆盖层、环氧玻璃钢护套和金属涂层等方法。对于钢桩大气区和浪溅区,由于可进行维修,因而是较为有效的方法,但对于难以维修的钢桩水下区段的防腐效果不佳。涂装好的钢桩在吊运打桩等施工过程会造成局部破损或剥落,在海水介质发生快速的局部腐蚀,容易穿孔,影响到钢桩的使用安全。 

1、有机涂层防腐 

有机涂层防腐一般采用无溶剂涂料或高分子固体涂料,必须能抵抗海洋大气、海浪飞溅以及海水浸泡和海泥的腐蚀,涂料应具有良好的附着性、耐海水浸泡、耐磨损、耐冲击和耐干湿交替性能。水下区可采用高固体份双分环氧涂料,分两道涂装。水下区涂层一般与阴极保护配套使用,第一道底涂层可采用耐电位性好的含锌粉或铝粉型漆。潮差区因腐蚀环境恶劣,推荐使用玻璃鳞片涂料,主要包括环氧玻璃鳞片涂料和不饱和聚酯玻璃鳞片涂料。对于用于钢管桩保护的聚脲涂料,致密涂层一次性成型整体性好,有弹性,施工基本不受阴天、高湿、低温等天气条件影响;缺点是对基材表面的湿润性不好,基材与涂层之间容易粘合不佳,耐阴极剥离性能较差。 

2、无机覆盖层防腐 

无机覆盖层是采用水泥砂浆等硬化物涂覆钢筋表面,这种方法一般多用于地表面附近或海水飞溅带灯严重腐蚀处。 

阴极保护 

阴极保护包括牺牲阳极和外加电流保护。阴极保护是一种有效的方法,能防止因各种钢表面不均所引起的局部腐蚀和通常的全面腐蚀,可提高钢桩与海于海水中的疲劳极限,对新建或已建工程的钢桩都适用。阴极保护防腐的适用范围是在水平面以下,保护电位为-0.85-1.2V(饱和硫酸铜电极)。 

涂层加阴极保护 

涂层与阴极保护匹配使用,可互相补充,保护效果更佳。带有涂层的钢表面,所需保护电流小,保护电位趋于均匀。若是外加电流阴极保护,可能会因一时仪器失控或其他原因所引起的局部过保护,导致涂层鼓包,开裂,腐蚀加剧。

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