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                                   栏污栅钢质锁锭涂层翻新工艺

                          李敏风 ( 上海斐然国际贸易有限公司 200136) 

    摘要：分析了宜昌长江电力公司水工检修厂栏污栅锁锭锈蚀严重的原因；提出了以 ROVAL( 冷镀锌 ) 为底涂的复合涂层的涂装设计配套，列举了它的优异性能，并在涂装施工中抓住了 4 个工艺关键，取得了 较好的涂层质量。 

    关键词：栏污栅锁锭；冷镀锌复合涂层；涂装施工 

    概况 

    2005 年春，宜昌长江电力公司水工检修厂承担了二滩电厂 42 只约 600 m 2 栏污栅钢质锁锭涂层的维修、更新业务。上海 ROVAL 富锌涂料公司配合水工检修厂首先调查了锁锭涂层的现状：锁锭表面锈蚀严重，锈蚀面积达到 30 ％以上，不少部位涂层已经脱落。锁锭涂层破坏、锈蚀严重的原因有： 

    (1) 自然环境恶劣。 

    由于水位变化或栏污栅启闭，锁锭常处于干湿交替环境中；有时受到高压水流的冲击和泥沙、漂 浮物等的摩擦；平时还要受到日晒雨淋、潮湿污染 空气的作用，所处的自然环境十分恶劣。 

    (2) 钢材及结构因素。 

    锁锭系钢结构件。钢质 Q235 ，系热轨钢材，耐腐蚀性能差；加上锁锭在制作焊接时产生的应力，所以锁锭的电焊缝及结构上缝隙处等，特别容易发生锈蚀。 

    (3) 工作应力变形的影响。 

    锁锭在工作时，受到交变的拉应力，且受力不均匀，易造成锁锭应力集中和变形。应力和变形越大，腐蚀越甚。 

    (4) 原涂层配套耐腐蚀性能差。 

    二滩电厂锁锭第一次涂装在 1983 年。当时同栏污栅相同，由制造厂在安装前进行喷锌处理。到 1995 年，发现涂层锈蚀十分严重，打磨去除旧涂层后，用氯化橡胶铝粉底面漆重新涂装。由于该涂装配套防腐性能不佳，造成目前锈蚀严重的局面。 

    1 涂装设计配套及设计依据 

    业主对二滩电厂锁锭涂层使用年限要求在 l5 年。按 ISO 12944 标准和冷镀锌材料 ROVAL 的优良特性，设计的涂装配套见表 1 。 

    表 1 配套涂层的设计依据有：

    1 ． 1 ISO 12944~1998 国际标准 

    这是目前国际上关于涂装设计最先进的文件。在锁锭的涂装设计中，主要引用了 ISO l2944 — 2 “关于腐蚀环境的分类和定义”和 ISO l2944 — 5 “涂层配套及规定膜厚”两部分。同时根据 ISO l2944 — 5 的规定，防腐年限并不等同于“担保时间”。它只 是类似于工程设计中的设计寿命，也就是从涂装施 工到涂层第一次大修的年限。在防腐年限之内，还 需进行定期的检查和小范围的维修。 15 年后，锈蚀等级达到 ISO 4628 — 3 的 Ri3 级。即锈蚀面积约为 1 ％。腐蚀环境、使用寿命和漆膜厚度的关系见表 2 。

    

                              表 1 锁锭涂装配套

       

               表 2 ISO 12944 中腐蚀环境、使用寿命和漆膜厚度的关系

    1 ． 2 中华人民共和国行业标准 SL 105-95 

    SL 105-95 “水工金属结构防腐蚀规范”中，“ D 2 ” 半浸没状态( 干湿交替 ) 结构涂料配套方案见 表 3 。 

                

                         表 3 水下结构涂料配套参考

    1 ． 3 ISO 14713-1998 热 ( 电弧 ) 喷涂防腐蚀涂层体系 ( 表 4) 

             

                       表 4 ISO 14713 热喷涂防腐蚀涂层体系

    2 涂层的优异特性 

    本配套设计采用了冷镀锌 ROVAL 作重防腐涂 料的底层，使复合涂层具有下列优异特性。 

    2 ． 1 防腐蚀性能优异 

    ROVAL 干膜涂层中锌粉含量高达 96 ％，锌粉纯度 99 ． 99 ％以上，锌粉粒度为 3~6 μ m 。对钢材来说，它同热浸镀锌层及热 ( 电弧 ) 喷锌镀层具一样优异的防腐蚀性能来自于两个方面：一是具有电 化学保护作用，亦称阴极保护作用；其二是锌腐蚀沉淀物的屏蔽保护作用使涂层亦具有自修复性。根 据同济大学 蒋演德 教授和台湾镀锌协会等的经验公式，单独成膜冷镀锌材料涂层使用寿命的估算公式为： n=(G ／ g)X k 

    其中 n —— 耐用年数； 

    G ——锌层总附着量，其中 1 μ m 锌层涂布量约为 7 ． 2 g ／ m2 ； 

    g ——年腐蚀量 ( 根据不同地区大气环境及不同使用部位决定，可参考 ISO 12944 标准——腐蚀 定义和环境表取对应数据，以 30 g ／ m 2 计算 ) ； 

    k ——折减系数，冷镀锌一般以 0 ． 8 计。 

    60 μ m ROVAL 防护年限为：

   

    更值得一提的是， ROVAL 涂层在局部遭到破坏时，有“自修复”作用，对防腐蚀能力无大的影响。 

    2 ． 2 与重防腐涂料配套性能良好 

    除醇酸等油性涂料外， ROVAL 涂层可以与环 氧类中层漆，丙烯酸、聚氨酯、氟碳等面漆配套，并 具有国家级的检测报告，配套性能良好。

根据荷兰热浸 ( 喷 ) 锌研究所在长达 20 年的研 究中得出的等加效应规律，即在镀锌层表面复涂重防腐涂料后，复合涂层的防护年限为锌层防护年限 (A) 与重防腐涂料防护年限 (B) 之和的 1 ． 5 ～ 2 ． 4 倍。“ ROVAL ”及“锌加”等冷镀锌材料的应用历史也证 实了这一点。 

    锁锭涂装配套的防腐年限为： 

    ROVAL60 μ m ： 10 a 

    环氧云铁中层漆 + 氯化橡胶面漆： 2 a 

    复合涂层： (10+2) × 1 ． 5= 18 a 

    因此设计涂层的防腐寿命符合业主对涂层使用寿命的规定。 

    2 ． 3 环保效应 

    环保是当前涂料、涂装行业的头等大事。在锁锭的涂装配套和涂装工艺中充分考虑到这个因素， 表现在： 

    (1)ROVAL 和配套的重防腐涂料中不含 Ph 、 Cr 、 Hg 等重金属成分。重防腐涂料的防锈颜料低 毒、低污染； 

    (2)ROVAL 稀释剂和溶剂内不含苯、二甲苯、甲苯、异氰酸酯等毒性大的有机溶剂。 

    (3) 锁锭配套中之 ROVAL 和重防腐涂料均为 厚膜型材料， VOC 低，触变性能好，经充分搅拌后可少加或不加稀释剂，即可涂装施工。由于高固体分，一次无气喷涂可达到较高膜厚，这些均为有机涂料的环保效应。 

    2 ． 4 涂装工艺的可行性 

    锁锭涂装配套必须适应长江水工机械厂的施工条件。如锁锭表面不能进行喷砂处理，作底涂的 ROVAL 涂层必须能涂刷在打磨的表面； ROVAL 和环氧云铁、氯化橡胶面漆可在现场涂装，自然干燥等等。 

    3 施工工艺 

    “三分涂料、七分涂装”，只有保证涂装施工工 艺顺利进行，才能发挥涂料配套的优异性能；才能获得优秀的涂层质量。在涂层设计时，我们同时设计了涂装工艺。在锁锭维修的涂装过程中，不断修正、提高，以达到完善的目的。 

    3 ． 1 工艺流程 

    锁锭表面打磨除锈除旧漆膜等→吹去灰尘，去油、干燥表面等→涂刷第 1 道冷镀锌材料→涂刷第 2 道冷镀锌材料→喷涂第 1 道稀释 20 ％～ 30 ％的环氧云铁中间漆→第 2 道环氧云铁中间漆→ 2 道氯化橡胶面漆 → 质量检查 → 修补 → 交验。 

    3 ． 2 表面处理 

    鉴于长江水工检修厂涂装工艺的条件，对锁锭涂装前的表面处理采取了 2 条措施： 

    (1) 风 ( 电 ) 动工具及手工打磨。 

    用风 ( 电 ) 动钢丝刷、砂轮、齿子、铲子等去除 锁锭上的旧漆膜、铁锈、氧化皮和其他异杂物，直至露出金属的本色。 

    由于电焊缝部位是钢构件最易锈蚀的部位，在对锁锭的电焊缝进行表面处理时，工人应格外仔细，去除遗留的“飞溅”、“焊渣”等。 

    (2) 去油污。 

    锁锭经过长期使用，油污严重。在生产实践中， 水工检修厂采用了有机溶剂，如 200 号溶剂汽油等擦洗表面的办法，彻底去除油污。在工艺上为先打磨除锈，后去油的顺序。 

    经过上述两项措施使锁锭表面清洁度达到 ISO8501 — 1 的 St 3 级；电焊缝部位清洁度达到 ISO 8501 — 1 的 St 2 级。 

    3 ． 3 涂装工艺 

    在锁锭的涂装工艺中，我们抓了 4 个技术关键，切实保证了涂层质量。 

    (1) 冷镀锌 ROVAL 的搅拌与稀释。 

    ROVAL 锌粉含量高，比常规涂料容易沉淀。在 涂装施工前，如不搅拌均匀，使上层涂料锌粉含量不足，涂层防锈性能差；下层涂料树脂含量低，涂层附着力差；所以必须进行机械搅拌， ROVAL 触 变性能好，极易搅拌均匀，一般每隔 0 ． 5 h 搅拌 1 次，以保证涂料的施工质量。 

    锁锭的涂装采用手工涂刷法。为使 ROVAL 涂膜具有一定的渗透性和流平性，需加入 <5 ％的稀 释剂。稀释剂必须专用，与其他品牌冷镀锌材料、 重防腐涂料稀释剂不可混用。 

    在工艺步骤上，应为搅拌一稀释一搅拌。 

    (2) 重视冷镀锌材料涂层的封闭处理。 

    由于 ROVAL 干膜中锌粉含量高达 96 ％，又多为球形锌粉，涂膜中粘结剂不能填满锌粉颗粒间的孔隙，具有较高的孔隙率，因此应选择合适的涂料 封闭后，才能复涂重防腐涂料。在栏污栅锁锭涂装 中，我们用环氧云铁中层漆，稀释 30 ％～ 40 ％后，满涂一层，使之充分渗透，达到填封孔 隙之目的，待固化后再复涂一层环氧云铁中层漆，收到了较好的效果。 

    (3) 加强电焊缝的预涂装。 

    电焊缝是锁锭最易锈蚀的部位。因此在电焊缝表面处理完毕后，我们对焊缝进行预涂装，预涂材料为 ROVAL ，稀释 5 ％，采用刷涂办法，以增加焊 缝的防腐蚀能力。 

    (4) 涂装环境条件。 

    长江电力厂栏污栅锁锭涂装期间，正值梅雨季节。在气温上适合 ROVAL 及重防腐涂料的涂装，但 由于雨水多相对湿度较高，为保证涂装质量，施工 中，还是坚持下列原则：在相对湿度小于 85 ％、钢板温度大于露点温度 3 ℃ 时，冷镀锌材料与重防腐涂料才开始涂装。 

    4 涂装质量 

    由于涂装配套设计的先进性，加上涂装施工中坚持了 4 个关键，使锁锭的涂膜质量十分优异，它体现在 3 个方面： 

    (1) 漆膜外观质量：漆膜平整、光滑，由于配 套性能良好，无层间剥离、起泡、针孔、流挂、裂纹 等漆膜弊病出现。 

    (2) 膜厚质量：经检测，能保证各层涂层的膜厚要求，特别是 ROVAL 涂层的设计规定膜厚，达到 60 μ m 。总的膜厚质量达到两个 85 ％的要求，即 85 ％ 的检测点膜厚，能达到规定的要求，不到规定膜厚 检测点的膜厚检测值，能超过规定膜厚的 85 ％。 

    (3) 附着力：在现场，我们用划格法对各涂层的附着力进行检测，均能达到 GB 296-88 标准的 0 ～ 1 级。