CN105349927B - 非常规钢结构件防腐施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种非常规钢结构件防腐施工方法，包括倒角处理、抛丸、热浸镀锌、碱洗、扫砂、喷涂等步骤。本发明的优点是：热浸镀锌前抛丸，以去除表面污渍，提高锌层的附着力，降低构件的制作残余应力，减少酸洗时间；热浸镀锌过程中控制锌池温度、浸镀时间、冷却方式，有效减少母材及锌层开裂的风险，提高锌层质量；镀锌后不允许钝化，以增加后续涂层的附着力；采用强碱溶剂及高压水清洗锌层表面，降低锌层表面残留油污的可能性；控制扫砂压力、枪嘴移动速度、枪嘴与锌层表面距离、枪嘴与锌层表面夹角角度，获得合理的粗糙度，提高涂层附着力并确保锌层厚度不降低；雾喷第一道连接漆，有效减少涂层产生的缺陷。

Description

非常规钢结构件防腐施工方法
技术领域
本发明属于防腐施工技术领域，具体涉及非常规钢结构件防腐施工方法。
背景技术
海洋钻井平台是一种海上大型工程产品，其钢结构件长期处在盐雾、潮气、海水和油水污物等环境中，受到这些环境因素的侵蚀，将造成严重的腐蚀，腐蚀将影响平台钢结构材料的力学性能，从而影响到平台的使用安全，还将影响其使用寿命。另外，由于平台大多远离大陆，定点采油，且通常没有动力系统，这样就导致进坞维修需要周期较长，因此，平台的使用者都非常重视海洋平台的防腐问题，尽量使平台的进坞维修周期越长越好，也就导致防腐要求越来越高。目前，海洋钻井平台钢结构进行长效防腐（热浸镀锌后涂装）是使用者的一贯做法，海洋钻井平台钻井架由于需要承受动力载荷，所以使用的钢结构件材质要求高，主要以Q460为主，这对复杂的防腐方式之一（热浸镀锌后涂装）提出了较高的施工技术要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效提高非常规钢结构件防腐效果的防腐施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
非常规钢结构件防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2-3mm；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用100%钢丸磨料做抛丸处理，去除氧化皮、铁锈及其他污染物，并获得25-40μm的平均粗糙度；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间不超过60min，锌池的容积不小于140m3、温度控制在437-450℃，镀锌时间不超过15min，镀锌后空气冷却，温度下降至100-150℃转水冷却；
（4）碱洗：PH值为11-12的碱性溶液兑以2-10%的乳化剂或螯合剂，加热至60-85℃后将其喷洒在锌层表面，10-15min内表面禁止干燥，之后用34-70Mpa的高压水清洗干净，并用干净、干燥的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用非金属磨料进行扫砂，扫砂设备的进气压力控制在0.2-0.3Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在1.5m以上、角度控制在15°-30°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为3-4m，以获得25-40μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：第一道连接漆加入30-50％的稀释剂进行雾喷，雾喷层的平均厚度控制在15-30μm，20-30min后用刷子理平气泡，之后按照常规要求进行后续涂层的施工。
进一步的，所述抛丸步骤中钢丸磨料的平均粒径为0.3-0.6mm。
进一步的，所述扫砂步骤中非金属磨料的平均粒径为0.3-0.6mm。
与现有技术相比，本发明的优点是：热浸镀锌前抛丸，以去除表面污渍，提高锌层的附着力，降低构件的制作残余应力，减少酸洗时间；选用大容量锌池，锌池越大，钢结构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间越快，避免锌层膜过厚；热浸镀锌过程中控制锌池温度、浸镀时间、冷却方式，有效减少母材及锌层开裂的风险，提高锌层质量；镀锌后不允许钝化，以增加后续涂层的附着力；镀锌后2天内进行涂装，喷涂前对锌层表面进行扫砂，扫砂后2h内开始涂装，以减少锌层氧化程度，提高涂层的附着力；采用强碱溶剂及高压水清洗锌层表面，降低锌层表面残留油污的可能性；控制扫砂压力、枪嘴移动速度、枪嘴与锌层表面距离、枪嘴与锌层表面夹角角度，以获得合理的粗糙度，提高涂层附着力并确保锌层厚度不降低；雾喷第一道连接漆，有效减少涂层产生的缺陷。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明，但这些实施例并不是对本发明的限定。
实施例1
非常规钢结构件（5.8吨、Q460材质）防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2mm，以增强涂镀层与母材边角处的附着力；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用平均粒径为0.3mm的钢丸磨料做抛丸处理，去除氧化皮、铁锈及其他污染物，并获得25μm的平均粗糙度，以降低钢结构件制作的残余应力，减少酸洗时间，得到更高的锌层附着力；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间45min，锌池的容积为143m3、温度控制在439℃，构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间为5min，镀锌时间控制在15min，镀锌后空气冷却，温度下降至100℃转水冷却，避免造成极速温差，导致母材及锌层开裂；镀锌后不允许钝化，适当修理后2天内进行后续步骤；
（4）碱洗：PH值为11的碱性溶液兑以4%的乳化剂，加热至60℃后将其喷洒在锌层表面，15min内表面禁止干燥，之后用35Mpa的高压水清洗干净，并用干燥、干净的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用平均粒径为0.3mm的石榴石磨料进行扫砂，以避免产生异金属腐蚀，扫砂设备的进气压力控制在0.2Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在1.5m、角度控制在15°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为3m，获得25μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：为降低锌层的氧化速度，喷涂需在扫砂结束后2h内进行，第一道连接漆加入30％的稀释剂进行雾喷，以渗入锌层中的孔隙，排出孔隙中的空气，雾喷层的平均厚度控制在15μm，20min后表面存在少量的气泡，用刷子理平，之后按照常规要求进行后续涂层的施工。
实施例2
非常规钢结构件（6.3吨、Q460材质）防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2.5mm，以增强涂镀层与母材边角处的附着力；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用平均粒径为0.45mm的钢丸磨料做抛丸处理，去除氧化皮、铁锈及其他污染物，并获得32μm的平均粗糙度，以降低钢结构件制作的残余应力，减少酸洗时间，得到更高的锌层附着力；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间60min，锌池的容积为158m3、温度控制在450℃，构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间为3.5min，镀锌时间控制在11min，镀锌后空气冷却，温度下降至130℃转水冷却，避免造成极速温差，导致母材及锌层开裂；镀锌后不允许钝化，适当修理后2天内进行后续步骤；
（4）碱洗：PH值为12的碱性溶液兑以8%的乳化剂，加热至75℃后将其在喷洒锌层表面，12min内表面禁止干燥，之后用50Mpa的高压水清洗干净，并用干燥、干净的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用平均粒径为0.5mm的棕刚玉磨料进行扫砂，以避免产生异金属腐蚀，扫砂设备的进气压力控制在0.25Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在1.8m、角度控制在20°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为3.5m，获得32μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：为降低锌层的氧化速度，喷涂需在扫砂结束后2h内进行，第一道连接漆加入40％的稀释剂进行雾喷，以渗入锌层中的孔隙，排出孔隙中的空气，雾喷层的平均厚度控制在23μm，25min后表面存在少量的气泡，用刷子理平，之后按照常规要求进行后续涂层的施工。
实施例3
非常规钢结构件（6吨、Q460材质）防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在3mm，以增强涂镀层与母材边角处的附着力；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用平均粒径为0.6mm的钢丸磨料做抛丸处理，去除氧化皮、铁锈及其他污染物，并获得39μm的平均粗糙度，以降低钢结构件制作的残余应力，减少酸洗时间，得到更高的锌层附着力；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间54min，锌池的容积为149m3、温度控制在445℃，构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间为4.5min，镀锌时间控制在13min，镀锌后空气冷却，温度下降至150℃转水冷却，避免造成极速温差，导致母材及锌层开裂；镀锌后不允许钝化，适当修理后2天内进行后续步骤；
（4）碱洗：PH值为12的碱性溶液兑以10%的螯合剂，加热至80℃后将其喷洒在锌层表面，10min内表面禁止干燥，之后用70Mpa的高压水清洗干净，并用干燥、干净的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用平均粒径为0.6mm的铜矿渣磨料进行扫砂，以避免产生异金属腐蚀，扫砂设备的进气压力控制在0.3Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在2m、角度控制在30°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为4m，获得38μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：为降低锌层的氧化速度，喷涂需在扫砂结束后2h内进行，第一道连接漆加入50％的稀释剂进行雾喷，以渗入锌层中的孔隙，排出孔隙中的空气，雾喷层的平均厚度控制在29μm，30min后表面几乎不存在气泡，用刷子稍微理平，之后按照常规要求进行后续涂层的施工。
对比例1
非常规钢结构件（5.5吨 、Q460材质）防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2mm；
（2）热浸镀锌：处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间120min，锌池的容积为129m3、温度控制在460℃；构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间为9min，镀锌时间控制在23min，镀锌后水冷却，且允许钝化；
（3）扫砂：采用平均粒径为1.5mm的铜矿渣磨料进行扫砂，扫砂设备的进气压力控制在0.7Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在0.5m、角度控制在65°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为1.5m，获得120μm的平均粗糙度；
（5）按照常规要求进行涂层的施工。
对比例2
非常规钢结构件（4.9吨 、Q460材质）防腐施工方法，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2mm；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用60％的钢丸和40％的钢砂为磨料做抛丸处理，平均粒径为1.2mm，获得90μm的平均粗糙度；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间80min，锌池的容积为104m3、温度控制在450℃，构件浸入锌池后冷凝的锌重新液化的恢复时间为8min，镀锌时间控制在18min，镀锌后空气冷却，温度下降至120℃转水冷却，允许钝化；
（4）碱洗：PH值为12的碱性溶液兑以8%的乳化剂，加热至75℃后将其喷洒在锌层表面，12min内表面禁止干燥，之后用50Mpa的高压水清洗干净，并用干燥、干净的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用平均粒径为1mm的石榴石磨料进行扫砂，扫砂设备的进气压力控制在0.5Mpa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在1m、角度控制在45°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为2.5m，获得85μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：扫砂结束后2h内，第一道连接漆加入15％的稀释剂进行雾喷，雾喷层的平均厚度控制在20μm，25min后表面存在较多的气泡，用刷子理平，之后按照常规要求进行后续涂层的施工。
在上述各实施例和对比例中，最终测试的结果如下表所示：
测试结果表明，采用本发明的防腐施工方法能够很好地确保母材、锌层及涂层的质量。

Claims (3)

1.非常规钢结构件防腐施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）倒角处理：对钢结构件所有的锐边和R孔打磨倒角，倒角的半径控制在2-3mm；
（2）抛丸：倒角处理后的钢结构件用100%钢丸磨料做抛丸处理，去除氧化皮、铁锈及其他污染物，并获得25-40μm的平均粗糙度；
（3）热浸镀锌：抛丸处理后的钢结构件先酸洗再浸入锌池内镀锌，酸洗时间不超过60min，锌池的容积不小于140m3、温度控制在437-450℃，镀锌时间不超过15min，镀锌后空气冷却，温度下降至100-150℃转水冷却；
（4）碱洗：pH值为11-12的碱性溶液兑以2-10%的乳化剂或螯合剂，加热至60-85℃后将其喷洒在锌层表面，10-15min内表面禁止干燥，之后用34-70MPa的高压水清洗干净，并用干净、干燥的压缩空气吹干；
（5）扫砂：采用非金属磨料进行扫砂，扫砂设备的进气压力控制在0.2-0.3MPa，扫砂枪嘴与钢结构件之间的距离控制在1.5m以上、角度控制在15°-30°，扫砂速度控制在每秒一个来回，来回的距离为3-4m，以获得25-40μm的平均粗糙度；
（6）喷涂：第一道连接漆加入30-50％的稀释剂进行雾喷，雾喷层的平均厚度控制在15-30μm，20-30min后用刷子理平气泡，之后按照常规要求进行后续涂层的施工；所述非常规钢结构件的材质为Q460。
2.根据权利要求1所述的非常规钢结构件防腐施工方法，其特征在于，所述抛丸步骤中钢丸磨料的平均粒径为0.3-0.6mm。
3.根据权利要求1所述的非常规钢结构件防腐施工方法，其特征在于，所述扫砂步骤中非金属磨料的平均粒径为0.3-0.6mm。
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