CN116475045A - 一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，采用如下步骤：1、表面处理：在天气情况良好时进行除锈作业，除锈结束后应清除表面异物，然后对塔体所有螺丝紧固和补充处理；2、干燥清洁：用洁净的压缩空气吹干，再用干净的干燥布块揩净、揩干；3、底漆涂装：①、在底漆涂刷之前，应对结构转角处和焊缝表面凹凸不平处，用与涂料配套的腻子抹平整或圆滑过渡；②、刷底漆时涂刷方向应该一致，接茬整齐；③、涂层厚度达到厚度要求的点数要大于或等于检测点的85％；4、面涤涂裴；5、瑕疵补漆：涂层表面小面积的缺陷。本发明提升铁塔钢结构自然环境下的抗腐蚀性能，减缓腐蚀，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁塔除锈方法，具体是一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法。
背景技术
通讯铁塔在长期的运行过程中，其表面的镀锌层也在不断地受到周围环境介质的侵蚀，随之腐蚀防护能力降低(锌的腐蚀速率为每年30-35g/m2)。另外在应力(在一定环境中金属结构外加或本身残余的应力)及外力(在运输或安装过程中出现的碰撞)的作用下造成局部镀锌层的破坏，安装连接紧固件时对其部位的镀锌层造成轻微的破坏。一旦某个部位出现镀锌层受到破坏时首先就会在其部位开始腐蚀。经过长年运行钢结构表面镀锌层腐蚀后变暗，表面出现浮锈易出现金属基材发生腐蚀，传统处理方式采用锌粉喷涂方式延缓通信铁塔锈蚀问题，处理效果难以达到长效保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，本方法采用石墨烯代替传统锌粉，涂层施工结合不同部件开展施工。
一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，采用如下步骤：
步骤1、表面处理，在天气情况良好时进行除锈作业，除锈结束后应清除表面的油污、尘埃等异物，然后对塔体所有螺丝紧固和补充处理；
步骤2、干燥除杂：
经除锈作业塔体表面，首先用洁净的压缩空气仔细吹干，再用干净的干燥布块揩净、揩干；经吹干、揩净的塔体应持续干燥10分钟以上。干燥除杂的目的是使工件表面和缝隙处的水分全部挥发干燥，杂物、灰尘、油污等得到彻底清理，以确保漆膜有良好的附着力。
步骤4、底漆涂装：
①、在底漆涂刷之前，应对结构转角处和焊缝表面凹凸不平处，用与涂料配套的腻子抹平整或圆滑过渡；
②、刷底漆时涂刷方向应该-致，接茬整齐，保证漆膜厚度均匀-致、光滑；
③、涂层厚度达到厚度要求的点数要大于或等于检测点的85％；
④、刷漆时应采用勤沾、短刷的原则；
⑤、附着力采用划夹角60度的两切割线，胶带粘撕无剥落；
⑥、底漆涂装后在实干前不应涂装面漆。
步骤3、面涤涂裴：
①、面漆涂刷一道；
②、刷底漆时涂刷方向应该一致，接茬整齐，保证漆膜厚度均匀一致、光滑；且喷枪应确保清洁，用喷枪将已调配好的涂料均匀的在工件表面喷上一层，喷涂时应垂直于被涂件表面，喷枪与工件的距离为150～300mm之间；干膜厚度为60～80μm；
③、面漆在使用过程中应不断搅和，涂刷的方法和方向与上述工艺相同；
④、涂层厚度均匀、无毛刺露出涂层、涂层无针孔、锈点及起泡现象；
步骤5、瑕疵补漆：
涂层表面小面积的缺陷，用粒度小于60μm(约相当于240目以上)的水砂纸打磨缺陷部位，使有缺陷处的表面过渡均匀，清理干净后刷涂。涂层表面小面积的缺陷，用粒度小于60μm(约相当于240目以上)的水砂纸打磨缺陷部位，使有缺陷处的表面过渡均匀，清理干净后刷涂。
进一步，1)预涂装
架空线与钩架连接处、绝缘子顶端悬挂处、爬钉、螺栓、螺帽和钢板背对背处等特殊部位、应先进行预涂，防止漏涂或涂层不均匀。
2)钢结构涂装
预涂装后再用刷子沾上涂料，沾上涂料的在桶边刮一下以减少刷子其中一边的涂料，拿出后有涂料的一边向上进行涂刷。
进一步，前处理须洁净，要求喷砂处理至Sa2.5级或弹性砂轮片打磨至St3级。
进一步，去除焊接、火焰切割或火工校正燃烧部位的焊渣、飞溅物，打磨平整至St3级。
进一步，在喷涂前，焊缝、结构自由边须手工预涂，以防止漏涂，成为腐蚀源。
进一步，面漆喷涂前，应对底漆进行质量检查与修补，要求底漆达到所需干膜厚度。
根据本发明的另一方面，提供一种石墨烯重防腐涂层，采用少量的石墨烯在涂层中堆叠，形成三维导电网络结构，连接涂层中孤岛锌或镁粉和基材，降低了涂层中锌粉的含量，提高了涂层的附着力，并且很大程度上提高了涂层的防腐蚀性能。石墨烯本身具有的独特结构性质，使其在物理防腐和电化学防腐方面都展现出一定的优势。石墨烯的片层结构层层叠加、交错排列，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，由于其小尺寸效应，石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。石墨烯层与层之间有良好的润滑作用，石墨烯的片层结构可以将涂层分割成许多小区间，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。另外，石墨烯的共轭结构使其具有很高的电子迁移率，表现出良好的导电性，同时，其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，提供更佳的电化学保护。
本发明的有益效果是：本发明采用基于新型石墨烯防腐涂层工艺，提升铁塔钢结构自然环境下的抗腐蚀性能，减缓腐蚀，延长使用寿命。
具体实施方式
一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，采用如下步骤：
一、表面处理：
1)根据现场实际情况先进行塔体所有螺丝紧固和补充处理，再根据实际情况采用人工除锈。利用电动砂轮、钢铲、刮刀、钢刷将表面的灰尘、油污、脏垢和风化的锈层及旧漆膜彻底清除干净。破损的镀层采用粗号砂布打磨金属表面，最后采用棉砂或干净棕刷擦去灰尘、浮锈等杂物。油污采用清洗剂清洗干净。
铁塔钢结构表面不易清理部位(如塔缝、螺丝钉、背对背钢缝隙等部位)的除锈应彻底。紧固螺钉、背角、横档死角等部位，采用钢丝刷双向来回多次打磨。
对于污染严重的塔体表面(如塔体下部),被油脂污染或被氧化物污染或附有旧漆层，应进行表面预处理,去除油脂或铲除厚的锈层等附着物,除锈后，清除塔材表面应无浮灰和碎屑。
表面处理后应尽快(一般应不超过4小时)刷涂底漆。
表面处理后，因故不能立即刷涂底漆，要妥善保护，以防再度生锈和污染，如发现生锈和污染，应按除锈标准重新进行表面处理。
表面处理的参数要求：
1、喷砂或打磨处理前，预先用环氧底漆稀释剂清除油污及其它污物。
2、有氧化皮钢材：喷砂处理至Sa2.5级。
3、无氧化皮钢材：喷砂处理至Sa2.5级或用弹性砂轮片打磨至St3级。
4、涂有车间底漆的钢材：采用轻扫喷砂或风动(电动)弹性砂轮片进行二次除锈，除锈等级达到St3级。
5、焊接、火焰切割或火工校正燃烧部位：除去焊渣、飞溅物、打磨平整后，以弹性砂轮片打磨至St3级。
6、维修：用干(或湿)喷砂或动力工具清除所有锈迹和松散漆膜，磨刮边角使其平整，修补破损部位至原漆膜厚度。
7、大型修补/新钢材(潮湿条件下)应干(或湿)喷砂至Sa2.5级标准。
二涂装石墨烯重防腐涂层
1)底漆涂装
①、在底漆涂刷之前，应对结构转角处和焊缝表面凹凸不平处，用与涂料配套的腻子抹平整或圆滑过渡，必要时，应用细砂纸打磨腻子表面，以保证涂层的质量要求。
②、刷底漆时涂刷方向应该一致，接茬整齐，保证漆膜厚度均匀一致、光滑、不应发生漏刷、流淌、起泡、起皱等现象。
③、涂层厚度达到厚度要求的点数要大于或等于检测点的85％(1m范围不少于3个点)，未达到厚度的检测点，其厚度也要大于或等于规定厚度的85％。
④、刷漆时应采用勤沾、短刷的原则，防止刷子带漆太多而流坠。
⑤、附着力采用划夹角60度的两切割线，胶带粘撕无剥落。
⑥、底漆涂装后在实干前不应涂装面漆。
2)面涤涂裴
①、面漆涂刷一道。
②、面漆的调制应选择颜色完全一致的面漆，兑制的稀料应合适，面漆使用前应充分搅拌，保持色泽均匀。
③、面漆在使用过程中应不断搅和，涂刷的方法和方向与上述工艺相同。
④、涂层厚度均匀、无毛刺露出涂层、涂层无针孔、锈点及起泡等现象
三、涂装措施
1)预涂装
架空线与钩架连接处、绝缘子顶端悬挂处、爬钉、螺栓、螺帽和钢板背对背处等特殊部位、应先进行预涂，必须防止漏涂或涂层不均匀。
2)钢结构涂装
预涂装后再用刷子沾上涂料，沾上涂料的在桶边刮一下以减少刷了一边的涂料，拿出时，有涂料的一边向上进行涂刷。毛刷沾漆不易过多,刷子没漆部分不应超过毛长的一半,毛刷浸漆过多，易造成漆液流淌，漆与被涂物表面附着力不够，同时漆液还会从刷子上滴落，造成污染，涂刷形状复杂的钢结构时，应注意孔眼、棱角等处涂层均匀一致，涂刷过程中如发现刷子脱毛，应及时更换新刷，并将漆膜中粘附的鬃毛及时除去。用过后的漆刷要及时用稀料洗干净，以免刷毛变硬，刷柄要保持清洁。
四、本涂刷处理液为酸性物质，应注意以下几点:
1)避免皮肤直接接触处理液。
2)皮肤、工具或衣服溅上后用湿棉纱和清水擦洗即可。
3)禁止在旧漆皮上涂处理漆。
4)钩架下避免人行流动。.
5)农作物、花木用塑料薄膜敷盖保护。
五、涂刷工艺：
1、手工涂刷工艺:
①、涂刷时，将刷子的2/3沾上油漆，沾上漆的在桶边刮一下以减少刷子--边的油漆，拿出时，有油漆的一边向上进行涂刷。栏杆扶手的圆钢及死角位置涂漆时，用刷尖沾上油漆作来回弹拍涂装。用过后的漆刷要及时用稀料洗干净，以免刷毛变硬，刷柄要保持清洁。
②、对与较小的钢结构(如小型角钢、圆钢)，可以戴橡皮手套粘油漆，刷涂施工。
③、防腐施工现场必须有完善、有效的消防措施，施工人员应配备防护工作服、防护(防毒)面具、防护手套等，离地面2m以上施工时，必须制订高空作业安全措施，并严格执行。
④、刷子一般选用4寸毛刷，要求毛厚、口齐、毛尖软、毛根硬、不脱毛和不炸毛；滚桶宜采用4寸长，毛柔和、不掉毛，钢轴坚硬；手柄不易松动的木芯滚桶，使用时，在手柄部位绑.上8#铁丝挂在桶上。根据施工部位不同选择适当的毛刷。
2、质量目标:达到优良工程标准，竣工验收合格率100％，优良品率90％以上。
2.1、涂料开桶:开桶时，首先应将桶外的灰尘、杂物除尽以免混入漆桶内。开桶后若发现有结皮现象，则应将漆皮整块或分成若下块收出，而不能将漆皮捣碎混入漆中，以免影响质量。严禁使用不合格或变质的涂料。
2.2、搅拌:由于漆中各成分密度的差异可能会有沉淀现象出现，在油漆使用前须将桶内的油漆及沉淀物全部搅拌均匀后才可使用。涂料配比严格按照产品使用说明用涂料配比来进行。
2.3、过滤:涂料在使用前，一般都需要过滤，将涂料中可能产生的或混入的固体颗粒、漆皮或其他杂质滤去，以避免这些杂质影响漆膜的性能及外观。--般可使用80-120目的金属网或尼龙筛进行过滤。
2.4、涂装技术要求
2.4.1、潮湿气候、雾天、上一遍涂刷的涂层表面未完全干透、或涂装环境中扬尘过多时，涂装作业应停止。所有清洁完毕后2小时内且保证在清洁表面再次生锈发生前完成第一-遍底漆。在温度、湿度偏高时，清洁后应尽量缩短完成第一遍底漆时间间隔。
2.4.2、漆膜厚度的控制:为了使涂料能发挥其最佳性能，足够的漆膜厚度极其重要。因此必须严格控制漆膜的厚度。用刷徐或滚涂每道漆膜较薄，要多涂装几道，才能达到所规定的厚度。施工时应按用量进行涂装，经常使用湿膜测厚仪测定湿膜厚度，以控制干漆膜的厚度和保证涂层厚度的均匀。按涂布面积大小确定厚度测量点的密度和分布，然后测定干膜厚度，未达到规定膜厚，必须补涂。
2.4.2、遵照设计要求和涂料厂方推荐的条件进行涂装作业。尤其应注意涂料厂家提供的有关保存、混合、稀释和适用期方面的使用说明。遵照涂料厂家的说明掌握各漆层涂装间隔，避免以后的涂层出现剥离现象。
2.4.4、漆膜应无缺陷或损坏。若漆层因焊接作业或其它原因而受损，应对该区域进行处理，按设计规定的涂料品种、厚度补漆修复。
2.5、涂装环境:
钢材表面:涂装时，要注意钢材表面状况和大(环境。涂装施工须在钢材表面温度高于露点温度3"C以上，相对湿度在85％以下的条件中进行，当钢材表面受雨水或冰雪的影响时，不能进行涂装。
2.6、其他注意事项
2.6.1、涂装间隔，不同类型的涂料涂装间隔各有不同,在施工时应按每种涂料的各自要求进行施工,否则将会影响漆膜层间的附着力,而造成漆膜剥落。涂料应存放于温度较低、通风和干燥之处，远离热源,避免日光直射并隔绝火种；在施工现场，严禁明火。
2.6.2、涂装前，应确认所用涂料品种、规格、批号、贮存期等是否符合规定。同时要预先计算涂装面积和涂料用量，便于施工中控制涂膜厚度。在封闭的场所施工必须强调通风，配漆和施工人员应带防护面具，以免引起中毒或粉尘污染。
2.6.3.漆膜在未完全干燥成膜固化之前，应采取保护措施，避免受到雨水和其他液体的冲洗或操作人员的践踏。
对于本领域技术人员而言，显然本发明专利不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明专利的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明专利。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明专利的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明专利内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：采用如下步骤：
步骤1、表面处理：
在天气情况良好时进行除锈作业，除锈结束后应清除表面的油污、尘埃异物，然后对塔体所有螺丝紧固和补充处理；
步骤2、干燥除杂：
经除锈作业塔体表面，首先用洁净的压缩空气仔细吹干，再用干净的干燥布块揩净、揩干；经吹干、揩净的塔体应持续干燥10分钟以上；干燥除杂的目的是使工件表面和缝隙处的水分全部挥发干燥，杂物、灰尘、油污得到彻底清理，以确保漆膜有良好的附着力；
步骤3、底漆涂装：
①、在底漆涂刷之前，应对结构转角处和焊缝表面凹凸不平处，用与涂料配套的腻子抹平整或圆滑过渡；涂装应在清洁除杂4小时内进行，若超过4小时应重新清洁除杂后涂装；
②、刷底漆时涂刷方向应该一致，接茬整齐，保证漆膜厚度均匀一致、光滑；且喷枪应确保清洁，用喷枪将已调配好的涂料均匀的在工件表面喷上一层，喷涂时应垂直于被涂件表面，喷枪与工件的距离为150～300mm之间；干膜厚度为60～80μm；
③、涂层厚度达到厚度要求的点数要大于或等于检测点的85％；
④、刷漆时应采用勤沾、短刷的原则；
⑤、附着力采用划夹角60度的两切割线，胶带粘撕无剥落；
⑥、底漆涂装后在实干前不应涂装面漆；
步骤4、面涤涂裴：
①、面漆涂刷一道；
②、面漆的调制应选择颜色完全一致的面漆，兑制的稀料应合适，面漆使用前应充分搅拌，保持色泽均匀；
③、面漆在使用过程中应不断搅和，涂刷的方法和方向与上述工艺相同；
④、涂层厚度均匀、无毛刺露出涂层、涂层无针孔、锈点及起泡现象；
步骤5、瑕疵补漆：
涂层表面小面积的缺陷，用粒度小于60μm的水砂纸打磨缺陷部位，使有缺陷处的表面过渡均匀，清理干净后刷涂；涂层表面小面积的缺陷，用粒度小于60μm的水砂纸打磨缺陷部位，使有缺陷处的表面过渡均匀，清理干净后刷涂。
2.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：1)预涂装，架空线与钩架连接处、绝缘子顶端悬挂处、爬钉、螺栓、螺帽和钢板背对背处特殊部位、应先进行预涂，防止漏涂或涂层不均匀；
2)钢结构涂装，预涂装后再用刷子沾上涂料，沾上涂料的在桶边刮一下以减少刷了一边的涂料，拿出时，有涂料的一边向上进行涂刷。
3.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：前处理须洁净，要求喷砂处理至Sa2.5级或弹性砂轮片打磨至St3级。
4.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：去除焊接、火焰切割或火工校正燃烧部位的焊渣、飞溅物，打磨平整至St3级。
5.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：在喷涂前，焊缝、结构自由边须手工预涂，以防止漏涂，成为腐蚀源。
6.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：面漆喷涂前，应对底漆进行质量检查与修补，要求底漆达到所需干膜厚度。
7.根据权利要求1所述一种基于铁塔钢结构表面的石墨烯重防腐涂层除锈方法，其特征在于：步骤三种，涂料调配之前，先将各个组分充分搅拌均匀，然后按基础涂料：硬化剂＝4：1的质量配比称取各组分的量，将组分一和组分二进行混合并不断进行搅拌，再加入适量的稀释剂充分搅拌均匀；调配好的涂料在25℃±5℃的环境条件下，经过半小时熟化期后才能使用；还可以添加二甲苯、乙酸丁酯、DBE溶剂或以上混合物；添加量≤15％。
8.根据权利要求1-6所述方法的中石墨烯重防腐涂层，其特征在于：采用少量的石墨烯在涂层中堆叠，形成三维导电网络结构，连接涂层中孤岛锌或镁粉和基材，降低涂层中锌粉的含量，提高涂层的附着力，并且很大程度上提高涂层的防腐蚀性能。
9.根据权利要求8所述方法中的石墨烯重防腐涂层，其特征在于：石墨烯的片层结构层层叠加、交错排列，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性；同时，由于其小尺寸效应，石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面；石墨烯层与层之间有良好的润滑作用，石墨烯的片层结构可以将涂层分割成许多小区间，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性；另外，石墨烯的共轭结构使其具有很高的电子迁移率，表现出良好的导电性，同时，其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，提供更佳的电化学保护。
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