在鋼結構的設計中腐蝕控制極為重要,也最容易被忽略, 合理的防腐設計不僅可以使鋼材的耐蝕性能充分發(fā)揮出來而且可以彌補結構性能本身的不足。鋼結構防腐設計與以下幾個方面有關。
1.鋼結構的表面處理：鋼材在軋制過程中,經熱處理后表面產生一層均勻的氧化層;同時鋼材在加工過程中,鋼材表面往往產生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認真清除,會影響防腐涂料的附著力和涂層的使用壽命。鋼材表面處理質量,有時甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大,應予以重視。
2.合理選材：目前市場上的鋼材品種繁多,依據(jù)不同的使用條件需要選擇不同種類的鋼材。鋼結構腐蝕程度以腐蝕深度表示,通常以mm /a為單位,計算公式為:K通常與鋼材的面積與時間有關,進行鋼結構抗腐蝕設計時,要考慮鋼材的均勻腐蝕深度,結構構件的厚度取用需要考慮腐蝕量(材料的年腐蝕深度乘以設計使用年限)。
3.防腐涂料的選擇：根據(jù)鋼材腐蝕的電化學原理,只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強烈阻滯陰、陽極過程的進行,就可防止鋼材的腐蝕。采用防護層方法防止鋼結構腐蝕是目前通用的方法,常用涂料、塑料、搪瓷等材料,通過涂刷和噴涂等方法,在金屬表面形成保護膜,使金屬與腐蝕介質隔離,從而防止金屬的腐蝕。
涂料的種類繁多,對品種的選擇直接影響到防腐質量的好壞,一般的涂料選擇應考慮以下幾點:
1.鋼結構所處的使用條件及選用涂料的范圍需一致。對于有酸性介質,可采用耐酸性能較好的酚醛樹脂漆,而對于堿性介質,則應采用耐堿性較好的環(huán)氧樹脂漆。
2.涂料的正確配套需注意。由于大部分涂料是有機膠狀物質為基料,涂料每涂一層結成薄膜后,難免有許多異常細小的微孔,腐蝕介質仍有可能滲入侵蝕鋼鐵。因此,涂料需要涂多層,使微孔減少到最低限度。如過氯乙烯漆可以與磷化底漆或鐵紅醇酸底漆配套使用。
3.根據(jù)構件的重要性要考慮結構的主次關系,分別選用 不同的涂料,或用相同的涂料而對涂層厚度加以區(qū)別。
4.要達到良好的防腐效果,在選擇恰當涂層厚度。如果涂層厚度薄或不均勻,鋼材表面毛刺的高峰會露出涂層,涂層就會有針孔,這些薄弱的地方,往往易生銹腐蝕或涂層起泡脫落。如果涂層過厚,雖然可增強防護能力,但附著力和機械性 能都要降低,而且要增加費用。
5.盡量選用涂料法進行防腐處理。在船舶結構上為了達到防銹的目的,可以在鐵的基層上鍍鋅,因為需要在高溫環(huán)境下進行,考慮造價原因,建筑鋼結構中用鍍鋅防腐很少,只有一小部分構件(如欄桿,燈柱等)會用到。通常用的是涂層法, 涂層法是一種價格適中、施工方便及適用性強的防腐蝕方法, 在建筑鋼結構中應用廣泛。
鋼結構表面處理方法有：
手工工具除銹、滾動鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂(丸)除銹、化學轉化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射流控制真空除銹、激光除銹等。使鋼材表面的 毛刺、電焊藥皮、灰塵、油污等污染物均應清除干凈。
然而不可以忽視的還有，鋼結構中特殊鋼中添加了碳以外,又添加了鎳、錳、鉻等微量元素制成的耐候鋼,其失重速度比普通鋼要小2~3倍,其表面在穩(wěn)定的環(huán)境中往往可以形成致密的保護膜,但在干濕交替環(huán)境下,這種保護膜依然會破壞,所以即使是耐腐蝕性好的耐候鋼同樣需要做防腐蝕處理。鋼結構防腐選擇涂料時,除考慮結構使用功能、經濟性和耐久性外, 還應考慮施工過程中的穩(wěn)定性、干燥、速度、毒性以及需要的溫度條件等。