钢结构绣蚀的类型 原因及预防办法

钢结构绣蚀的类型 原因及预防办法
钢结构纵然有许多优点，但生锈腐蚀是一个致命的缺点。国内外围锈蚀导致的钢结构事故时有发生。生锈腐蚀将会引起构件截面减小，承载力下降，尤其是因腐蚀产生的“锈坑”将使钢结构的脆性破坏的可能性增大。再者、在影响安全性的同时，也将严重地影响钢结构的耐久性，使得钢结构的维护费用昂贵 ，郑州宏泰彩钢扣板统计，世界钠结构的产量约十分之一因腐蚀而报废。据某些先进工业国家对钢铁腐蚀损失的调查，阅腐蚀所损耗的费用就约占总生产值的2％—42％。我国台湾仅1987年钢结构和建筑工业防腐费用就约为30—40亿新台币其中涂层维护费占62.55％ 因此，郑州宏泰彩钢扣板认为开展钢结构锈蚀事故的分析研究有重要意义。
1 锈蚀的类型通常，我们将钢材由于和外界介质相互作用而产生的损坏过程称为也叫“钢材锈蚀” 钢材锈蚀，按其作用可分为以下两类：
化学腐蚀化学腐蚀是指钢材直接与大气或工业废气守含有的氧气质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀。
电化学府蚀电化学腐蚀是由于钢材内部有其他金属杂质，它们具有不同的电极电位，在与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原电池作用，佼钢材腐蚀。
实际工程中，绝大多数钢材锈蚀是电化学腐蚀或化学腐蚀与电化学腐蚀同时作用的结果。
腐蚀的机理及影响因素电化学腐蚀的机理钢材的电化学府蚀是最重要的腐蚀类型，简单来讲是指铁与周围介质之间发生氧化还原反应的过程。商蚀的原因与钢材并非绝对纯净有关，它总是含有各种杂质，其化学组成除铁(Fe)外，还合有少量其他金属(如Mn M、VTi)和非金属(如Si、c、P、S、、N)元素并形成固镕体、化合物或机械混合物的形态共存于钢材结构中。同时，还存在晶界面和缺陷。因此，当钢材表面从空气中吸附溶有CO2，O2或SO2的水分时，就产生了一层电解质水膜，这层水膜的形成，使得钢材表层的不同成分或品界面之间构成了千千万万个微电池，称为腐蚀电池。
不同环境下的腐蚀机理及因素分析大气腐蚀钢材暴露在大气环境条件下，由于大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀大气腐蚀。
机理大气腐蚀与完全浸没在电解液内的腐蚀过程有所不同。因大气腐蚀的钢材表面含有水分，当相对湿度达70％时，还会在钢材表面结露，因此使得上述反应易于进行。
影响因素①湿度。湿度是决定大气腐蚀类型和速度的基本因素，相对湿度达60％(临界湿度)以上时，铁的腐蚀急速增加。湿度越大，一般大气的腐蚀性越强。

②降水量。雨水的冲刷，从冲
掉腐蚀介质而言，起有利作用：但雨水又能破坏腐蚀产物的保护层，促进腐蚀的进行。
③温度。日气温变化越大，腐蚀越严重。
④日照量。日照使钢材保护层涂料老化起间接的破坏作用。
⑤大气污染物质。大气中若存在SO2、海盐粒子、固体尘粒，则腐蚀加重。因此，一般来说工业区腐蚀最严重，沿海地区次之，而内防无污染工业的地区腐蚀最小。
防治措施①采用耐蚀钢材。如掺铜、铬、镍等合金组合的低合金钢，耐蚀性较好。
⑦使用涂层和金属镀层保护。
③降低大气湿度。降低大气湿度的措施很多，如钢结构的构造设计、防止缝隙中存水、除尘、加入吸湿剂、空调等等。
淡水腐蚀指不合盐、碱和酸等水的腐蚀。其腐蚀机理原则上讲与大气腐蚀相同；淡水腐蚀的重要影响因素有温度、氧气浓度等 淡水中常溶解有钙、镁等矿物，其含量高时，称为硬水。在硬水中，钢材的腐蚀速度衬所减慢，因为碳酸钙等沉积在钢材表面会阻碍氧气的通过，因而使腐蚀速度减慢。
酸腐蚀腐蚀机理在非氧化性孩中(盐酸、稀硫酸 醋酸等），钢材与这些酸中的氢发生置换反应，形成可溶性的金属盐而被腐蚀。
在氧化性酸中(硝酸 浓硫酸等）浓度低时也极易腐蚀，若浓度高，则产生不溶性氧化物，有一定的保护作用。
影响因素①氢离子浓度②酸的类型；⑦温度。
碱腐蚀腐蚀机理室温下水溶液的PH值在10—14范围内时，碳钢钝化而使腐蚀速度下降。PH值大于14时，由于生成不溶性的Fe2O3；或Fe304，其腐蚀速度也不大。 但在高温、高压碱水溶液中，钢材产生溶解性腐蚀，称为碱裂、碱脆化等如锅炉的碱腐蚀。
影响因索主要有温度、压力 PH值和碱金属种类（一般认为碱金属的原子量越大，腐蚀性）越强)。
盐类腐蚀腐蚀机理①改变溶液的PH值。
⑦增加溶液的导电性，使电化学腐蚀加剧。
④某些盐类的阴、阳离子对腐蚀的特殊影响影响因素盐的种类、浓度海水腐蚀腐蚀机理随着海洋事业的发展，海洋巾的钢结构越来越多，但海洋中腐蚀介质复杂也复杂。一般来说，主要有盐类腐蚀、电化学腐蚀、海生物腐蚀等影响因素①与海水介质的接触深度。按浸人海水的深度可分海泥区、全浸区、潮差区、飞溅区、海洋大气腐蚀区。一般来说， 飞溅区最严重，因为飞溅区金属表面常被海水所润湿，并受到海水运动的冲击该处的保护涂层易于脱落破坏②海水流速。随流速加大腐蚀速度加快②海生物。
④海水温度。
　

　
防治措施①正确确定腐蚀程度。例如海上建筑物的桩柱在不同位置的腐蚀程度
有所不同，应采用不同的厚度。
②减少水流的滞流度以避免冲击腐蚀。
③尽可能消除不必要的缝晾。
④减少产生电化学腐蚀的条件(如不同金属连接⑤减少物件的应力集中现象。
⑧注意焊接加工杂散电流的影响。
⑦涂覆防护⑧电化学保护土壤腐蚀钢结构埋人土壤中所受的腐蚀称为土壤腐蚀。
机理遵循电化学腐蚀基本理论，但腐蚀电他的形成与土壤自身持性有关。一般来说，有下列一些腐蚀电池。
①长距离腐蚀宏电池。常发生在地下长距离的钢结构上。
⑦因土壤的局部不均匀引起的腐蚀宏电池。—般由回填土密实度、夹杂物的人同引起。
⑦埋没深度不同及边缘效应引起腐蚀宏电池④钢结构所处状态的差异引起腐蚀宏电池。由温差、应力、不同种类的钢材引起。
影响因素①土壤性质(孔隙率和扎隙结构、含水员、电阻率、酸碱度、含盐量)；②杂散电流③微生物。
防治措施①覆盖层保护。
②阴极保护。
⑤改变土壤环境。如降低水位，选择腐蚀小的回填土，在酸性土壤中物件周围充填石灰石碎块等。
有机系非水溶剂的腐蚀非水溶剂包括无机系和有机系两类 元机系主要有纯硫酸、发烟硝酸等小含水的酸类，熔融氢氧化钠及碳酸钠等熔盐。在低温下成为液态的液氨等物质。鉴于工业建筑中有机系非水溶剂的腐蚀较多，如有机药品工业、食品上业、发酵工业、石油化工、纺织工业等，本节主要接及合机系非水溶剂所引起的腐蚀：
机理①极性非水溶剂(如酒精、醛、跋酸、酚类、硝基化合物)腐蚀遵从电化学机理②非极性非水溶剂(如锁状或环状结构的碳氢化食)中的腐蚀既有电化学腐蚀也有化学腐蚀。一般来说非极性溶剂本身腐蚀性很小，但当溶剂置于大气中时，所生成的氧化物具有极性 例如，燃料油和润滑泊被氧化后生成了羧酸，能促进分属在这些油巾的腐蚀。另外，有机氮化合物和有机演化合物的腐蚀作用，是由于它们分解后生成盐酸和氢演酸所致。
⑤非水溶剂的腐蚀与水也密不可分；分。
防治措施①隔绝水的侵入。
离，以抑制腐蚀。
如油中加入皂类的防蚀措施，就是为了把油中水分同金属面隔②添加防止非水溶剂变成腐蚀介质的外加剂。
高温腐蚀在高温时，钢材表面会产生一层黑皮(如轧制过程中，钢材也会产生一层黑皮)，黑皮为高温氧化物，对钢树有一定的保护作用；但有水分存在时，由于钢材黑皮的

电位
不
同，从而构成了原电池，使钢材产生电化学腐蚀。
高温腐蚀防护，可从下列几方面着手：
根据使用寿命、
环境介质与温度、负载状态及成本选摔合适的合金钥种。
改善高温环境，在加工使用中刃通过真空、惰性气体、密封的AL2O3粉等控制钢材所处的高温环境介质。
表面处理。
应力腐蚀钢材的应力腐蚀指钢材在应力状态丫腐蚀加速的现象。应力腐蚀的特征是在较极限抗拉强度低得多的应力情况下即在一般安全使用应力的情况下，材料(钢丝或钢筋发生脆性断裂。此时钢丝表面腐蚀并不严重，锈蚀串一般在30％以下，在有缺陷或腐蚀坑根部沿轴向会有一段黑色应力腐蚀区。
电腐蚀电腐蚀是钢筋混凝土结构或钢结构处于杂散电场中，在阳极区即电流通过钢筋的部位发生的腐蚀。这一现象常发生在电化学工厂、电冶合车间等，电腐蚀的强弱与钢材所处阳极电位的高低成正比。

钢结构锈蚀处理及防腐方法
掌握钢结构的锈蚀原因及防腐办法可以让更多的钢结构延寿命，减轻一些事故的危害，所以郑州宏泰彩钢扣板认为这很重要，结合自己的经验总结如下：
新建钢结构防锈新建钢结构应根据使用性质、环境介质等制定防锈方法敷盖法。
涂料敷盖法，即在钢材表面敷盖一层涂料，使之勺大气隔绝，以防锈蚀。主要施工工艺有：表面除锈、涂底漆、涂面漆；金属敷盖法，即在钢材表面上镀上一层其他金属。所镀的金属可使钢材与其他介质隔绝，也可能是镀层金属的电极电位更低于铁，起到牺性阳极(镀层金属)保护阴极铁)的作用。
原有钢结构锈蚀处理一、锈蚀程度的分级和检查．锈蚀程度分级为鉴定锈蚀损坏程度，一般可分为五级：
一级——良好。构件基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽；个别构件可有少量锈点。
二级——局部锈蚀。构件基本没有锈蚀，面滦有局部脱落，底漆完好；个别构件有少量锈点，或构件边缘、死角、缝隙、隐蔽部分有锈蚀。
三级——较严重。构件局部锈蚀，面滚脱落面积达20％左右，底漆也有局部锈远，其基本金属完好，应进行维护难备工作。
四级——严重。构件锈蚀面积达40％左右，面漆大片脱落，但基本金属没有破坏，应立即进行维护工作。 。
五级——特别严重。基本金后已有锈蚀需要更换或采取加固等措施。
．重点检查部位应立即测旦构件断面削弱程度根据商蚀理论及实际经验、除一般检查外，下列构件或部位应严格检查。
埋人地下的地面附近部位。
可能存积水或遭受

水蒸
汽侵
蚀部位。
干湿交替构件易积灰且湿度大的构件。
组合截面净空小于12mm，难以涂刷油漆的部位。
屋盖结构、柱勺屋架节点、吊车梁与柱节点
、钢思索节点部位。
总之，一般室外钢结构比室内易锈蚀；湿度大易积灰部分易锈蚀；焊接蚀；难以涂层及徐刷到的部位易锈蚀。这些部位检查时应特别注意。
原钢结构防锈蚀涂层处理其处理包括旧漆膜处冈、表面处理、涂层选择、涂层施工。
．漆膜处理漆膜处理方法有碱水清洗(5％—lo％NaOH溶液)、人喷法、徐脱漆剂、涂脱该膏配方：碳酸钙6—10份，碳酸钠4—7份．水80份．生石灰1—15份混成糊状；或清水份，土豆淀粉1份，50％浓度氢氧化钠水溶液4份，边搅拌边拌和，再加10份消水搅拌5—10min)等。
表面处理表面处理是保证涂层质量的基础，表面处理包括除锈和控制钢材表面的粗糙度。除锈可以采用手工工具处理、机械工具处理、喷砂处理。化学剂处理〔酸洗、碱洗等等)。
对于已有钢结构的防腐处理往柞是在不停产条件卜进行，咳砂和化学剂处理方法不大可能采用，主要是采用手工和机械工具除锈：
手工除锈。是古老而简便的常用方法、即用铲刀、刮刀、钢丝刷、砂轮、砂布和手锤，靠手工敲铲、砂磨除去钢材表面旧漆膜和铁锈、油污和积灰。它操作方便，不受结构尺寸条件所限；但劳动强度大、效率低、质量难保证。采用此法必须强调质量要求。
机械除锈。即采用风动和电动1．具——磨光机、风枪(敲铲)、风动针束除锈机。它比手工除锈的质量和效率都有提高，劳动强度也小一点。
喷砂除锈。在可以停产的地方和露天结构物也可采用喷砂除锈，它质量可靠、除锈比较彻底。喷砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材面上除去黑皮和铁锈，也可以用钢砂、钢九喷射(投射)于钢材面上，效果更好，且能减少砂尘弥漫。喷砂除锈质量虽好，但劳动条件较差。
除锈是涂层防腐的主要一关。处理质量十分关键。表面除锈应达到的标准：美国为；英国为BS4232；德国为DlNl8364；瑞典为SIS等。国际上常用瑞典标准，SIS标准将表面处理方法分为两类，St表示手工或电动工具处理；Sa表示喷砂处理。还将处理程度分为o(未处理表面)、1(轻度处理表面)、2(中度处理表面)、2?(近完整处理表面)、3(完整处理表面)五级，并制定标难彩色样品图作对照。
标准规定：
手工除锈之前应清除表面污垢油脂，铲除厚锈。
——用钢丝刷轻刷。
——用铲、刷、磨工具将疏松氧化皮、浮锈及油污垢除

去后
，再用
毛刷 压缩空气等将表面清理，处理后表面县有谈谈的金属光泽。
——同上处理，但更为彻底，处理后表而具有较明显的金属光泽。
——采用快速轻度喷砂，将疏松氧化皮、浮锈及油污垢
异物除去。
——采用中度喷砂，除去绝大部分氧化皮、浮锈及油污垢异物．再用毛刷缩空气将表面情理，处理后表面呈金属灰色。
——采用较彻底喷砂，完全除去氧化皮、锈和油污垢异物、再用毛刷、压缩空气彻底将表面清理、仅允许有极少量点锈或纹锈存在，处理后表面至近似灰白色金属面。
——非常彻底喷砂处理，完全除去氧化皮、锈和异物、再用毛刷、压缩空气彻底清理表面，不留任何异物，处理后表面呈均匀白色金属光泽。
手工除锈表面处理不宜低于st3级，只有对附着力强的油漆涂层允许放宽到St2级：
唆砂除锈在无腐蚀性环境下不低于sal级，——胶除锈处理要达到Sa2级，重腐蚀环境下表面除锈处理最低要达到sa2?专级。
经表面处理之后的钢材，特产生凹凸回，称为表面粗度。表面粗度与采用的表面处理方法和喷砂材料有关，租度影响棕层漆膜防腐蚀的能力。粗度大，有助于徐层膜的附着性，但将减薄钢材表面凸点之间的涂层厚度，容易产生针孔，减小了涂层的防锈能力；反之．如粗度小，将降低涂层的附着性；喷砂材料愈细，表面粗度愈均匀，院锈率也愈好。
．涂层选择涂层选择包括涂层材料品种选择涂层材料品种选择涂层结构选择和涂层厚度确定。
品种选择取决于使用条件．在一般大气条件下及工业大气侵蚀下，可选用防锈漆在有腐蚀性介质环境中应选用防腐漆；处于高温条件作用下，选用耐热漆；室外结构徐层要有较好的耐候性能。
涂料(油深)分为底漆和面漆。中涂漆成分介于两者之间，现较少使用．而直接将面漆涂刷于底深之上。底漆中古粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材表面的粘结附着力强，与面漆结合性好；面漆中粉料少，基料多，成膜有光泽，既能保护底潦和抵抗大气及有害介质作用，又有美观之效果。目前的趋势是．使用更多的合成树脂来提高涂层的抗风化能力。
涂料品种繁多，性能用述各异，在选择时应重视底漆和面漆的配套使用。
①涂层材料品种。涂层材料(涂料)以颜色或颜色+成膜物质名称+基本名称命名。
②底漆选择。底法的功能主要是使漆膜与基层结合牢固．表面又易被面漆附着，它渗水性要小，底该要有防锈蚀性能好的颜料和填料，阻止锈蚀发生。
此外，尚有简化钢铁基

层处理
方法，
即么带锈钢铁表面上直接涂刷带锈底陵(或叫不去锈涂料)。带锈底该有稳定型和转化型两大类，这种底深涂刷在钢铁表面能抑制锈蚀的发展，且能逐步将铁锈转化为有益的保护物质，节省除锈繁重劳动，是受欢迎的但实际上因锈层厚度不一
，所以转化反应效果不一，不是用迢不足就是过剩，影响底漆的附着力。对于已有钢结构的维修，由于旧漆膜和锈蚀面的存在，情况更为复杂，故带锈底镶效果尚有待进一步研究和总结。近年来不少单位正在试制，有一些较好的经验，如杭州油墨油漆厂生产的稳定性带锈底该、武昌造船厂等单位生产的稳定性带锈底该、广州电器研究所研制的水膜不去锈涂料，都有较好的性能。
⑤面漆选择。面该的主要功能是保护下层底漆，所以面漆要有良好的耐气候作用，抗风化、不起泡、不易粉化和渗透性小等；此外，而漆尚应省底漆有良好的结合性能配套使用。
钢结构面漆的色彩过去不讲究,现代工业建筑除造型要好。色彩也应协调美观漆的色彩除应体现建筑物、构筑物的性格，还应七环境相适应。
对于已有钢结构涂层的维修处理，涂料选择尚要考虑到与旧漆膜的结合性。
涂层结构选择涂层使用耐久年限，除丁表面处理影响外，很大程度上还与涂层结构是否合理有关；在设计涂层主要按lo—15年来考虑涂刷周期，4—6年钢结构表面要重做防护涂层是不太经济的。法国埃菲尔铁塔涂刷普退红丹底漆平均13年一次，德国门斯登桥平均年涂刷一次。所以除重视涂层选料外，并注意合理的徐层结构、重视施工操作工艺，是能够保持较长维修周期的。
涂层结构要放弃过去一般采用的道底漆(或中涂层)和面深组成。
第一层底漆是保证可靠的粘结，起防锈、防腐、防水作用第二层腻子是起平整表面的作用。
第三层2道底漆是在较高要求工程中采用，起填补腻子纫孔的作用。
第四层面深是保护底漆，并使表面获得要求的色泽，起装饰效果。
第五层罩光面漆，有时为了增加光泽和耐腐蚀等作用，在面漆外再涂一层罩光清漆或面漆。
钢结构中全面统副腻于是很少的，一般采用2道底漆和2-3道面漆结构，底漆道底漆道数增加可起填平基层作用，也可保证漆膜总厚度。
涂层厚度确定漆膜厚度影响防锈效果，增加添膜厚度是延长使用年限的有效措施之一。一般钢结构防护涣臣藏匣废要求富内不小于100um．室外条件应不小于125um．腐蚀性环境中漆膜应加厚。漆膜厚度很难准确控制．故重要工程对各层漆膜厚度应测定。
涂

层施工涂
层质量与
作业中操作有很大关系，一般涂刷中要注意下列事项：
除锈完毕应清除基层上杂物和灰尘，在8h内尽快涂刷第一道底漆凹凸不平．应将第一道底添稀释后往复多次涂刷，使兵浸透人凹凸毛孔深部部分再生锈。
避免在5℃以下和40℃以上以及太阳光下直晒，或85％湿度以上
情况下涂刷，否则易产生起泡、针孔和光泽下降等。
底漆表面充分干燥以后才可涂刷次层油漆，间隔时间一般为8-48h，第二道底漆尽可能在第一道底漆完成后48h内施工，以防第一道底该之漏涂引起生锈；对于环氧树脂类涂料，如漆膜过度硬化易产生漆膜间附着不良，必须在规定时问内做上面一层涂料。
涂刷备道油漆前，应用工具清除表面砂粒、灰尘，对前层该膜表面过分光滑或干后停留时间过长的，适当用砂布、水砂纸打磨后再涂刷上层涂料一次涂刷厚度不宜太厚，以免产生起皱、流淌现象：力求膜厚均匀，应做交叉覆盖涂刷。
涂料粘度过大时才使用稀释剂，稀释剂在满足操作需要情况下应尽量少加或不加．稀释剂掺用过多会使漆脂厚度不足，密实性下降，影响涂层质量。稀释剂使用必须与漆类型配套。一般来说，油基漆、酚醛漆、长油度醉酸磁涣、防锈漆用200号溶剂汽油、松节油；中油度醇酸该用200号溶剂汽油与二甲苯(1：1)混合剂；短油度醉酸漆用二甲苯：过氯乙烯漆采用溶剂性强的甲苯、丙酮。稀释剂用错会产生渗色、咬底和沉淀离析缺陷。
焊接、螺栓之连接处，边角处最易发生涂刷缺陷与生锈生漏涂和涂刷不均，一般应加涂来弥补。
三、钢结构涂层腐蚀调查内容钢结构防腐调查内容一般包括工程概况、防锈方案设计四个部分。
．工程概况湿度，气温，厂房内热源温度，是否有水蒸汽、粉伞等)。
．腐蚀级别的确定根据有关评价腐蚀的标准，进行外观、锈蚀率、附着力调查同部位的钢结构进行评级，为制定防锈方案提供依据。
．腐蚀情况分析腐蚀情况分析包括引起不同程度腐蚀的原因、构造的合理性、涂料选择的合理性等的分析。
．防锈方案设计根据以上几项内容，提出具体的防锈方案，包括构造处理 涂料选择 涂层厚度的确定及具体施工方案。