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港口机械设备腐蚀与涂层维护保养问题梁建军

发表时间：2020/1/16 来源：《基层建设》2019年第28期作者：梁建军郝连雷

[导读] 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的港口贸易发展十分迅速，随着我国进出口贸易的发展，沿海港口码头吞吐量也一直保持着高速增长的趋势。

        烟台港联合通用码头公司山东烟台 264000
        摘要：在我国快速发展的过程中，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的港口贸易发展十分迅速，随着我国进出口贸易的发展，沿海港口码头吞吐量也一直保持着高速增长的趋势。目前我国已跃升为世界上拥有亿吨港口最多的国家，港口吞吐量连续多年位居世界第一，大大推动了国内港机设备制造业的整体发展。而港机作为港口码头运营的核心设备，保持长效、稳定和安全运行是港口码头正常运营的基本保证。自20世纪80年代初期以来，国内港口机械钢结构设备及设施服役周期已超过20a，大量岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）、轮胎式集装箱门式起重机（以下简称场桥）和散货机械等基建设备钢结构都迎来“老龄化”，表面防腐涂层质量问题呈现出大面积爆发的态势，港机设备也逐渐进入了涂层维修期。
        关键词：港口机械；钢结构；防腐；涂层；维护保养
        引言
        装船机、场桥等都是重要的港口机械设备，其承担这港口货物运输和起降工作。由于港口环境的特殊性，加上机械设备本身材质的不同，设备的不同部位可能出现不同程度的腐蚀，影响设备的正常运转。因此，需要对设备进行防腐涂装和保护，以维持设备正常性能。
        1港口机械设备中常用的防腐涂料
        第一，脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆。这种涂料在耐候性上就有较好的优势，同时在钢结构防腐涂装中适用性强，是港口机械设备常用的面漆；第二，中间漆。使用中间漆，主要是为了能够让各涂层之间具有较好粘连性，为机械设备建立更好的防护结构。通常来说，港口机械设备防腐处理中，所用的中间漆为环氧云铁，这种中间漆能够增大腐蚀因子的扩散面积，减少涂层透水率，提高防腐性能；第三，环氧磷酸锌底漆。底漆是防腐涂料中的关键组成部分，其质量关系到防腐性能，而环氧磷酸锌底漆主要原料为磷酸锌，经过一系列化学反应容易形成氧化锌，提升防腐性能，且附着力较高，对涂装技术要求低；第四，车间底漆。车间底漆常用类型为无机硅酸锌车间底漆，其防腐质量、耐热性、耐拉性以及耐溶性都明显较强，涂装效率极高。
        2港口机械维护保养技术要点
        2.1基本要求
        港口机械长期服役在海洋气候环境中，表面防腐涂层不断受到自然因素（如氯离子侵蚀、降雨量、紫外线辐射等）和人为因素（如表面生活积水、油污、机械破损等）的双重影响，若不进行有效的检查和维护，将导致钢结构表面防护涂层提前失效，故研究防护涂层检查周期、涂层检测类型以及涂层修补工艺十分必要。港口机械涂层在服役过程中应建立标准面，标准面是指评价港机涂层服役状态的涂装样板区，通常不是担保用途，但如果相关各方达成协议，也可用于这一目的。标准面位置可存在于港机海侧立柱内侧面，标准面的尺寸和数量应有合适的比例，实际操作性和经济性可由供需双方协商规定。此外，钢结构表面防腐涂层在严苛工况条件下服役，涂层失效概率倍增，应及时检查表面涂层状态，并建立防腐涂层系统档案卡，内容至少包括涂装竣工资料、涂层检查记录和涂层修补记录，避免因局部涂层损坏，加剧整机锈蚀蔓延。
        2.2防锈底漆
        港口机械设备的防锈底漆一般常用的有富锌底漆和环氧磷酸锌底漆。富锌底漆是一种比较好的防腐涂料，它是利用金属锌粉对钢结构表面的阴极起到保护作用，因为锌的电化学活性比铁更加活泼，所以当有足够的锌粉时，就会在钢结构的表面形成一层锌粉膜，并与钢表面紧密接触，形成锌———铁腐蚀电池，锌作为阳性被腐蚀，钢铁则作为阴性被保护。港口机械钢结构涂料中的富锌底漆有环氧富锌底漆和醇溶性无机富锌底漆。

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环氧富锌底漆使用胺类固化剂，胺与钢结构表面的氧化物形成氢键，从而提高涂料的膜附着力，因此环氧富锌底漆的机械强度比较好，漆膜屏蔽机效果好。醇溶性无机富锌底漆在水和氧化物作用下，金属锌发生阳极反应，并生成腐蚀产物，这些腐蚀产物结构紧密，稳定性比较好，微溶于水，沉积在锌层的表面形成屏蔽层，防止水、盐等物质的渗透，降低下层电化学反应速度。醇溶性无机富锌底漆膜的厚度一般在50~100um，如果超过了这个厚度，膜可能发生破裂。在实际应用中，由于环氧富锌底漆施工性能比醇溶性无机富锌底漆好，涂抹时间比较短，所以在港口机械设备腐蚀涂层中应用效果更好；环氧磷酸锌底漆则以磷酸锌作为防锈材料，磷酸锌是一种比较好的防锈涂料，磷酸锌将自身的结晶水、空气中的水分以及底材表面的微量水反映生产氢氧化锌和二代磷酸盐离子，并与底材进一步反应生产Me-Zn-P2O5这种结构比较复杂、紧密的磷化膜，这种膜的附着力好，抗腐蚀性强，主要用于在机械设备腐蚀不太严重的部位。
        2.3港口机械与设备钢结构防腐涂装配套体系
        港口机械有很多种，如桥吊或岸桥、场桥、轨道吊、卸船机、门机及斗轮机等。港口机械的结构并不十分复杂，以桥吊为例，主要包括大梁系统、门框系统、行走机构、动力系统等。其外表面直接暴露于所处区域的大气环境中，环境因素（如风雨、潮湿、大气污染等）和使用过程（如振动、超载等）直接影响到钢结构的腐蚀进程。主要的腐蚀类型包括电化学腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等，其中以局部区域的电化学腐蚀破坏性最大，是影响港口机械与设备使用年限与安全的重要因素之一。因此，港口机械所处地理环境的腐蚀调查与分析，以及相应的防腐涂料配套体系的设计在整个港口机械的制造过程中尤其重要。港口机械设备安装并运行在近海区域，气候环境大部分属于亚热带海洋性季风气候、同时由于临海城市工业大气环境，受到高盐分海洋大气、工业大气、潮湿雨水（含酸雨）、台风侵袭、日光曝晒等多种腐蚀侵害，腐蚀环境相当恶劣，处于ISO12944C4～C5的沿海腐蚀环境中，属于比较严重的腐蚀环境。同时，港口机械维修工作的施工难度大，而且会给正常的营运带来极大的不便和各种安全隐患，所以对于港机钢结构的配套设计，必须进行全面分析，选择合适的重防腐配套体系，同时进行细致的涂装施工，才能保证涂层结构的长效防腐（防护年限大于15年）。目前，港口机械钢结构防腐涂料主要由防锈底漆、环氧中间漆以及高性能防腐面漆的配套体系组成。
        2.4我国港口机械设备防腐蚀涂层的维护
        第一，保持港口机械设备的干燥，及时清理设备上的油污、灰尘，确保其清洁度。第二，要经常对设备的内部结构进行检查，并查看其腐蚀情况，如果发现有部位开始出现腐蚀现象，应及时修补。第三，在对设备进行改造时，不能破坏其涂层，如有损坏，要及时补漆。第四，在港口机械设备搬运具有腐蚀性的货物后，要用清水及时清理，并将其中的积水排出来。第五，在港口机械设备入库前要对其进行全面的检查，如果有腐蚀部位，应及时修补，而容易被腐蚀的部位，则应该做好防范措施。港口机械设备的防腐涂层保护工作是非常重要的，如果涂层遭到破坏，设备就更容易被腐蚀，从而影响其质量，降低其使用寿命。
        结语
        港口机械常年服役于苛刻的海洋气候环境中，给钢结构表面防腐涂层带来了巨大挑战。设备在运行过程中应建立防腐涂层系统档案卡，定期检查涂层损伤、表面污染物和特殊部位的涂层状态，避免锈蚀扩展和蔓延，降低涂层维护成本，延长设备服役周期。涂层修补可采用快干型低表面处理涂料，既适应了港机实际工况条件要求，也省去了大量表面处理的费用和工序。同时，为契合国家低碳经济战略需要，水性环保低表面处理涂料已逐渐成为了研究热点，而港机涂层维护保养也正朝着绿色化、标准化和一体化涂装迈进。
        参考文献
        [1]殷宪霞.港口机械设备钢结构的防护涂装[J].涂料技术与文摘，2014，36（6）：41-43.
        [2]李荣俊.中国港口机械与设备钢结构防护涂装[J].中国涂料，2005，20（6）：32-36.