高海拔地区站台风雨棚钢结构腐蚀及防腐对策浅析

发表时间:2020/8/4   来源:《建筑实践》2020年39卷第7期   作者:保正才
[导读] 青藏铁路格拉段站台风雨棚处于平均海拔4500米以上地
        摘要:青藏铁路格拉段站台风雨棚处于平均海拔4500米以上地区,日照辐射强烈,气温低,昼夜温差大。夏季温凉多雨,冰雹多,冬季干冷漫长,大风多。年平均气温为-2.1℃,最冷时可达零下三、四十度的环境中。此环境条件下,站台风雨棚钢结构容易出现腐蚀的状况,影响钢结构使用年限和存在安全隐患。文章首先对站台风雨棚腐蚀现状、特点与成因进行分析,其次阐述了站台风雨棚钢结构大修防腐处理措施。
        关键词:高海拔;站台;风雨棚;钢结构;防腐处理
        引言
        自2006年6月29日青藏铁路格拉段开通运营以来,那曲、安多、当雄等站台风雨棚钢结构处于高海拔、低气压、昼夜温差大,日照长、紫外线强的极端环境下,传统的面涂层由于直接接触外界环境,出现耐候性降低,低温机械性能变差,涂膜发生起泡、开裂、脱落、变色现象。目前,以上站台风雨棚钢结构均不同程度的出现了涂装爆皮、脱落,天沟腐蚀出现漏雨等情况,严重影响车站美观和旅客温馨出行的要求,尤其是影响到风雨棚的安全性和耐久性。为改善旅客乘降环境和消除安全隐患,集团公司对那曲站台风雨棚大修。
        1.钢结构腐蚀现状及特点
        1.1钢结构腐蚀现状
        自2006年6月青藏铁路格拉段开通运营以来,目前站台风雨棚钢结构油漆严重起皮、脱落,梁、柱漆面层严重爆皮,檩条、天沟腐蚀。严重影响车站美观及旅客乘降、同时影响旅客温馨出行。
       
       
       
       
       
       
       
        1.2钢结构腐蚀特点
        那曲站台风雨棚钢结构由钢柱、钢梁、檩条、天沟、屋面板等组成。受高海拔、大温差、强紫外线影响,风雨棚钢结构涂层随着时间的推移而出现了龟裂、涂层脱落、锈蚀等现象普遍。钢柱、钢梁、檩条涂层存在龟裂、斑驳与污染严重问题,天沟局部存在锈蚀的状况。雨棚屋面板底部涂装粉化、剥落、锈蚀问题尤为严重。
2.钢结构腐蚀原因分析
2.1防腐设计合理性存在差距
        站台风雨棚钢结构防腐设计应考虑高原气候特点,腐蚀环境、防腐年限、涂装场所的温度和湿度、结合紫外线辐射强,室外环境昼夜温差大等条件。青藏铁路格拉段为国内首条高海拔、高寒地段新建铁路,设计人员对钢结构所处环境不熟悉,缺乏一定的经验造成选用的涂料不适合钢结构所处的自然环境和操作环境,与腐蚀环境不相适应,耐腐蚀性不能满足高原环境下的使用要求。
        2.2涂装材料质量存在缺陷
        施工选用的站台风雨棚钢结构防腐涂料的底涂料、中间涂料和面涂料等相互间结合性差。材料的选择,应根据高原气候环境条件下腐蚀性介质和作用条件,结合材料的耐腐蚀性能和物理力学性能等因素确定。一方面是涂底与涂面之间的相容性差,不可能产生牢固的附着,另一方面是所用防腐涂料质量有所缺陷,没有足够的防锈能力,耐候性也较差。
        2.3施工质量控制不到位
        施工时受现场作业条件差等原因,钢结构基层处理未达到应有的标准,除锈等级达不到相关国家标准、规范要求,有的连表面浮锈和灰尘也未清理干净。涂装过程中减少涂刷遍数,漆膜厚度不足,涂层薄起不到应有的保护作用。涂装施工人员实际操作经验不足,在施工过程中未能严格按照作业指导书和相关的涂料使用说明操作,监理人员过程控制不到位,从而导致涂装产生质量问题。
        2.4房建单位管理维护不到位
        近几年来,集团公司对站台钢结构风雨棚防腐维修及大修费用投入不足,房建单位对钢结构维修不及时,导致站台风雨棚钢结构腐蚀不断加重。针对风雨棚钢结构腐蚀病害,只能选择局部锈蚀特别严重的地方予以整治,方法也只是简单的对底漆除锈,再用涂料涂刷修补处理。有些车站的站台风雨棚局部每年重涂一次,越涂越厚,使涂料更容易产生爆皮现象。由于只是对涂层进行简单的修补,修复面存在流坠、起泡等现象,施工质量得不到有效保证。
        3.钢结构大修概况及防腐处理措施
        3.1钢结构大修概况
        那曲车站风雨棚总面积5356.8㎡。主要改造内容:一、二站台风雨棚屋面板更换为烤漆彩钢屋面板并加固处理,天沟全部更换为加厚镀锌钢板水沟,并在天沟内部进行防腐处理,檩条全部更换为镀锌檩条。原结构梁、柱现场人工脱漆除锈处理后重新涂装。
        3.2防腐措施和方案制定
        针对高海拔站台风雨棚钢结构腐蚀问题,通过涂料防护实现钢结构防腐处理工作。结合高海拔地区考虑气候条件和施工环境,在防腐措施及方案制定时,选用的涂装材料要求防腐性和耐候性好,尤其是耐紫外线性能好的涂料。为此,涂装面漆选用了具有抗紫外线辐射、雨雪腐蚀的60μm厚氟碳面漆。中间漆选用了具备较强的抗锈屏障性能的80μm环氧云铁中间漆; 底漆是防腐油漆配套体系中最基础的品种,底漆选用了具有干燥快和附着力强的75μm厚环氧富锌底漆。
        3.3防腐涂装质量控制措施
        3.3.1钢结构除锈
        在对原有钢结构梁、柱进行涂装前,将构件表面的毛剌、铁锈、氧化皮、油污及附着物清除干净,采用喷砂、抛丸等方法彻庭锈,达到Sat2级标准GBT8923.1-2011),达到Rz40-70μm的粗糙度,现场补漆除锈采用电动,风动除锈工具彻底除锈,达到Sat2级,达到Rz35-50μm的粗度。并对焊缝质量进行检查验收。钢结构防锈和防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以及防腐蚀对钢结构的构造要求等应符合《涂覆涂料前钢材表面处理、表面清洁度的目视评定》GB/T8923.1-2011的质量标准。
        3.3.2钢结构防腐涂装材料质量控制
        影响防腐效果的一个非常重要的因素是涂料自身的品质,因此防腐涂料产品质量是关键,防腐涂料必须要有监督部门核发的生产许可证和生产厂家的产品合格证。选择品牌时,尽量选择信誉较高、知名度较高的品牌。涂料进场后,依据生产批次、使用流程完成材料复验工作,要对涂料关键性能进行检测。涂装前需对涂料配套和选用的涂料进行检查,以确认是否符合设计规格的要求、涂料的质量保证书是否完善。严禁使用过期产品或不合格产品。
        3.3.3钢结构防腐涂装工艺
        钢结构涂装必须在清理梁、柱结构表面报验合格后才能进行。涂装施工应严格按设计要求和涂料说明书的要求进行。在对表面进行除锈后,应在不超过4h的时间段内对头道底层涂料进行快速刷涂,为避免二次锈蚀在除锈过后的表面二次生成,降低底漆涂料在梁、柱上的附着力。同时,为避免涂层间的附着力降低,应保证前道涂层完成涂装后暴露的时间不能过长。底漆为75μm厚环氧富锌,施工时刷3~4遍;中间漆为80μm环氧云铁,施工时刷3~4遍;面漆为60μm厚氟碳漆,施工时刷2~3遍;底漆和中间漆每遍必须在前一遍干燥后再刷涂后一遍。待底漆环氧富锌涂装完毕后24~168小时,方可进行中间漆环氧云铁的涂装。氟碳面漆的涂装在中间漆环氧云铁涂装完毕后24~168小时,方可进行氟碳面漆的涂装。油漆和固化剂按比例混合后,充分搅拌均匀并熟化0.5小时。面层应以全部覆盖底层涂料为准,颜色均匀接槎平整,对最后一遍涂层作抹平处理,确保外表面均匀平整。涂刷时应确保涂层完全闭合轮廓清晰,涂层外观均匀平整,不允许有剥落、起泡、裂纹、气孔现象,操作人员要携带测厚针检测涂层厚度,并确保涂刷达到设计规定的厚度。
        3.3.4钢结构防腐涂装环境要求
        施工环境对钢结构防腐施工的品质有着一定程度的影响。环境温度对涂料的干燥与成膜状态有直接的关系。相对湿度超过85%时,将会产生水分而凝聚在物体表面,不但会使刚除锈清洁的钢铁表面很快重新生锈,还会降低油漆的附着力,且已涂过底漆的表面,容易引起泛白裂纹、附着力下降、涂层剥落。风力过大会降低漆膜强度,出现漆膜颜色和光泽不均匀的现象。因此,在大风、雨、雾、雪天天气下不宜进行施工。涂装时,钢材的表面温度应高于露点5℃以上。涂装工作应在空气相对湿度小于85%的环境下进行。强烈的阳光直射,会使钢结构表面温度过高,涂膜中的溶剂挥发过快,涂层成膜过程中容易出现橘皮、开裂等严重现象。那曲车站施工环境和气象条件差,且临近既有线施工,同时是对既有的梁、柱进行防腐涂装施工。梁、柱涂装施工时防止阳光照射是防护重点,为此,需对梁、柱采取可靠的的围护措施后再行涂装施工,使涂装成品得到有效保护,从而确保钢结构防腐涂装质量。
        4.结束语
        综上所述,通过高海拔地区站台风雨棚钢结构腐蚀的现状, 分析其腐蚀的原因,并针对其原因提出了钢结构防腐蚀的处理措施,为后期安多、当雄站台风雨棚大修提供实践经验,同时延长了站台风雨棚钢结构使用年限,并降低了运营维护成本,具有一定的经济价值。
参考文献:
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