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橋梁鋼結構防腐復合長效防腐方案

發布時間:2009.07.17    新聞來源:江蘇新大高空公司    瀏覽次數:

一、工程簡介與技術要求
    該橋梁鋼結構防腐采用工廠制作、現場安裝拼焊與橋梁鋼結構防腐施工的方式進行制造,所以長效防腐工程集中在工廠內完成。
    由于該橋地處宜賓地區,橫跨金沙江,因此該橋將長年處于較強的酸雨腐蝕環境與潮濕環境中。為了保證該橋梁的設計使用壽命,必須對其進行長效防腐處理。
    根據該橋的工作環境以及鋼結構的結構形式,本工程采用熱噴涂稀土鋁或鋁鎂合金涂層與涂裝的復合長效防腐技術對橋梁鋼結構進行綜合處理,要求在三十年內,橋梁鋼結構不產生明顯腐蝕,不至因腐蝕而導致橋梁鋼結構失效。
    橋梁鋼結構防腐公司通過幾年來和近幾個月的腐蝕性研究,總結出戎州橋梁鋼結構防腐長效防腐工程擬采用以下的成套技術方案與施工組織進行該長效防腐工程。
二、復合長效防腐體系
    為了保證大橋鋼結構的使用壽命在三十年內,該鋼結構不產生明顯腐蝕,不至因腐蝕而導致橋梁鋼結構失效,擬采用表1、2、3、4 所列的復合長效防腐體系對橋梁鋼結構進行防腐處理。
             表1 所有橋梁鋼結構防腐外露表面(包括檢修道梯步條)復合長效防腐體系
序號 工 序 名 稱 工藝方法 施工場所 涂(裝)層厚度
1 基材表面處理工廠噴砂,等級Sa3,粗糙度Rz=40~80μm
2 金屬防護涂層稀土鋁或鋁鎂合金涂層熱噴涂 工廠 200±50μm
3 封閉底漆兩道環氧云鐵漆封閉涂層Intergard 400無氣噴涂 工廠 ≥50μm
4 面 漆  兩道可覆涂聚氨脂面漆Interthane 990無氣噴涂 工廠 ≥80μm
5 現場補噴 噴砂、噴涂與涂裝 工地現場 ≥300±50μm注:此處所有橋梁鋼結構外露表面,不包括拱腳段上下5 節間,為外包砼段。
                           表2 橋梁鋼結構防腐內部復合長效防腐體系
序號 工序 名稱 工藝方法 施工場所 涂(裝)層厚度1基材表面處理工廠噴砂,等級Sa2.5,粗糙度Rz40~80μm
2 底漆兩道環氧富鋅底漆Interzinc 52無氣噴涂 工廠 ≥70μm
注:此處鋼結構內部主要包括主拱上下蓋板單面、平板、部分主管和綴板之間;不包括肋間橫撐連接管、主拱腹管和肋間橫梁內表面。
表3 與混凝土直接接觸的鋼結構外表面復合長效防腐體系
2 金屬防護涂層稀土鋁或鋁鎂涂層 熱噴涂 工廠 200±50μm
3 現場補噴 噴砂、噴涂工地現場≥ 200 ± 50μm注:與混凝土直接接觸的鋼結構外表面,包括預埋件,拱腳段上下5 節間外包砼段,要求進行運輸過程中的成品保護,不能破損或被水浸濕;不包括主
管內表面。
在上述長效防腐體系中,不包括對需要進行內部灌C50 砼的肋間橫撐主管、肋間橫梁中段下弦管、主拱上下弦管內部和主拱豎斜腹管、肋間橫撐連接管內表面的長效防腐,在橋梁鋼結構個部件焊接時,必須保證這些部位的密封性,可以對其不進行長效防腐工藝。
1 基材表面處理酸洗處理,除去鋼管表面全部氧化膜
2 金屬防護涂層熱浸鋅涂層 熱 浸 浸鋅廠家150±30μm
3 打毛 粗化浸鋅涂層表面 手 工 工 廠
4 封閉底漆 一道環氧云鐵漆封閉涂層Interseal 670HS手工噴涂工 廠 ≥30μm5 面 漆 兩道可覆涂聚氨脂面漆Interthane 990手工噴
涂工 廠 ≥80μm
6 現場補噴局部噴砂、熱噴涂與涂裝工地現場≥ 260 ± 50μm59
    三、 生產方式及過程根據本工程工期緊,要求高的特點,鋼結構防腐工程施工必須與橋梁鋼結構制造廠家——鐵道部大橋局橋機廠(武漢))密切合作,相互協調,制定切實可行的施工部置,以滿足總體工程的質量和進度要求。施工過程中必須嚴格執行國家標準《鐵路鋼橋制造規范》(TB10212-98),《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041-2000)和關于鋼結構熱噴涂和涂裝等長效防腐技術方面的國家標準,例如:《金屬和其它無機覆蓋層 熱噴涂鋅、鋁及其合金》
    (GB/T9793——1997)標準,《金屬覆蓋層 鋼鐵制品熱鍍鋅層 技術要求》(GB/T 13912-1992),《高壓無氣噴涂典型工藝》(JB/T9188——1999)等。
    為保證本工程復合長效防腐體系的高質量與生產的高效率,滿足施工要求,設計采用多臺套電弧噴涂和絲材火焰噴涂設備與高壓無氣噴涂設備多點并行施工,緊跟整個鋼結構生產的節拍,施工中應該投入本工程的設備清單詳見附錄一。
    并且,對于規則的各類圓管外表面,蓋板外側,肋間橫梁的下弦鋼管、
    腹板、頂板和水平加勁肋板大表面的噴涂和涂裝工藝防腐施工,盡可能采用自動方法進行,提高涂層厚度的均勻性和噴涂效率,保證噴涂的質量。
    半自動電弧噴涂和火焰噴涂方法(手工控制噴槍、自動送絲)用于不易實現自動噴涂的部分構件,例如,工廠和現場鋼結構局部焊縫補噴等。金屬噴涂或涂裝涂層制作達到技術要求后,立即采用無氣噴 涂設備進行兩道底漆封閉處理與第一道面漆。
    工廠內要求進行檢修道的除第二道面漆外的所有長效防腐施工工藝過程。
    工廠防腐施工時應該按照長效防腐體系中對橋梁各構件的具體工藝要求進行科學的順序施工,保證對每一構件均達到設計要求。
    對于所有在工廠內制作好的橋梁單元構件,必須要求進行嚴格的成品保護,盡可能防止運輸過程中的撞傷和人為敲擊破損,以及對預埋件和部分拱腳段進行防水保護。
    針對由于在整個橋梁主拱焊接質量合格后,所有外露的吊裝接頭定位鋼板和定位角鋼均被切除,所以在工廠內對其周邊20mm 距離區域只進行噴砂處理,不做噴涂和防腐工序施工,待現場補噴。
    橋梁所有節段、肋間橫梁和肋間橫撐等構件均在安裝現場進行第二道面漆制作。
    廠內復合長效防腐工程的生產工藝流程與所在車間示意圖和安裝現場復合長效防腐工程的生產工藝流程如圖1 所示。為了從根本上避免鋼結構應力腐蝕的發生,鋼結構工廠制作時的焊接接頭和現場焊接接頭的長效防腐處理工序對整個橋梁鋼結構的安全使用是至關重要的,必須嚴格遵守施工工藝規程進行施工。
    節段被運輸至安裝現場后,待各節段裝配焊接的同時,采用焊接兩個節段接頭,切割相關定位單元,并檢測合格后,補噴砂工序、噴涂工序和兩道底漆和兩道面漆工序施工;待肋間橫梁的各單元件焊接和檢測質量合格后,補噴砂工序、噴涂工序和兩道底漆和兩道面漆工序施工;修補運輸過程中造成的噴涂(涂裝)層破壞處。
   (總裝現場)質 檢現場補噴砂、噴涂與涂裝(總裝現場)質 檢(總裝現場)移交下工序(總裝現場)主拱連接板內部噴砂肋間橫撐噴砂檢修道噴 砂肋間橫梁單元噴砂主拱及連接板外表面噴(噴砂房)
    戎州大橋廠內與現場制作復合長效防腐工程工藝流程圖與施工區域圖橋梁整體焊接、檢測、兩道底漆和兩道面漆工序結束后,對鋼結構防腐工程進行全面的檢查和評估。
四、噴砂、噴涂與涂裝工藝過程及質量控制
    為了保證得到高質量的涂層質量,根據國家關于熱噴涂技術的標準通則,現場施工時應嚴格按照以下過程及要求進行施工。
    高壓空氣的制備為了防止涂層中產生氣孔等缺陷、增大涂層孔隙率和降低涂層結合強度,必須保證噴砂和噴涂用的壓縮空氣干燥、清潔。
    將空壓機產生的壓縮空氣,通過高壓氣管,接入空氣過濾系統(包括凍干式空氣干燥器、初級過濾器和精密過濾器),得到干燥、清潔的壓縮空氣,然后通過高壓橡膠管接入高效噴砂機、氣動式高壓無氣噴涂(也可以采用電動式高壓無氣噴涂)和超音速電弧(或火焰)噴槍。
工件噴砂處理
    電弧噴涂涂層結合機理以機械結合為主,為了保證涂層的質量,噴涂前的預處理致關重要。必須嚴格執行《表面粗糙度參數及其數值》(GB1031-95)、《熱噴涂金屬件表面預處理通則(GB11731-89)與《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB8923-88)等標準。
1)凈化表面處理
    采用10—20#棕剛玉打磨工件表面,噴砂除銹等級達到Sa3 級(GB8923),即徹底清除工件表面油污、氧化皮、銹和雜質等。
    針對表2 中的防腐體系,鋼結構涂裝前的噴砂除銹等級為Sa2.5 級(GB8923),即較為徹底的噴砂除銹,要求去除表面所有氧化皮, 除銹程度應達到95%。
2) 毛化表面處理
    采用10-20#棕剛玉打磨經過凈化處理的鋼結構表面,噴砂后表面粗糙度應達到Ra40~80μm,呈現出一致的金屬本色。
    噴砂之前,必須保證選用的砂粒清潔,滿足國家標準的要求,粒度在0. 5~1.5mm 之間。噴砂過程中,噴砂槍操作方向為鋼結構表面夾角70~80°。
    噴砂結束后,技術人員應該認真檢查工件表面的噴砂質量,如果有局部漏噴或者局部未徹底清理干凈,必須立即補噴或重噴。
    超音速電弧噴涂處理LF2 合金電弧噴涂施工應該符合GB9795 和YSJ411 的規定。
    噴砂結束后,立刻進行超音速電弧噴涂LF2 合金涂層。 由于客觀原因造成電弧噴涂過程停止, 則噴砂與噴涂工藝的間隔時間在天氣狀況良好時不超過6 小時;當相對濕度為70%~80%時,最長間隔時間為3 小時,當相對濕度為80%~85%時,最長間隔時間為2 小時;當相對濕度大于85%時,不允許
噴涂。否則, 噴砂表面氧化或者吸附空氣里的水分和灰塵,應該重新噴砂處理。
    大面積噴涂和圓桿件噴涂適合于自動電弧噴涂,控制噴涂距離和噴槍移動速度,防止工件過熱而產生變形和應力。非規則平面采用手工操作半自動噴涂。合金涂層進行兩層噴涂,兩次噴涂的間隔時間大于10 分鐘,不得超過2小時,后一層涂層與前一層涂層采用90º 交叉噴涂,相鄰噴涂區域要搭接1/3寬度。噴涂涂層總厚度為200±50μm。
    噴涂過程中,技術人員應監控噴涂的整個過程,按照GB9795 和GB9796等標準進行檢驗并達到以下標準: 100%工件作外觀質量檢查,如果涂層出現表面粗顆粒、起皮、裂紋等缺陷,應立即停止噴涂,找出原因,并立即進行返修。
    100%工件作磁性測厚檢查,對面積大于2m2 的工件,每件測10 處,每處測3 點取平均值記錄(每點均進行實時打印記錄);對面積小于2m2 的工件,每件測5 處,每處測3 點取平均值記錄(每點均進行實時打印記錄);厚度允許偏差應低于±30μm。100%工件作空隙率檢查,每m2 檢查三處,每處藍點數不多于3 點/cm2。封孔處理由于涂層中存在一定的孔隙率,如果不立即進行封閉處理,腐蝕介質將
    通過涂層的孔隙直接腐蝕母材,或者減少涂層的有效厚度,降低涂層的壽命。因此,噴涂結束后應立刻進行封孔處理(栓接面除外)。
    本技術方案中,采用高壓無氣噴涂或手工刷涂方法進行兩道環氧云鐵底漆(Intergard 400)施工,將電弧噴涂涂層表面進行及時的封孔處理,底漆總干膜厚度≥50μm,由于封孔劑具有一定的流動性和滲透性,能有效的形成復合涂層。
    無氣噴涂施工時,保持噴距300~380mm;噴幅150~400mm,較大平面以300 mm 為宜;噴槍噴射角度為30~80º ;噴幅搭接寬度為幅寬的1/6~1/4;噴槍運行速度約為70cm/s。
面漆涂裝施工
    采用高壓無氣噴涂施工可覆涂聚氨脂面漆(Interthane 990)兩道,每道涂裝干膜設計厚度均≥40μm,涂層必須均勻、平整,不允許有鼓包、裂紋、針孔、分層脫落及漏漆,否則,應返工排除缺陷。同樣,高壓無氣噴涂面漆施工時,保持噴距300~380mm;噴幅150~400mm,較大的平面以300mm 為宜;噴槍噴射角度為30~80º ;噴幅搭接寬度為幅寬的1/6~1/4;噴槍運行速度約為70cm/s。
針對表2 中的鋼結構內表面,采用高壓無氣噴涂進行兩道環氧富鋅底漆(Interzinc 52)施工。焊接蓋板結束后,對內部被破壞涂裝難以進行噴補,但是要求焊縫必須具有密封性。
五、工程質量與施工工期的保障措施
1. 確保工程質量的措施
1) 為了確保工程質量,必須建立完善的質量保證體系,參考附錄二所示。
2) 建立以項目經理為首的鋼結構長效防腐工程施工的組織機構,使該工程均置于有效的組織管理之中。項目經理擔任質量檢查小組組長,每周至少檢查兩次施工質量,并進行講評。
3)各職能系統要各施其職,各盡所能,嚴格把關,對質量負責。a.生產部門負責施工準備,合理安排工序和勞動力,盡量做到均衡生產。
   不合格的堅決返工重做。b.把好材料關。各種材料、成品、半成品必須有出廠合格證,原材料購入后按照國家
   相應復驗標準進行復驗(主要針對噴涂絲材與油漆等),合格后方能使用。c.技術部門認真做好工程的技術標準,編制好工藝規程,對操作人員交65好技術底。d.質量系統負責交代質量標準,做好工程工序間的監督、檢查、把好質量關,糾正違反工藝要求的行為,否定不合格產品。及時提出質量問題和解決方案。
4)工程施工時,必須建立“自檢、互檢、專檢”的三檢制度,切實做到“三不放過”,即:未經自已檢查的產品,不交互檢;未經互檢的產品不交專檢;未經專檢的產品,不交下工序。
5) 為了充分保證整個工程的質量,要求鋼結構制造工序節段完成后,如果沒有經過嚴格的驗收和簽字,防腐施工工序不能進行施工,以避免不必要的返工,造成材料、人工工時的浪費和工程進度的損失。
6)復合長效防腐涂層質量檢測手段與方法上一道工序移交的鋼結構節段部件,經過噴砂處理后,必須認真檢查噴砂質量是否達到國標Sa3 級要求,未達到要求必須返工。每層電弧噴涂涂層施工結束后,進行外觀檢測,采用涂層測厚儀按照標準檢測涂層厚度,采用鐵試劑法檢測涂層的空隙率是否達到標準。
每層涂裝施工時,首先進行外觀檢查,保證涂層均勻、平整,不允許有鼓包、裂紋、針孔、分層脫落與漏漆;采用濕膜測厚儀測試濕膜厚度,漆膜干燥后,采用涂層測厚儀測定干膜厚度,也可以進行濕膜厚度的實時測量,未達到設計要求者立即返工排除缺陷。
7) 以優良的工藝、技術方案為順利的工程施工創造條件,技術方案要深入貫徹提高工效、保證質量的指導思想,所有的工程施工均采用先進的設備、優化的簡易工裝來保障。
8)工程施工之前,抓好噴涂與噴砂工人與相關的技術人員的培訓,進行工程質量交底,使其進一步樹立嚴格的質量觀念,并在施工中進行嚴格的監督,百分之百保證工程質量,達到優質工程要求。
662.確保施工工期的措施。
1)鋼結構防腐工程施工單位必須具有較強的大型鋼結構,特別是大型鋼管拱橋梁長效防腐工程施工的能力和經驗,技術力量雄厚,現場施工工藝完善,施工隊伍人員素質高的特點,在完整的質量保證體系的有效管理下,才可以充分保證大橋復合長效防腐工程達到優質工程標準。
2)建立“大橋復合長效防腐領導小組”,全面負責該項工程施工中的一切事宜,有機協調各方的工作。
3)采用先進的定置管理模式,從人力、物力和財力上充分予以保證。
4)根據該橋的結構特點和建造要求,必須采用經過優化的工藝,做到科學合理、切實可行。并根據橋梁的特點,采用一定的自動噴涂設備、簡易的工裝,以提高施工的效率和質量。
5)根據施工總計劃制定出詳細的月度、周、日計劃,科學合理的安排生產,使每個操作人員明確自己的工作目標,并加以嚴格的考核。
6)每周召開工程施工工序協調會,在“大橋復合長效防腐領導小組”的領導下,組織均衡生產,根據進度要求進行嚴格的考核,確保工程進度。
六、安全、消防與環保保障要求
1.安全措施
1)認真貫徹執行安全生產責任制和各項規章制度。施工人員應該牢記“安全為了生產,生產必須安全;安全生產,人人有責”的指導思想,做到不安全不施工。
2)建立建全各種安全規章制度,對違章作業者,要根據情節輕重進行處罰,防止工傷事故發生。
3)施工人員在高空作業施工前,必須確認操作平臺的安全架設,系好安全帶,穿戴好個人防護用具,所攜帶的工具、對象必須放置穩妥,絕對不允許違章作業,避免高空墜落與撞傷。
4)必須保證施工人員具備良好的施工狀態,嚴禁酒后與帶病施工。
5)腳手架按規范搭設,施工層要滿鋪木板,有防護欄,掛安全網。
6)嚴禁高空施工人員往下扔工具與油漆桶等,一經發現,嚴懲不殆。
7)嚴禁赤膊、赤腳和穿拖鞋進入施工現場。
2.消防保衛措施
1)施工工地成立由工程部經理兼任組長的消防保衛小組,組員應固定。建立領導值班制度和定期的消防保衛檢查制度。
2)備足消防器材,泡末滅火器,沙等。
3)對油漆、氣瓶分類單獨存放,嚴禁煙火,并專人負責,必須嚴格領、退料制度。
4)施工駐地嚴禁外來人員住宿,所有進出工地的車輛、物質與外來人員必須登記備案。
5)嚴禁隨意使用廠內的相關設施;動用施工設施及工具時必須登記。否則如果產生相應事故,必須追究當事人的刑事責任。
6)每月對職工進行一次治安防火教育。培養一支義務消防隊伍。
3.環保措施
1) 嚴格執行《環境保護法》及其它有關法規,爭創文明施工工程。
2) 對于噴砂作業和電弧噴涂作業具有幅射、噪音與粉塵的缺點,加強車間內的有效除塵,并加強對施工人員的防護。
3) 對于噴漆作業存在有毒物質的缺點,加強對施工人員的防護。
4) 對于噴砂、噴涂、噴漆等作業場所,設立醒目的標志,嚴格禁止污染環境。
七、施工進度計劃及施工進度表
1.凈施工周期為5 個半月,為橋梁提前通車打下堅實的基礎。
   其中,工廠現場準備2 周(包括長途運輸、搭建臨時設施、購買相關工程物質、工程協調等等),防腐施工4 個月(包括橋梁外表面大面積噴砂、噴涂和涂裝工序施工;內表面噴砂和涂裝工序施工),現場防腐施工一個月(包括所有焊接接頭補噴砂、噴涂和涂裝工序施工)。
2.計劃2003 年3 月15 日至2003 年9 月1 日。
3.噴砂施工4 個班組,噴涂施工4 個班組,涂裝施工2 個班組,輔助施工1個班組。
八、質量檢測
1.涂層外觀檢查:在噴砂、噴涂和封孔處理后,技術人員應立刻檢查并記錄各過程的質量情況。
2. 涂層厚度檢測:噴涂施工結束后,及時多點測定涂層厚度,做好記錄。
3. 涂層性能檢驗:在現場施工條件下, 噴涂一定的試樣, 便于檢驗涂層的各項性能,性能測試按照以下國家標準執行:
● 熱噴涂鋁及鋁合金涂層 GB9795-88
● 涂層結合強度試驗 GB8642-88
● 涂層孔隙率試驗 JISH8663-78
● 涂層厚度試驗 GB6462-86
● 涂層抗拉強度試驗 GB8641-88
● 涂層切格試驗 GB9796-88
九、質量服務跟蹤要求
    橋梁鋼結構防腐橋梁鋼結構防腐長效防腐、橋梁鋼結構防腐施工、橋梁鋼結構防腐公司單位應該具有甲級信譽,能夠對鋼結構長效防腐涂層壽命保證30 年,如果在30 年內,如果檢測出大橋鋼結構防腐工程出現明顯的腐蝕等質量缺陷,該單位能夠無償返工或采取有效措施消除缺陷。并且該單位能夠在30 年內每5 年進行一次質量服務跟蹤和回訪,對鋼結構復合長效防腐涂層質量進行監測與跟蹤,并向業主提供相應的檢測報告。附錄一:大橋鋼結構復合長效防腐工程施工設備要求的清單主要噴涂設備一覽表
設 備 名 稱 規 格、型 號 數 量 單 位 注 明
1 空壓機 復盛SP    10m3/0.8MPa     2 臺
2 空壓機 復盛SP    6m3/0.8MPa、    2 臺
3 高精度空氣過濾器 Q、P、S 三級(JM) 4 套
4 冷凍式空氣干燥器 DA-100G(JM) 4 臺
5 高速噴砂機 XPBSR2-600 4 套
6 電弧噴涂電源 CTY-AS-9730Ⅱ 6 套
7 電弧噴涂槍 CTY-AS-HS9830 6 套
8 火焰噴涂槍 SQP-1 6 把
9 導電咀(易損件) CTY-AS-HS9830 足量 件
10 主導輪(易損件) CTY-AS-HS9730Ⅱ 足量 件
11 送絲軟管(備件) CTY-AS-9730Ⅱ專用適量 件
12 噴咀帽(易損件) CTY-AS-HS9830 足量 件
13 送絲電路板(備件) CTY-AS-9730Ⅱ專用適量 件
4 電動無氣噴漆泵 SUNQ-600 2 臺
15 氣動無氣噴涂機 QPT6528C 1 臺
主要現場檢測檢測儀器設 備 名 稱 規 格、型 號 數 量 單 位 注 明
1 干濕溫度計 6 臺
2 溫度計 0~100℃ 2 臺
3 表面溫度計 0~100℃ 2 臺
4 粗糙度比較樣片 COATEST1420 2 套
5 粗糙度測試用壓膜帶、測試儀1 套
6 表面粗糙度測量儀 SURTRONIC10 1 套
7 表面粗糙度測量儀 JB-3C 1 套
8 附著力測試儀 COATEST1500 2 臺
7 涂層無損測厚儀 CTG-10 4__
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