水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設備

防腐蝕技術規(guī)程

條 文 說 明

1 范 圍

本標準規(guī)定了水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設備表面預處理、涂料保護、熱噴涂金屬保護、陰極保護防腐蝕標準及相關技術要求。

本標準適用于水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設備的防腐蝕設計、施工、驗收和管理。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

GB/T 4948 鋁—鋅一銦系合金犧牲陽極

GB/T 4950 鋅一鋁一鎘合金犧牲陽極

GB/T 7387 船用參比電極技術條件

GB 8923 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級

GB/T 9286色漆和清漆漆膜的劃格試驗

GB 11375 金屬和其他無機覆蓋層熱噴涂操作安全

GB/T 13288 涂裝前鋼材表面粗糙度等級的評定(比較樣塊法)

GB/T 17731 鎂合金犧牲陽極

GB/T 17848 犧牲陽極電化學性能試驗方法

GB/T 17850 涂覆涂料前鋼材表面處理噴射清理用非金屬磨料的技術要求

GB/T 18838 涂覆涂料前鋼材表面處理噴射清理用金屬磨料的技術要求

3 術語和定義

下列術語適用于本標準。

3.0.1

表面預處理 surface preparation

為提高涂層與基體間結(jié)合力及防腐蝕效果，在涂裝之前用

機械方法或化學方法處理基體表面，以達到符合涂裝要求的措

施。

3.0.2

涂料保護 coating protection

在物體表面能形成具有保護、裝飾或特殊功能(如絕緣、防腐、標志等)的固態(tài)涂膜的方法。

3.0.3

熱噴涂金屬保護 thermal spraying metal

利用熱源將金屬材料熔化、半熔化或軟化，并以一定速度噴射到基體表面形成涂層的方法。

3.0.4

陰極保護 cathodic protection

通過陰極極化控制金屬電化學腐蝕的技術。陰極保護有犧牲陽極法和強制電流法。

3.0.5

磨料 blast—cleaning abrasive

用于噴射處理基體表面的固體材料。

3.0.6

噴射除銹 compressed air blast cleaning

在壓縮空氣的驅(qū)動下，利用高速磨料流的沖擊作用，凈化和粗化基體表面的工藝過程。

3.0.7

手工工具除銹 handtool cleaning

利用手工工具除去基體表面銹層的工藝過程。

3.0.8

動力工具除銹powertool cleaning

利用動力(風動或電動)工具除去基體表面銹層的工藝過程。

3.0.9

附著力adhesion

漆膜與被涂面之間(通過物理和化學作用)結(jié)合的堅固程度。

3.0.10

火焰噴涂flame spraying

利用可燃氣體與助燃氣體混合后燃燒的火焰為熱源的熱噴涂方法。

3.0.11

電弧噴涂 arc spraying; electric spraying

利用兩根形成涂層材料的消耗性電極絲之間產(chǎn)生的電弧為熱源，加入熔化消耗性電極絲，并被壓縮氣體將其霧化噴射到基體上，形成涂層的熱噴涂方法。

3.0.12

熱噴涂涂層封孔劑coat sealer

用以滲入和封閉熱噴涂金屬涂層孔隙的材料。

3.0.13

最小局部厚度 minimlun and partial thickness

在一個工件主要表面上所測得的各局部厚度中的最小值。

3.0.14

結(jié)合強度 bonding force

熱噴涂金屬涂層和基體之間結(jié)合的堅固程度。

3.0.15

強制電流 impressed current

又稱外加電流，通過外部電源施加陰極保護電流。

3.0.16

犧牲陽極 sacrificial anode

通過自身腐蝕的增加而提供陰極保護電流的金屬或合金。

3.0.17

參比電極reference ejectrode

在同樣的測量條件下自身電位穩(wěn)定的，用以測量其他電極電

位的電極。

3.0.18

最大保護電位 maximum protection potential

陰極保護條件下，所允許的絕對值最大的負電位值。

3.0.19

IR降 IR drop

電流在流過介質(zhì)時電阻所造成的壓降。

3.0.20

雜散電流 stray current

規(guī)定或設計回路以外的電流。

3.0.21

輔助陽極impressed current anode

與強制電流電源正極連接的，僅限于以提供電流為目的的電

極。

3.0.22

接水電阻 water connection resistance

陰極保護系統(tǒng)中陽極在水中的界面電阻。

3.0.23

自然電位 natural potential

無外部電流影響時金屬在介質(zhì)中的腐蝕電位。

3.0.24

工作電位working potential

有保護電流流出時，犧牲陽極的電位。

3.0.25

驅(qū)動電壓 driving voltage

犧牲陽極的工作電位與結(jié)構(gòu)物被極化后的電位之間的差值。

3.0.26

實際電容量 practical current capability

實際測得的陽極消耗單位質(zhì)量所產(chǎn)生的電量。

4 一 般 規(guī) 定

4. 0.1 水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設備(包括鋼閘門、攔污柵、啟閉機、壓力鋼管和清污機等)，應采取防腐蝕措施。

4. 0.2水電水利金屬結(jié)構(gòu)設備防腐蝕設計應在工程結(jié)構(gòu)設計時同時提出。防腐蝕措施選擇應從整體結(jié)構(gòu)的使用壽命、維修難易程度、所處腐蝕環(huán)境、投資金額等因素綜合考慮。防腐蝕措施應合理、先進、經(jīng)濟。

4.0.3水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設備大多處于大氣區(qū)、水位變動區(qū)和水下區(qū)環(huán)境中。大氣區(qū)和水位變動區(qū)宜采用涂料保護或熱噴涂金屬保護。水下區(qū)可采用涂料保護、熱噴涂金屬保護、陰極保護與涂層(涂料涂層或熱噴涂金屬層)聯(lián)合保護。處于海水和污染介質(zhì)中的金屬結(jié)構(gòu)設備宜采用陰極保護與涂層(涂料涂層或熱噴涂金屬層)聯(lián)合保護。

4.0.4金屬結(jié)構(gòu)設備的結(jié)構(gòu)形式應盡量簡潔，應避免設計產(chǎn)生的腐蝕因素。

4.0.5 防腐蝕施工應由具有相應防腐蝕工程施工資質(zhì)的承包商完成。操作人員應經(jīng)過培訓并持有上崗證書。

4.0.6防腐蝕工程所用材料、設備應具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證書或質(zhì)量檢驗報告，可進行質(zhì)量復檢。

4.0.7 防腐蝕工程施工應加強過程控制，在交付使用前應進行質(zhì)量驗收，質(zhì)量合格后方可投入使用。

4.0.8用于質(zhì)量檢驗、檢測的設備、器具應按周期進行計量檢定，使用時應在規(guī)定的檢定有效期內(nèi)。

4.0.9 防腐蝕工程在竣工驗收時應提交下列技術資料：設計文件及設計變更文件，材料及設備的出廠證明及有關檢驗、檢測報告，施工記錄、事故記錄、檢測與檢查記錄等口。

4.0.10 防腐蝕設計、施工、驗收和維護管理除應符合本標準外，還應符合現(xiàn)行的有關國家標準或行業(yè)規(guī)范的要求。

5 表 面 預 處 理

5.1 一般 要 求

5.1.1 金屬結(jié)構(gòu)設備在涂料涂裝和熱噴涂金屬前應進行表面預處理。表面預處理的質(zhì)量要求應在設計文件中明確規(guī)定。

5.1.2 表面預處理主要包括脫脂凈化和除銹。除銹分為噴射除銹、手工工具除銹和動力工具除銹。

5.1.3 除銹質(zhì)量檢驗包括表面清潔度和表面粗糙度兩項指標。

5.2 表面預處理方法

5.2.1 脫脂凈化

金屬結(jié)構(gòu)設備在進行除銹之前，應仔細地清除焊渣、飛濺等附著物，并按下列方法之一清洗表面可見的油脂及其他污物。

1 溶劑法。采用汽油等溶劑擦洗表面，溶劑和抹布要經(jīng)常更換。

2堿性清洗劑法。用氫氧化鈉、磷酸鈉、碳酸鈉和鈉的硅酸鹽等溶液擦洗或噴射清洗，清洗后用潔凈淡水充分沖洗。

3乳液清洗法。采用混有強乳化液和濕潤劑的有機溶液配制而成的乳化清洗液清洗，清洗后用潔凈淡水沖洗。

5.2.2噴射除銹

噴射除銹適用于金屬結(jié)構(gòu)設備的涂料保護、熱噴涂金屬保護的表面預處理。

1 要求。

1)噴射除銹后的表面清潔度等級應不低于GB 8923中規(guī)

定的Sa2 級，采用熱噴涂鋁及鋁合金保護時，表面

清潔度等級應達到Sa3級。

2)噴射除銹后的表面粗糙度值應根據(jù)涂層系統(tǒng)選擇，一般不大于涂層總厚度的三分之一，宜在40μm～lOOμm范圍內(nèi)。不同涂層系統(tǒng)的表面粗糙度值可按表5.2.2選擇。

表5.2.2不同涂層系統(tǒng)的表面粗糙度值要求 μm

涂層系統(tǒng)常規(guī)防腐涂料厚漿型重防腐涂料熱噴涂金屬

粗糙度Rz40～7060～100

60～100

注：Rz是指在取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高和最大輪廓谷深之和的高度。

2磨料的選擇。

1)噴射除銹所用的磨料應潔凈、干燥。應根據(jù)基體表面的原始銹蝕程度、除銹方法和涂裝所要求的表面粗糙度選擇磨料種類和粒度。

2)金屬磨料應符合GB/T18838的規(guī)定。

3)非金屬磨料應符合GB/T 17850的規(guī)定。

5.2.3手工和動力工具除銹

手工和動力工具除銹適用于小型或預期使用壽命較短的金屬結(jié)構(gòu)設備，以及涂層缺陷的局部修補和無法進行噴射除銹的場合，表面清潔度等級應達到GB 8923中規(guī)定的St3級。

5.3 噴射除銹施工

5.3.1 噴射除銹方法包括干式和濕式壓縮空氣噴射除銹。

5.3.2 噴射除銹所用的壓縮空氣應經(jīng)過冷卻裝置及油水分離器

處理。油水分離器應定期清理。

5. 3.3 噴射方向與基體金屬表面法線夾角以15°～30°為宜，噴嘴到基體表面的距離宜保持在100mm～300mm范圍內(nèi)。噴嘴孔

徑因磨損增大25%時宜更換。

5.3.4除銹后，應用吸塵器或干燥、無油的壓縮空氣清除浮塵和碎屑，清理后的表面應避免再次污染。

5. 3.5涂裝前已噴射除銹的表面應保持干燥，若出現(xiàn)返銹應重新處理達到表面清潔度要求。

5.3.6噴射除銹應在空氣相對濕度低于8596、基體表面溫度至少高于露點3℃的環(huán)境條件下作業(yè)(涂料制造商另有規(guī)定除外)，否則應采取有效措施，如室內(nèi)作業(yè)或?qū)Ρ砻孢M行加熱等，以滿足對工作環(huán)境的要求，在不能滿足以上條件情況下應停止作業(yè)。露點計算方法參見附錄A。

5.4質(zhì)量檢驗

5.4.1 表面預處理后應對表面清潔度和表面粗糙度進行檢查，檢查應作記錄。

5.4.2表面清潔度和表面粗糙度的檢驗，均應在適度照明條件下進行。

5.4.3評定表面清潔度等級時，被檢表面應與GB 8923中相應的標準樣板或照片進行目視比較評定。表面清潔度等級要求見附錄B。

5.4.4評定表面粗糙度時，可按照GB/T 13288用標準樣塊目視

比較，以與基體表面外觀最接近的樣塊所示的粗糙度作為評定結(jié)果，標準比較樣塊的粗糙度值見附錄Co或用表面粗糙度儀直接測定粗糙度值，在40mm的長度范圍內(nèi)測量5點，取其算術平均值為此評定點的表面粗糙度值。

6 涂 料 保 護

6.1 一 般 要 求

6.1.1 涂料保護涂層系統(tǒng)的設計應根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)設備的用途、使用年限、所處環(huán)境條件和經(jīng)濟等因素綜合考慮。

6.1.2涂層系統(tǒng)的設計應包括涂料品種選擇、涂層配套、涂層厚度、涂裝前表面預處理和涂裝工藝等。

6.1.3涂層系統(tǒng)設計使用壽命應根據(jù)保護對象的使用年限、價值和維修難易程度確定。一般分為短期5年以下、中期5年～10年和長期10年～20年。

6.1.4應選用經(jīng)過工程實踐證明性能優(yōu)良的涂料，也可選用經(jīng)過試驗比對或論證確認性能滿足設計要求的新型涂料。

6.2 涂 層 配 套 及 選 擇

6.2.1 涂層配套

涂層之間(底層、中間層、面層)應具有良好的匹配性和層間附著力。后道涂層對前道涂層應無咬底現(xiàn)象，各道涂層之間應有相同或相近的熱膨脹系數(shù)。涂層之間的復涂適應性參見附錄D中的表D.1。

6.2.2涂層系統(tǒng)的選擇

l 處于大氣區(qū)的金屬結(jié)構(gòu)設備應根據(jù)耐久年限要求選擇耐光老化、耐鹽霧侵蝕、耐酸雨、耐濕熱老化性能好的涂層系統(tǒng)。可參照附錄E中表E.1～表E.2選用。

2 處于水位變動區(qū)的金屬結(jié)構(gòu)設備應根據(jù)耐久年限要求選擇耐鹽霧侵蝕、耐光老化、耐水沖刷、耐濕熱老化和耐干濕交替性能好的涂層系統(tǒng)?？蓞⒄崭戒汧中的表F.l選用。

3 處于水下區(qū)的金屬結(jié)構(gòu)設備應選用具有耐水性和耐生物侵蝕性好的涂層系統(tǒng)?？蓞⒄崭戒汧中的表F.2選用。

4有耐磨要求的金屬結(jié)構(gòu)設備如壓力鋼管、泄洪洞鋼閘門等應選用耐磨性和耐水性良好的重防腐蝕涂層系統(tǒng)，可參照附錄G中的表G.l選用。

5 對飲用水輸水設備應選擇對水質(zhì)無害和耐水性好的涂層系統(tǒng)，可參照附錄H中的表H.1選用。

6.3 涂裝施工和質(zhì)量控制

6.3.1 金屬結(jié)構(gòu)設備宜在表面預處理后及時涂裝底涂層。

6.3.2涂裝方法應根據(jù)涂料的物理性能、施工條件和被涂結(jié)構(gòu)的形狀進行選擇，并按涂料說明書的要求進行，在刷涂、滾涂、噴涂都可行時宜優(yōu)先采用噴涂。

6.3.3在工廠涂裝和現(xiàn)場涂裝都可行時，宜優(yōu)先采用工廠涂裝。

6.3.4相對濕度大于85%和被涂基體表面溫度低于露點3℃時不得進行涂裝。如涂料說明書另有規(guī)定，則應按規(guī)定要求施工。

6.3.5涂裝作業(yè)應保證周圍環(huán)境的清潔，避免未表干的涂層被灰塵等污染。

6.3.6涂裝前應對待涂裝的涂料進行外觀質(zhì)量檢查，檢查涂料表面有無結(jié)皮和不可逆的沉淀等。

6. 3.7涂裝前應對基體的表面預處理質(zhì)量進行檢查，合格后方能進行涂裝。

6.3.8 應對前道涂層進行外觀檢查，如發(fā)現(xiàn)漏涂、流掛、皺紋等涂層缺陷，應在后道涂層涂裝前進行處理。

6.3.9涂裝過程中宜用濕膜測厚儀及時測定濕膜厚度，以控制涂層的干膜厚度。

6.3.10涂裝后的涂層應注意維護。在固化前應避免雨淋、曝曬、

踐踏，受損的涂層應及時采用原涂層涂料修補。

6.3.11任何涂裝部位、涂裝方法和涂裝要求的變更須報業(yè)主和

監(jiān)理工程師批準并記錄備案。

6.3.12涂裝結(jié)束后應進行涂層的外觀檢查。涂層表面應均勻一

致，無流掛、皺紋、鼓泡、針孔、裂紋等缺陷。

6.4 質(zhì) 量 檢 驗

6.4.1涂裝前應進行以下檢查：

1 產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品批號、合格證和檢驗資料，涂料的物理性能指標，以及工藝參數(shù)，涂料的生產(chǎn)日期和儲存期。

2涂料對基體表面預處理等級、涂裝施工環(huán)境和涂裝方法的要求等。

3 多組分涂料的混合配比及混合后涂料的適用時間的指導性說明，特種功能涂料的附加說明等。

6.4.2涂層固化干燥后用無損涂層測厚儀進行干膜厚度的測定。85%以上測點的厚度應達到設計要求，其最小厚度應不低于設計厚度的85%。對有最大干膜厚度要求的涂層，應滿足相關要求。

6.4.3附著力的檢查

對現(xiàn)場涂裝的涂層附著力檢查，應在涂層完全固化后進行。劃格法和拉開法附著力檢查為破損性檢驗，如在工件上進行，應選擇非重要部位，檢測后盡快修補。

l 劃格法。

1)劃格法不適用于涂層厚度250μm以上的涂層，也不適

用于有紋理的涂層。具體檢測步驟見附錄I。

2)采用寬25mm、黏著力(10±1)N/25mm(或商定)

的透明壓敏膠粘帶進行附著力檢查。采樣、刀具和試

板等的要求參見GB/T 9286。

3)結(jié)果檢查應在照明良好的環(huán)境中進行，用正常的或校

正過的視力，或經(jīng)有關雙方商定，用放大倍數(shù)為2倍

或3倍的目視放大鏡仔細檢查試驗涂層的切割區(qū)。在

觀察過程中，轉(zhuǎn)動樣板或改變觀察方向，以使試驗面

的觀察和照明不局限在一個方向。以類似方式檢查膠

粘帶也是有效的。

4)與附錄I中的表I.l圖示比較，將試驗面進行分級。對

于一般性的用途前三級是有效的，評定通過/不通過時也可采用前三級。

5)如果試驗結(jié)果不同，應報告每個試驗結(jié)果。在多道涂

層的情況下，應報告脫落的部位(涂層之間或涂層與

基體表面之間)。

2拉開法。

1)拉開法是附著力的定量測試方法，適用于不同厚度的

涂層，具體操作步驟見附錄J。

2)涂層與基體表面的附著力按雙方約定執(zhí)行。

6.4.4厚漿型涂料涂層應采用針孔檢查儀進行針孔檢查，如有針孔應打磨后修補。

7 熱噴涂金屬保護

7.1 一 般 要 求

7.1.1 熱噴涂金屬涂層使用壽命設計應考慮金屬結(jié)構(gòu)設備的使用年限和維修難易程度，分為長期10年～20年和超長期20年以上。

7.1.2熱噴涂金屬涂層表面應采用封孔劑進行封閉處理，封閉處理后宜采用涂料涂裝。

7.1.3熱噴涂的操作安全應滿足GB 11375的要求。

7.2 熱噴涂金屬材料的選擇與要求

7. 2.1 熱噴涂金屬材料可選用：鋅、鋁、鋅合金、鋁合金等。

7.2.2 鄉(xiāng)村大氣和淡水中的金屬結(jié)構(gòu)設備宜選用熱噴涂鋅、鋁、鋅合金、鋁合金，海洋大氣、工業(yè)大氣和海水，以及污染的淡水中宜選用熱噴涂鋁、鋅合金(鋅鋁合金)和鋁合金。

7.2.3熱噴涂金屬材料應滿足以下要求：

鋅線材中鋅的含量應大于或等于99,99%;

鋁線材中鋁的含量應大于或等于99.50%;

鋅鋁合金線材中鋅的含量一般在84%～86%之間，鋁為14%

～l6%;

除另有規(guī)定外合金中的金屬含量允許偏差為規(guī)定值的±1%。

熱噴涂線材表面應光滑，無腐蝕產(chǎn)物、毛刺、開裂、縮孔、

搭接、鱗片、頸縮等缺陷，不應有影響熱噴涂材料性能或熱噴涂涂層性能的異物。

7.3封閉處理及涂裝涂料的選擇

7.3.1 選擇封閉處理的封孔劑和涂裝涂料時應注意與金屬涂層

之間的相容性。

7.3.2熱噴涂金屬涂層表面采用環(huán)氧類涂料涂裝時可選用環(huán)氧

鋅鉻黃或環(huán)氧磷酸鋅作為封孔劑，采用聚氨酯類涂料涂裝時可選用聚氨酯鋅鉻黃或聚氨酯磷酸鋅作為封孔劑。也可選用經(jīng)稀釋的環(huán)氧類、聚氨酯類清漆或涂料作為封孔劑。封孔齊f』宜黏度小、易于滲透，干膜厚度不宜大于30μm。

7.3.3 熱噴涂金屬涂層表面的涂裝涂料應根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)設備所處的環(huán)境，參照本標準6.2選擇中間層和面層涂料。涂料涂層的厚度宜為60μm～180μm，有耐磨要求時應根據(jù)沖磨環(huán)境確定涂料涂層厚度。

7.4 熱噴涂金屬涂層最小局部厚度推薦

在鄉(xiāng)村大氣、海洋大氣(工業(yè)大氣)、淡水、海水環(huán)境中熱噴涂鋅、鋁涂層的最小局部厚度推薦值見表7.4，熱噴涂鋅合金、鋁合金涂層的最小局部厚度可參照表7.4選擇。

表7.4熱噴涂金屬涂層最小局部厚度推薦值

所處環(huán)境

首次維修壽命

涂層類型

最小局部厚度μm

鄉(xiāng)村大氣

超長期(20年以上)

熱噴涂鋅160

熱噴涂錨

160

長期(10年～20年)

熱噴涂鋅

120

熱噴涂鋁

120

海洋大氣

(工業(yè)大氣)

超長期(20年以上)

熱噴涂鋅200

熱噴涂鋁

160

長期(10年～20年)

熱噴涂鋅160

熱噴涂錨

120

淡水

超長期(20年以上)

熱噴涂鋅200

熱噴涂鋁

160

表7.4(續(xù))

所處環(huán)境

首次維修壽命

涂層類型

最小局部厚度

μm

淡水

長期(10年～20年)

熱噴涂鋅160

熱噴涂鋁

120

海水

超長期(加年以上)

熱噴涂鋅300

熱噴涂鋁

200

長期(10年～20年)

熱噴涂鋅

200

熱噴涂鋁

160

7.5 熱噴涂的施工要求

7.5.1 熱噴涂工作環(huán)境溫度應高于5℃或基體表面溫度至少高于露點3℃。

7.5.2基體表面預處理后應盡快進行熱噴涂作業(yè)，一般環(huán)境下最長不應超過8h，潮濕和鹽霧環(huán)境下最長不應超過2h。

7. 5.3熱噴涂涂層厚度應均勻，兩層或兩層以上涂層應采用相互垂直、交叉的方法施工覆蓋，單層厚度不宜超過100μm。

7.5.4熱噴涂鋅及鋅合金可采用火焰噴涂或電弧噴涂，熱噴涂鋁及鋁合金宜采用電弧噴涂。

7.5.5熱噴涂金屬后應及時用封孔劑進行封閉處理。

7.5.6涂料涂裝的施工要求按本標準6.3執(zhí)行。