牺牲阳极

海上鲇鱼水力水底钢筋桩牺牲生命五行极块保温施工方单位矿脂保温

2022-10-26 14:25:47 147小编

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陆上鲇鱼水力水底钢筋桩保温

陆上钢筋桩保温工程施工技术

要:本文通过大桥栈桥钢筋角钢础保温的设计和工程施工,主要介绍陆上金属结构物常用的几种保温措施及工程施工方法等。研究目的是在极地环境中延长钢筋桩的使用寿命,通过保温涂层和牺牲生命阴极的防护方法,达到陆上钢筋桩防护的目的,在某大桥桥栈-I工程建设中所有钢筋桩均采取此种防护措施,实践后的结论是:保温涂装和牺牲生命阴极的保温技术可以有效控制钢筋桩的腐蚀破坏,延长海中钢筋桩的使用寿命。

关键词:陆上、钢筋桩、保温技术

1前言

某大桥栈桥工程基础为钢筋角钢础,原设计腐蚀余量2。在工程施工初期未采取其它保温措施,约一个月后发现此部分钢筋桩出现表层腐蚀脱落现象,脱落层厚度约0.6,腐蚀速度远远大于设计值。可见海水作为一种强腐蚀性的天然性电解质,对钢质构件具有强烈的腐蚀破坏性。

金属在极地环境中的腐蚀行为与其暴露条件有关,随金属所暴露的特定环境区域不同,金属抗腐蚀破坏的能力也不同。通常极地环境分为:大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区五个区域,其中浪溅区及全浸区是两个腐蚀最严重的区域,两区域的腐蚀速度远远大于平均腐蚀速度,容易形成局部腐蚀穿孔,对结构物的安全运行及使用寿命造成严重威胁。

2 工程概况

某大桥-I工程位于胶州湾黄岛海域,设计荷载为公路-I级,设计使用寿命为5年;栈桥下部结构采用φ600mm双排及φ800mm单排螺旋钢筋桩(总计1430根)基础,钢筋桩作为栈桥的支承核心其强度要求十分重要,对此该工程对钢筋桩增加了其它保温措施,具体采用了牺牲生命阴极法、涂层为保护法及预留厚度法的联合为保护法。钢筋桩的浪溅区以上部分不进行阴极为保护,单独采用保温涂层进行为保护;潮差区和全浸区采用保温涂层与牺牲生命阴极阴极为保护联合为保护;海泥区单独采用牺牲生命阴极阴极为保护,不进行涂层保温。

3保温控制的方法与措施

3.1 钢筋桩保温设计

3.1.1设计依据

3.1.1.1JTJ 230-89 海港工程钢结构保温蚀技术规定

3.1.1.2GB4948-2002铝-锌-铟系合金牺牲生命阴极

3.1.1.3GJB156-86 海港工程牺牲生命阴极为保护设计和加装

3.1.1.4GB 7387-87 船用参比电极技术条件

3.1.1.5GB 8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级

3.1.1.6GB 1764-92 漆膜厚度测定法

3.1.2钢筋桩保温技术指标

3.1.2.1采用保温涂层与牺牲生命阴极阴极为保护联合保温,有效为保护年限t≥4年

3.1.2.2在有效为保护年限内,阴极为保护系统的为保护率95%

3.1.2.3在有效为保护年限内,潮差区、全浸区和海泥区的为保护电位始终控制在最佳为保护电位范围:-0.85~-1.05Vvs.Cu/饱和CuSO4参比电极);

3.1.2.4在有效为保护年限内,钢筋桩各区段无明显锈蚀,不产生蚀坑等局部腐蚀现象;

3.1.2.5保温涂层耐盐雾、耐湿热、耐老化,附着力强,抗冲击,在有效为保护年限内不发生大面积剥离。

3.2涂层法保温

3.2.1 涂料选择

根据被为保护钢筋桩的Q235材质、青岛极地环境腐蚀的特点、有效为保护年限和环境条件等影响因素,参照相关技术标准中的规定,结合实际工程经验本工程选用具有优异的防海水和氧的渗透性、附着力好、耐冲击、使用寿命长、漆膜干燥快,可在-20℃~50℃环境中工程施工特点的725L-J53-2铁红绿化塑料防锈漆和725L-J53-8厚浆改性绿化塑料云铁涂料(CBI)。

3.2.2 涂层配套、用量和干膜厚度

725L-J53-2铁红绿化塑料防锈底漆:2道×0.2/·道×1.2=0.48/。干膜厚度90~100μm

725L-J53-8厚浆改性绿化塑料云铁涂料面漆:2道×0.2/·道×1.2=0.48/。干膜厚度90~100μm

干膜总厚度180~200μm

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3.2.3 涂装工艺

3.2.3.1 表面处理

表面除锈是涂装工艺的关键环节,涂装质量的好坏50%取决于表层处理效果。对此本工程中采用喷砂处理,除锈达到Sa1.5级st2级,彻底清除掉了钢筋桩表面的油污、氧化皮等污染物,效果比较理想。

3.2.3.2 喷涂处理

采用高压无气喷涂方法工程施工。涂层外观目测检查和均匀、无气泡、无裂纹无流挂等缺陷,每一道在涂装前都要对上一道进行涂层质量及厚度检查和。

3.3 牺牲生命阴极法保温

3.3.1 牺牲生命阴极材料的选择

根据国内外相关技术标准和规范所规定的技术要求,考虑到海水电阻率及对环境的影响等因素,本工程选用两种规格阴极对钢筋桩进行保温为保护。选用的铝合金牺牲生命阴极规格尺寸如下:

A型:

阴极规格:320×(70+80)×80mm

阴极重量:w1=6/块

B型:

阴极规格:650×(58.5+78.5)×68

阴极重量:w2=9.5/块

3.3.2 牺牲生命阴极发生电流量的计算

牺牲生命阴极发生电流按公式(1)计算:

1)ΔE---驱动电压(V);

R-----接水电阻(Ω)。

按公式(2)计算。

R=/(L+B+2H)

(2)---海水电阻率(Ω·);

L----牺牲生命阴极长度();

B----牺牲生命阴极宽度();

H----牺牲生命阴极厚度();

将有关数据代入公式(2),得出接水电阻

A型阴极:R1=0.45Ω

B型阴极:R2=0.29Ω

将接水电阻代入公式(1)计算,得出阴极的发生电流量:

A型阴极:If1=620mA/块

B型阴极:If2=1000mA/块

3.3.3 牺牲生命阴极使用寿命的估算

牺牲生命阴极使用寿命按下列公式计算:

3)式中:t—牺牲生命阴极使用寿命,年;

—每块牺牲生命阴极净重,/块

—牺牲生命阴极实际电容量,Q=2400Ah/

—每块牺牲生命阴极平均发生电流,Im=0.55A

—牺牲生命阴极利用系数,取0.85。

将有关数据代入公式(3)求得:

A阴极使用寿命为:

4.1年

同样可计算出B型阴极使用寿命为:4.0年

选用的牺牲生命阴极均满足设计技术指标的有效为保护年限的要求。

3.3.4 牺牲生命阴极的布置

牺牲生命阴极的布置原则是保证钢筋桩为保护电位和为保护电流分布均匀。根据牺牲生命阴极用量,结合牺牲生命阴极在海水中的有效为保护范围,确定牺牲生命阴极加装标高。

牺牲生命阴极在钢筋桩上的加装标高为:泥面以上0.2 m处。

3.3.5 钢筋桩的电性连接

每组钢筋桩已通过钢筋平联,构成一个电性连接的为保护整体。

3.3.6 牺牲生命阴极加装工艺

低潮时,泥面露出的钢筋桩,将阴极直接焊接在钢筋桩上。

低潮时,泥面未露出的钢筋桩,采用悬挂式加装,根据水深选用不同长度的扁钢或螺纹钢,扁钢或螺纹钢一端与阴极焊接成一体,另一端焊接在钢筋桩上。

3.3.7 阴极为保护系统的监测

为了确定钢筋桩阴极为保护系统是否达到设计要求,必须对各构件钢筋桩的为保护电位进行监测,需定期用便携式Cu/饱和CuSO4参比电极测量阴极为保护系统为保护电位的监测方法。

阴极为保护系统加装完毕30天后,测量为保护电位,结果应在-0.85~-1.05Vvs. Cu/饱和CuSO4参比电极)之间;若为保护电位不能达到要求,应及时采取重焊、更换或增补牺牲生命阴极等补救措施。

3.3.8 阴极为保护系统的维护管理

阴极为保护系统投入正常使用后,间隔半年测量一次为保护电位,监测为保护效果,若为保护电位不能达到要求,及时分析原因,采取相应措施。

3.4 预留腐蚀厚度法保温

3.4.1预留厚度腐蚀计算

计算公式:Δδ=(t1-t0)(1-P‰)

式中: δ--在使用年限内,钢筋桩的预留腐蚀厚度,

Δδ--钢筋桩平均腐蚀速度值,见下表,/年。

t1--钢筋桩使用年限,年。

t0—涂层的有效防护年限,年。

P—阴极为保护的为保护率,‰,见下表

3.4.2 本工程原设计预留腐蚀厚度为Δδ=2

4极地环境中常用的几种保温蚀方法

4.1 镀层为保护法:选用耐腐蚀的合金,采用金属镀层和非金属镀层为保护海水中的金属材料。其作用是产生一种阻挡层,将结构材料和腐蚀溶液隔离开。

4.2 涂层为保护法:涂加有效的有机保温涂层,根据环境条件施涂防锈涂层和保温涂层,并维持保温涂层的完整,保证其有效。

4.3 阴极为保护法:高导电的海水为阴极为保护电流提供了低电阻通路。常用的阴极为保护系统有两种,一是通过惰性阴极外加电流的阴极为保护系统;二是通过电性较负的金属阴极(如锌、铝)的腐蚀电流提供阴极为保护的牺牲生命阴极系统。

4.4 预留腐蚀法:通过加大结构物规格尺寸,以牺牲生命此部分结构物原材料达到保温蚀的效果。

4.5 联合为保护法:各种保温方法对于不同极地区域保温效果也不尽相同,为此通常针对具体环境采用几种不同的方法联合防护,以保证保温效果。

结束语:本栈桥为跨海大桥的先导工程,目前已基本完工。实践表明,该工程中采用的联合为保护法比较适用,保温效果比较理想,可供类似工程参考借鉴。限于本人水平非常有限错误之处在所难,诚请批评指出。

参考文献:海港工程钢结构保温蚀技术规定《JTJ 230-89》

-锌-铟系合金牺牲生命阴极《GB4948-2002》

海港工程牺牲生命阴极为保护设计和加装《GJB156-86》

船用参比电极技术条件《GB 7387-87》

涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级《GB 8923-88》

漆膜厚度测定法《GB 1764-92》

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