海洋工程鋼結(jié)構(gòu)(如海上平臺(tái)、碼頭鋼管樁、跨海大橋橋墩)長期處于高鹽霧、潮汐、海浪沖擊及海洋生物附著等極端腐蝕環(huán)境中。傳統(tǒng)的重防腐涂層體系(環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+聚氨酯面漆)雖然有效,但施工道數(shù)多、固化時(shí)間長,且在浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)容易因機(jī)械損傷而失效。聚脲防腐施工技術(shù)因其快速固化、高彈性、優(yōu)異的耐海水腐蝕性能,近年來在海洋工程中得到實(shí)踐驗(yàn)證。本文結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程案例,介紹其應(yīng)用要點(diǎn)。
海洋環(huán)境根據(jù)腐蝕嚴(yán)重程度分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)和全浸區(qū)。其中浪濺區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重,因?yàn)楦蓾窠惶?、高溶氧量和波浪沖擊共同作用。聚脲防腐施工尤其適合浪濺區(qū)和潮差區(qū),原因如下:第一,聚脲涂層致密,氯離子滲透率極低(≤5×10?1? m2/s),能有效阻止鹽分滲入鋼鐵基體;第二,耐海水腐蝕性能優(yōu)異,根據(jù)GB/T 31410-2015標(biāo)準(zhǔn),聚脲涂層在海水浸泡2400小時(shí)后無起泡、無銹蝕;第三,耐沖擊和耐磨損,能夠抵抗海冰、漂浮物和船舶靠泊時(shí)的撞擊。此外,聚脲涂層還具有一定的防生物附著效果(表面能低,藤壺、貽貝不易牢固附著)。
施工工藝要點(diǎn)。海洋工程多為現(xiàn)場施工,面臨高濕度、鹽分附著以及潮汐影響。具體步驟如下:1)鋼結(jié)構(gòu)表面處理:采用超高壓水射流(250-300 MPa)或噴砂除銹至Sa2.5級(jí),表面鹽分含量應(yīng)低于50 mg/m2(用 Bresle 貼片法檢測)。2)銹蝕部位處理:對(duì)坑蝕、麻點(diǎn)進(jìn)行打磨補(bǔ)焊,并涂刷耐鹽霧底漆。3)涂覆底漆:推薦使用潮濕固化型環(huán)氧底漆或聚脲專用高粘結(jié)底漆,厚度100-150微米,可在相對(duì)濕度90%條件下固化。4)聚脲噴涂:由于海洋工程構(gòu)件體積大、形狀復(fù)雜,常采用便攜式噴涂設(shè)備。噴涂時(shí)需控制風(fēng)速(若風(fēng)速大于10米/秒,應(yīng)搭設(shè)防風(fēng)屏障)。浪濺區(qū)涂層厚度一般要求2-3毫米,潮差區(qū)1.5-2.5毫米,大氣區(qū)1-1.5毫米。5)涂層修補(bǔ):對(duì)漏噴或破損處,使用手工聚脲修補(bǔ)料,要求邊緣斜坡搭接。
環(huán)境適應(yīng)性與挑戰(zhàn)。海洋施工中,基面潮氣難以完全干燥。純聚脲對(duì)潮濕基層的容忍度相對(duì)較高(允許表面有微凝露),但若明水存在,仍會(huì)導(dǎo)致鼓泡。工程上可采用“濕碰濕”工藝:在底漆未完全固化(表干后1小時(shí)內(nèi))時(shí)即噴涂聚脲,借助反應(yīng)熱蒸發(fā)殘余水分。另外,海風(fēng)攜帶的鹽霧會(huì)影響層間附著力,建議噴涂前用淡水沖洗表面并干燥。聚脲防腐施工在低溫海區(qū)(如渤海)仍可使用,但需選擇低溫固化配方(-10℃可施工),并增加預(yù)熱環(huán)節(jié)。
長期性能與檢測。某跨海大橋的鋼管復(fù)合樁(直徑2.2米)在浪濺區(qū)采用了聚脲防腐施工,涂層厚度2毫米。經(jīng)過6年使用后,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)涂層表面僅有輕微劃痕,無銹脹、無剝離,電火花檢測未見針孔。對(duì)比同橋位的環(huán)氧玻璃鱗片涂層,聚脲涂層的沖擊破損面積僅為前者的1/3。但需要注意,聚脲涂層在強(qiáng)紫外線照射下(如海洋大氣區(qū))會(huì)發(fā)生黃變和粉化,因此建議在大氣區(qū)聚脲表面加涂脂肪族聚氨酯面漆(厚度80-100微米),以保持外觀和延緩老化。

成本與維護(hù)。聚脲防腐施工的材料和設(shè)備成本較高,但單次涂裝即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度(無需多道間隔),且涂層壽命可達(dá)10-15年,綜合經(jīng)濟(jì)性仍然良好。對(duì)于服役中的海洋鋼結(jié)構(gòu)修補(bǔ),聚脲噴涂可以快速恢復(fù)防腐層,減少水下作業(yè)時(shí)間??傊?,聚脲防腐施工為海洋工程提供了一種高耐久、快施工的解決方案,尤其適合浪濺區(qū)等苛刻部位。
