海洋环境卸船机的防腐技术（综述）
海洋环境卸船机的防腐技术（综述）
1、概述
随着全球港口海运的蓬勃发展、中国港口机械企业自身实力的逐步增强以及国家宏观调控政策的影响，近年来国内又新兴出更多的港机企业把市场开拓到国外，其中以东南亚、非洲、南美等沿海国家为主，广泛应用于港口、电力、化工等行业，而所使用国家海域海水中含盐量都比较高，会对卸船机钢结构以及配套件造成严重的腐蚀影响。一般卸船机使用寿命平均为20-30年，为了保障此环境下卸船机能达到设计使用寿命，充分认识腐蚀的形成机理研究相应的防腐蚀工艺和措施具有重要的现实意义。
2、卸船机钢结构特点及海水腐蚀的危害
卸船机是一种专业用于港口码头接卸散货物料的特种起重设备，设备主要由钢结构和配套件构成，含盐量较高的海水对卸船机的腐蚀危害正日渐显露。
2.1卸船机钢结构特点
卸船机作为码头主要的卸船设备，处在码头的最前沿，卸船机的高效、可靠的使用对系统的工作起着重要的作用，卸船机分为抓斗式和连续式两种。目前我国使用和出口的散货卸船机大部分采用四卷筒牵引桥式抓斗卸船机（图1）。
抓斗卸船机为桥式结构，主要由主体钢结构、抓斗、小车（起升、开闭、小车牵引合一的）四卷筒机构、变幅机构、大车运行机构、料斗、接料板、振动给料机、安全钩、机房、电气房、梯子平台、电缆卷盘、自行式司机室、夹轮器、锚定装置、防风系缆装置、水喷雾系统以及电气部分等组成。而其主要金属结构由以下结构件组成：前后门架、前后大梁、前后拉杆、小门架、斜撑杆、 侧桁架、机台、料斗及支架等等。大部分结构件采用薄壁封闭箱形构造，构件系采用q345及q235结构钢制造，关键节点采用铰接或焊接。梯子走道采用标准槽钢、角钢以及镀锌钢管制成，梯子踏步一般为镀锌处理螺栓紧固安装。此外还有国内外的外购配套件，如电动机、减速器、电气限位、室外接线箱等，以上这些都是防腐的重要对象点。
每台投入使用的卸船机，使用钢材的数量较多，如一台1500吨/小时的卸船机以目前重量最轻的四卷筒牵引式设计也需一千吨以上，而在锈蚀情况严重的特定地区，腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳是使整机构件退出工作、寿命降低的重要原因之一。腐蚀的发生使得相应的设备维护费用大大增加，不仅造成人力物力的浪费，而且也大大缩短了卸船机的使用年限。卸船机钢结构的腐蚀防护日渐成为人们关注的课题。只有在设计建造的同时，对其进行卓有成效的防腐，才能确保整机设备的长久寿命。
2.2 海洋环境对的卸船机腐蚀的危害
海洋环境下的卸船机长期处于高盐度的水雾中，对卸船机腐蚀的影响因素很多，包括化学、物理和生物等因素，其中对卸船机造成影响的主要原因是海水潮汐对钢结构的所带来的水雾腐蚀以及化学腐蚀作用。
2.2.1化学因素
（1）盐度。海水含盐量较高，其中所含的钙离子和镁离子，能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对金属有一定的保护作用。河口区海水的盐度低，钙和镁的含量较小，金属的腐蚀性增加。海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜，并能与金属离子形成络合物，后者在水解时产生氢离子，使海水的酸度增大，增强了对金属的局部腐蚀度。
（2）酸碱度（以下简称ph值）。ph值越小，酸性越强，反之亦然。海水的ph值通常变化甚小，对金属的腐蚀几乎没有直接影响。但在河口区或当海水被污染时，ph值可能有所改变，因而对腐蚀有一定的影响。
2.2.2 物理因素
靠近海面的大气中，有多量的水分和盐分，又有充足的氧，对金属的腐蚀性比较强。因此，在平均高潮线上面海水浪花飞溅到的地方（飞溅区），钢结构表面经常处于潮湿多氧状况，腐蚀最为严重；在平均高潮线和平均低潮线之间为潮差区，金属的腐蚀性差别很大，由高潮线向下，腐蚀速度逐渐下降。总而言之，在平均中潮线以上时腐蚀加剧。
3 卸船机钢结构防腐涂装现状
油漆防腐具有外观美观、涂装工艺简单等特点，多年来一直被广泛采用。随着涂装工艺的发展，重防腐涂装成为卸船机钢结构防腐的主流。在重防腐涂料中，无论是国外名牌油漆，还是国内品牌油漆，其防腐涂装工艺和涂料品种都基本相似，即涂装工艺采用底漆、中间漆和面漆组成的多层涂装体系；油漆品种均为环氧（无机）富锌底漆、环氧云母氧化铁中间漆和环氧聚氨酯或环氧各色面漆或氯化橡胶面漆等类型。
我国卸船机及其他港口机械制造业从上世纪后叶开始得到长足发展，到目前为止，基本仍集中采用刷油漆防腐。中间的调整变化也主要集中在对油漆的种类和品牌进行调整。如开始时防腐采用重防腐涂料，经过对底、中本文由论文联盟http://收集整理、面漆的配套使用，借以提高卸船机的防腐寿命。90年代以来，国外重防腐涂料开始涌入国内市场，该类涂料仅能提供卸船机钢结构保持10年左右的防腐寿命，10年后必然面临巨大的防腐维护费用，这在欧美先进国家已被事实所证实。
4 卸船机钢结构防腐措施
卸船机钢结构的防腐蚀是钢结构设计、施工、使用中必须解决的重要问题，它牵涉到钢结构的耐久性、造价、维护费用、使用性能等诸方面。问题鉴于海洋环境下卸船机钢结构长期处于恶劣的腐蚀环境中 ，使用期间维修困难 ，因此在防腐蚀技术上只能使用高性能重防腐涂料。卸船机使用的几种重防腐涂料特点分列如下：
（1）富锌底漆 ：要求含高比例锌粉的涂料 ，同时要求与基材附着力强。富锌底漆作用之一是起阴极保护 ，另外当涂层中有破坏或不连续时 ，锌粉可以起牺牲阳极作用而保护基材。富锌底漆一般采用无机富锌底漆、氧富锌底漆等。
（2）中间漆 ：中间漆要求综合防腐能力强 ，中间漆的特点是含高效的防锈材料或防渗透材料 ，如颗粒状或鳞片状锌粉、璃鳞片、锈钢鳞片、米级的钛粉等为主的屏蔽型和阴极保护型涂料及各种新型缓蚀型涂料等等。
2、聚氨酯面漆为脂肪族聚氨酯漆，具有长效与装饰效果，可选用聚氨酯金属闪光漆。
（3）面漆 ：面漆的作用是为底漆和中间漆提供一个保护层 ，减缓和限制水气、及化学活性离子的渗入。还要求有抗冲击性、老化性和抗溶性等。面漆一般采用氯化橡胶、烯树脂、氨酯或丙烯树脂涂料等。另外 ，重防腐涂料要获得良好的防腐效果 ，还需要注意多方面的因素 ，包括基材的表面处理、高品质涂料、合理的涂层体系、外界施工条件、涂层施工的质量控制等。
4.1、钢结构防腐施工前表面预处理的要求
4.1.1 钢结构件防腐前的预除锈要求：防腐前的除锈质量对涂层的寿命影响高达49.5%。钢件除锈方法一般分为手工除锈、喷射除锈和化学除锈，手工除锈只限于现场。
4.1.2 钢结构件表面缺陷处理要求：钢结构表面出现的凹坑、砂眼、气孔等缺陷必须用氩弧焊方法进行补焊，然后打磨平。
4.1.3 钢结构件表面处理质量要求：钢结构件需涂装的表面不允许有焊渣、飞溅、焊豆及机械加工残存的飞边、毛刺等。
4.2、涂装的环境条件及技术要求
4.2.1 涂装施工气候要求：施工场所温度不得低于5℃。下雨、下雪、下霜及4 级风以上的天气禁止室外施工。
4.2.2 被涂钢结构件表面要求；被涂构件表面有结露时及表面处理质量没有达到要求时，禁止施工。
4.2.3 油漆质量要求：油漆入厂无合格证书或超过保管期限时，禁止使用。
4.2.4 涂层厚度要求：应首先按照设计文件规定，如设计文件对涂层厚度无要求时，应遵循以下要求：涂层干漆膜总厚度室外应为280μm，室内应为125μm，其允许偏差为-25μm，每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5μm。漆膜总厚度达不到要求时，可以增加面漆厚度。
4.2.5 底漆涂装要求：底漆应涂得均匀、平整，不得漏涂，无明显流挂，手感平滑。在涂装时注意边棱拐角处和隐蔽部位的细致涂刷。
4.2.6 后续涂装要求：每层漆必须在前一层漆膜干透和质量合格后，方可涂下道漆。
4.2.7 面漆涂装要求：面漆应涂得细致均匀，光亮完整，颜色一致，不得有粗糙不平、起泡、流挂、针孔、刷痕、渗色、桔皮、失光、起霜、脱皮、脱落、颜色不符合规定等缺陷。
4.2.8 现场焊接涂装要求：尽量在厂内完成焊接及涂装工作，不得不现场焊接的状况，应在焊接完成清除焊渣后，立即补漆，不得过夜。
4.3 涂装检验项目和方法
4.3.1 涂装前的准备工作：涂装前应按上面“防腐施工前表面预处理的要求”和“涂装的环境条件”要求对外涂漆进行检查，不符合的面漆禁止进行涂装。
4.3.2 涂漆的外观检查：底漆、中间漆。
4.3.3 涂层厚度的检查：每涂完一层漆，待涂层彻底干透后，测量一层厚度，全部涂层完毕后，再测量总厚度。检验方法：按总件数抽检10%，不得少于3 件，每件均布测量3 点。其平均值不得小于所要求的90%，且其中最小值不得小于所要求的70%。
4.3.4 涂层附着力的检查：准备一块200x200mm 的与被涂漆的物体材质相同的薄板（6mm 以下），与产品一样进行表面处理及涂装，待彻底干透后，用锋利的刀片，在试板表面上划一个夹角为60°的叉。刀痕要划至钢板，然后贴上专用胶带，使胶带紧贴漆膜，接着用手迅速将胶带扯起，如刀痕两边涂层被粘下的总宽度最大不超过2mm即为合格。
4.4针对梯子、平台、栏杆处锈蚀的措施
卸船机的护拦、扶梯一般为镀锌钢管制作、采用热浸锌防腐，热浸锌镀层一般无法超过80μm厚度，在一般工业大气环境下可以提供10年左右的有效保护。卸船机平台一般为标准槽钢或者角钢制作，采用重防腐油漆处理，而热浸锌防腐工艺不能到现场进行热浸锌防腐，只能在固定的工厂施工 ，热浸锌镀层碰伤后，自身无法进行修复。因此针对海洋环境下锈蚀严重的地区，提出如下措施：
4.4.1 梯踏步及平台走道格栅采用frp玻璃钢材料：凡frp踏步和隔栅板在交机前均在其上另外加保护措施，交机后去除。如现场需要焊接等必须采取措施避免破坏frp材料。
4.4.2扶手栏杆的材料：上部栏杆采用直径32mm的镀锌实心圆钢、中间栏杆采用直径25mm的镀锌实心圆钢、平台热镀锌，若镀锌层如损坏要用热喷锌修复。
4.4.3镀锌层表面的涂装：在镀锌层上按涂装工艺要求复涂油漆，多一道保护。
4.4.4斜梯、直梯的涂装要求：斜梯、直梯采用螺栓装配式，整体热浸锌后按工艺要求复涂油漆。另外，施工上考虑尽量避免现场焊接。
4.5 针对外购件、紧固件及室外电气原件的锈蚀措施
4.5.1针对国内外配套件锈蚀的措施：
（1）订货合同的要求：在合同上注明使用环境为重盐雾海洋性天气，必须认真防腐。
（2）明确油漆要求：锈蚀程度不超过iso4628/3-1982（e） ，ri3。国内配套件如行车等的油漆可采用油漆工艺（无机锌底漆+有机锌底漆+中层漆+面漆）。
（3）紧固件：如不大于m12用不锈钢316、大于m12的采用热浸锌（要有质保书和盐雾试验报告）。
（4）对易摩擦部位的要求：摩擦部位要有良好的润滑。
（5）对不同结构部位的要求：薄壁件、罩壳、五金件等使用玻璃钢或不锈钢316或热浸锌+油漆保护
4.5.2针对紧固件外表面锈蚀的措施：
（1）紧固件材质要求：m12及以下的螺栓、螺母、垫圈要求采用不锈钢316，要求供货商提供材质及质保报告。
（2）紧固件规格要求：所有直径大于14mm的紧固件包括（astm a325和a490螺栓）采用热浸锌表面处理。要求螺母下设有不锈钢垫片并涂油，避免螺母直接与钢板接触，以防旋转时破坏钢板表面油漆。螺栓螺母旋紧后，清洁表面并用油漆进行 第二次涂装保护，特别是经旋扭破坏处。
（3）对特殊紧固件材质及表面涂装要求：对于液压件接头的锈蚀，液压油箱、管及管接头、铭牌等要采用不锈钢316材料。油缸缸体外表面采用油漆工艺（无机锌底漆+有机锌底漆+中层漆+面漆）。
4.5.3针对电气元件表面浮锈的措施：
电气元件表面腐蚀的防护处理如下：
（1）材质要求：户外接线箱外壳、电缆槽、电缆托架等要求不锈钢316。户内接线箱可以采用不锈钢304，表面涂油漆进行保护。接线箱尽可能密封，端子排改用韦德米勒弹簧式，进线处喷发泡剂，密封箱子。户内托架可以采用热浸锌。
（2）紧固件处理：螺母和角铁之间加垫片，拧紧时不会破坏油漆。管接头在最终拧紧后，涂油漆保护。
（3）对户外电机的保护：户外使用的电机增加不锈钢或玻璃钢罩壳。
（4）其他附属器具防护：灯具要采用防腐型，其固定件采用不锈钢材料，投光灯本身的支架涂油漆。固定螺栓和支架之间加垫圈。接料斗防坠落采用不锈钢链条。
综上所述，卸船机的防腐，要根据所在不同区域的腐蚀特点，腐蚀速率选用相应的防腐防护措施。防腐涂料不断涌现新的品种，要充分注意到涂料自身的性能及涂层间的配套性，严格涂装过程。从而达到对卸船机的长效防腐。海洋环境下的卸船机长期处于高盐度的水雾中，会对卸船机钢结构及配套件产生严重的腐蚀。为了尽可能地避免腐蚀损失，减少使用维护费用，延长卸船机的使用寿命，针对海洋环境下卸船机进行特殊防腐技术措施具有重大意义。转贴于论文联盟
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