一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法
阅读说明：本技术 一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法 (Anti-corrosion treatment method for steel structure iron tower resistant to marine climate ) 是由 蒋穹 刘学然 杨子润 王占红 颜韬 翁帅 马尧尧 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法,涉及金属防腐技术领域。包括以下步骤：对钢结构表面依次进行除油、除锈、除湿处理；随后向钢结构表面进行喷涂防腐底漆,固化后形成底漆层；在底漆层表面进行喷涂一层中间漆,并在喷涂的过程中覆一层纤维网布,待一层中间漆将纤维网布粘结于底漆层表面,并固化后,在纤维网布表面继续喷涂至少两层中间漆,固化后形成中间漆层；最后在所述中间漆层表面喷涂面漆。本发明提供的能够有效提升防腐涂层的整体抗裂性,从而增强了防腐涂层对钢结构的保护。(The invention discloses an anti-corrosion treatment method for a steel structure iron tower resistant to marine climate, and relates to the technical field of metal corrosion prevention. The method comprises the following steps: sequentially carrying out oil removal, rust removal and dehumidification on the surface of the steel structure; then spraying an anticorrosive primer on the surface of the steel structure, and forming a primer layer after curing; spraying a layer of intermediate paint on the surface of the primer layer, covering a layer of fiber mesh cloth in the spraying process, bonding the fiber mesh cloth on the surface of the primer layer by using the layer of intermediate paint, curing, continuously spraying at least two layers of intermediate paint on the surface of the fiber mesh cloth, and curing to form an intermediate paint layer; and finally, spraying finish paint on the surface of the intermediate paint layer. The invention can effectively improve the integral crack resistance of the anticorrosive coating, thereby enhancing the protection of the anticorrosive coating on a steel structure.)
技术领域
本发明涉及金属表面防腐技术领域，具体涉及一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法。
背景技术
近海和海洋工程装备所处环境大气多雨、高温、多盐雾和强风流，裸露在外的零件将受到强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作用，各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。其服役条件按ISO9225环境评价标准一般＞C5级，属于极端恶劣环境。
如在海洋气候条件下服役的钢结构铁塔，及风力发电设备由于机组的外部构件如机舱、引擎罩、塔架、叶片根部法兰垫片、连接螺栓、连接弹簧等直接裸露于极端的腐蚀大气中，采用常规的防护措施，往往仅数个月便产生严重的腐蚀。
目前，在钢结构表面主要是通过热镀工艺或者直接喷涂防腐涂料的形式进行防腐处理；利用热镀工艺，在处理过程中要对金属表面的温度过高，易造成金属表面氧化变形，且操作过程中烟尘、粉尘、金属热蒸汽污染严重；且耐磨性不足，抗冲蚀能力不强；不适用大面积工件处理及野外作业，使其应用受到限制。现有在钢结构表面采用喷涂多层防腐涂层进行防腐处理，通过直接喷涂防腐涂料的形式对金属表面后，对其进行表面通过喷涂一定厚度的外层涂料后，来抵抗海洋气候条件，由于海洋气候条件非常恶劣，还是会造成防腐涂层表面的保护层会容易开裂，从而会引起内部的防腐涂层开裂，不仅会开裂，也会引起防腐涂层的脱落，故腐蚀会沿着裂缝不断的加深。
因此，研发行之有效的海洋工程零件表面处理新工艺，已成为海洋工程及近海风电等工业发展的迫切需求。
发明内容
为了解决上述背景技术中的不足，提供一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法。该方法通过，在底漆与中间漆之间敷设一层纤维网布，在钢结构表面形成耐腐蚀、耐磨、抗冲蚀、耐候复合涂层，避免防腐底漆层由于受到外部环境作用，而导致防腐底漆层的开裂；纤维网布不仅为中间漆层提供整体附着于底漆层表面的骨架，同时对底漆层起到防开裂的作用，能够有效提升整个防腐涂层的整体抗裂性，从而增强了防腐涂层对钢结构的保护。
本发明第一个目的是提供一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，包括以下步骤：
对钢结构表面依次进行除油、除锈、除湿处理；
随后向钢结构表面进行喷涂防腐底漆，固化后形成底漆层；
在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布，待一层中间漆将纤维网布粘结于底漆层表面，并固化后，在纤维网布表面继续喷涂至少两层中间漆，固化后形成中间漆层；
最后在所述中间漆层表面喷涂面漆。
优选的，采用喷涂覆网装置，在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布；其中，所述喷涂覆网装置，包括：
两个对称设置的第一连接杆；及
两个所述第一连接杆的同一端部之间设有压辊，另同一端部之间设有导向辊；
所述压辊两端通过枢轴与两个所述第一连接杆转动连接；
所述导向辊两端通过枢轴与两个所述第一连接杆转动连接；
所述压辊上方还设有纤维网布辊，所述纤维网布辊与所述压辊平行设置，且所述纤维网布辊两端分别通过第二连接杆与两个所述第一连接杆连接，所述纤维网布辊两端通过枢轴与两个所述第二连接杆的端部转动连接；
所述压辊与所述导向辊之间设有涂料喷嘴，所述涂料喷嘴设置于两个所述第一连接杆之间设有的第三连接杆上，所述涂料喷嘴朝向所述压辊的底部，所述涂料喷嘴通过管体与涂料给料箱连通。
更优选的，所述涂料喷嘴设有至少两个。
更优选的，在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布，具体是按照以下步骤进行：
将缠绕于所述纤维网布辊上的纤维网布，其缠绕于外圈的端部抽出，并从所述压辊底部穿过，通过导向辊向前滚动的同时，利用涂料喷嘴向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊将纤维网布压制于底漆层表面，所述纤维网布在中间漆的作用下粘结底漆层的表面。
优选的，所述防腐底漆为水性环氧Al-Zn-Mg-Si多元合金底漆，其原材料包括以下质量百分数的组分：
片状铝锌镁硅多元合金粉20～30％、粘结剂8～12％、缓蚀剂1.5～3％、烧结保护剂5～10％、润湿分散剂8～12％、季铵盐钛酸酯0.5～1.5％、添加剂1～3％、增稠剂0.1～1％、消泡剂0.1～0.8％、余量为水；
其中，所述铝锌镁硅多元合金粉包括质量比为55.5：3.2：0.35：18.2的铝、镁、硅、锌，所述铝锌镁硅多元合金粉片粒径为10～20μm，片厚为0.1-0.3μm，长径比＞30。
更优选的，所述粘结剂由质量比为20：6的水性环氧硅烷偶联剂和水性改性丙烯酸树脂配制而成；所述水性环氧硅烷偶联剂是由体积比为1:1:3的硅烷偶联剂、甲醇、水配制而成；
所述缓蚀剂为钼酸钠或磷钼酸钠；
所述烧结保护剂为乙二醇；
所述润湿分散剂为土温20或OP10；
所述添加剂为石墨烯或碳纳米管。
更优选的，所述防腐底漆是按照如下步骤制得：
将润湿分散剂、季铵盐钛酸酯与烧结保护剂溶于部分水中搅拌溶液至粘稠状；在继续搅拌过程中再依次加入铝锌镁硅多元合金粉、添加剂和消泡剂至粉浆均匀，并向均匀的粉浆中加入粘结剂、缓蚀剂、增稠剂及剩余的水，混合均匀后，即得所述防腐底漆。
更优选的，喷涂防腐底漆时至少喷涂两层，每层喷涂后在120～130℃预烘5～7min后，再在250～280℃固化30～40min。
优选的，所述中间漆为环氧云铁中间漆；所述面漆为氟碳面漆。
优选的，所述纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，其无碱玻璃纤维网格布质量为30～50g/m2，方形网孔的尺寸为3～5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，在底漆与中间漆之间敷设一层纤维网布，在钢结构表面形成耐腐蚀、耐磨、抗冲蚀、耐候复合涂层，避免防腐底漆层由于受到外部环境作用，而导致防腐底漆层的开裂，能够有效提升整个防腐涂层的整体抗裂性，从而增强了防腐涂层对钢结构的保护。
本发明还通过喷涂覆网装置，将缠绕于纤维网布辊上的纤维网布，其缠绕于外圈的端部抽出，并从压辊底部穿过，通过导向辊向前滚动的同时，利用涂料喷嘴向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊将纤维网布压制于底漆层的表面上，纤维网布在中间漆的作用下粘结于底漆层的表面上，有效的将纤维网布压制于底漆层表面，且与底漆层之间及自身的网孔间填充有大量的中间漆，使得纤维网布在中间漆的作用下粘结于底漆层的表面，大大的提升了边喷涂中间漆，边敷设纤维网布的效率。另外，本发明采用的纤维网布为无碱玻璃纤维网格布与环氧云铁中间漆具有较强的粘结力，使得纤维网布在中间漆与底漆层之间具有较强的结合力，从而进一步提升了涂层的整体防开裂性能。
本发明在底漆与中间漆之间敷设一层纤维网布，能够在底漆层与中间漆层之间形成凹凸面，能够有效增强中间漆层的整体性能，同时，在纤维网布作用下，避免中间漆层及面层受到恶劣的环境而导致开裂，也避免中间漆层开裂的同时引起防腐底漆层开裂，纤维网布不仅为中间漆层提供整体附着于底漆层表面的骨架，同时对底漆层起到防开裂的作用，从而有效提升复合涂层整体抗裂性，使得钢结构的防腐寿命大大延长，至少超过20年。
附图说明
图1为本发明提供的喷涂覆网装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述各实施例采用的喷涂覆网装置，见图1，包括：
两个对称设置的第一连接杆11；及
两个第一连接杆11同一端部之间设有压辊1，另同一端部之间设有导向辊10；
压辊1两端通过枢轴与两个第一连接杆11转动连接；
导向辊10两端通过枢轴与两个第一连接杆11转动连接；
压辊1上方还设有纤维网布辊2，纤维网布辊2与压辊1平行设置，且纤维网布辊2两端分别通过第二连接杆21与两个第一连接杆11连接，纤维网布辊2两端通过枢轴与两个第二连接杆21的端部转动连接；
压辊1与导向辊10之间设有涂料喷嘴4，涂料喷嘴4设置于两个第一连接杆11之间设有的第三连接杆上，涂料喷嘴4朝向压辊1的底部，涂料喷嘴4通过管体42与涂料给料箱41连通；另外，在纤维网布辊2的两端可以设置手持杆5，便于施工人员的操作。
涂料喷嘴4设有至少两个。
下述各实施例采用的防腐底漆为水性环氧Al-Zn-Mg-Si多元合金底漆，其原材料包括以下质量百分数的组分：
片状铝锌镁硅多元合金粉25％、粘结剂10％、缓蚀剂2％、烧结保护剂7.5％、润湿分散剂10％、季铵盐钛酸酯1％、添加剂2.5％、增稠剂0.8％、消泡剂0.5％、余量为水；
其中，所述铝锌镁硅多元合金粉包括质量比为55.5：3.2：0.35：18.2的铝、镁、硅、锌；所述铝锌镁硅多元合金粉片粒径为10～20μm，片厚为0.1-0.3μm，长径比＞30；
粘结剂由质量比为20：6的水性环氧硅烷偶联剂和水性改性丙烯酸树脂配制而成；水性环氧硅烷偶联剂是由体积比为1:1:3的硅烷偶联剂、甲醇、水配制而成；
硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷；
下述实施例中采用的硅烷偶联剂为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷，购自方舟(佛冈)化学材料有限公司；
下述实施例中采用的水性改性丙烯酸树脂，购自双新水性材料(广州)有限公司。
缓蚀剂为磷钼酸钠；烧结保护剂为乙二醇；润湿分散剂为土温20；添加剂为碳纳米管。
防腐底漆是按照如下步骤制得：
将润湿分散剂、季铵盐钛酸酯与烧结保护剂溶于部分水中高速搅拌溶液至粘稠状；在继续搅拌过程中再依次加入铝锌镁硅多元合金粉、添加剂和消泡剂至粉浆均匀，并向均匀的粉浆中加入粘结剂、缓蚀剂、增稠剂及剩余的水，混合均匀后，即得防腐底漆。
下述各实施例在没喷涂每层底漆后，于温度设在105℃下先烘干10min左右，再在280℃进行固化烧结约25min，固化完成后将进行自然冷却，待底漆完全冷却至室温后进行二次涂覆及烘干烧结。
下述各实施例使用的中间漆为环氧云铁中间漆。
下述各实施例使用的面漆为氟碳面漆；
下述各实施例采用的纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，其无碱玻璃纤维网格布质量为30～50g/m2，方形网孔的尺寸为3～5mm，其厚度约为10μm左右。需要说明的是，下述各实施例在喷涂中间漆和面漆时，每次喷涂后，通过自然固化的形式进行固化。
实施例1
一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，包括以下步骤：
首先，对钢结构表面依次进行除油、除锈、除湿处理；
其中，除锈采用喷砂除锈或者机械打磨除锈，并打磨至St2级，表面粗糙度Rz70um；再对钢结构表面预热，预热温度为100℃左右；对钢结构表面进行除湿处理；
其次，向钢结构表面进行喷涂防腐底漆，固化后形成底漆层；
其中，喷涂底漆时采用喷涂三层，每层采用一次喷涂，约20μm厚，每层喷涂后进行烘干，而形成底漆层；
在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布，待一层中间漆将纤维网布粘结于底漆层表面，并固化后，在纤维网布表面继续喷涂两层中间漆，固化后形成中间漆层；
其中，采用喷涂覆网装置，进行喷涂中间漆时进行覆一层纤维网布，见图1所示，具体是按照以下步骤进行：
将缠绕于纤维网布辊2上的纤维网布3，其缠绕于外圈的端部抽出，并从压辊1底部穿过，利用压辊1将纤维网布压至紧贴于底漆层表面，同时将导向辊10也贴于底漆层表面，在导向辊10向前滚动的同时带动压辊1向前滚动，通过导向辊10向前滚动的同时，利用涂料喷嘴4向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊1将纤维网布压制于底漆层的表面，纤维网布在底漆的作用下粘结于底漆层的表面上；
每喷涂一层中间漆的厚度约为40μm；
本实施例采用纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，其无碱玻璃纤维网格布质量为40g/m2，方形网孔的尺寸为4mm；
最后，在中间漆层表面喷涂两层面漆，其总厚度约为40μm，完成对钢结构铁塔的防腐处理。
按实施例1提供的防腐处理方法在钢结构表面得到的涂层，用划格法测结合力为0级，涂层厚度约为240μm，盐雾试验超过3000h。
实施例2
一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，包括以下步骤：
首先，对钢结构表面依次进行除油、除锈、除湿处理；
其中，除锈采用喷砂除锈或者机械打磨除锈，并打磨至St2级，表面粗糙度Rz70um；再对钢结构表面预热，预热温度为100℃左右；对钢结构表面进行除湿处理；
其次，向钢结构表面进行喷涂防腐底漆，固化后形成底漆层；
其中，喷涂底漆时采用喷涂三层，每层采用一次喷涂，约20μm厚，每层喷涂后进行烘干，而形成底漆层；
在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布，待一层中间漆将纤维网布粘结于底漆层表面，并固化后，在纤维网布表面继续喷涂两层中间漆，固化后形成中间漆层；
其中，采用喷涂覆网装置，进行喷涂中间漆时进行覆一层纤维网布，见图1所示，具体是按照以下步骤进行：
将缠绕于纤维网布辊2上的纤维网布，其缠绕于外圈的端部抽出，并从压辊1底部穿过，利用压辊1将纤维网布压至紧贴于底漆层表面，同时将导向辊10也贴于钢结构表面，在导向辊10向前滚动的同时带动压辊1向前滚动，通过导向辊10向前滚动的同时，利用涂料喷嘴4向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊1将纤维网布压制于底漆层的表面，纤维网布在底漆的作用下粘结于底漆层的表面上。
每喷涂一层中间漆的厚度约为40μm；
本实施例采用纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，其无碱玻璃纤维网格布质量为30g/m2，方形网孔的尺寸为4mm；
最后，在中间漆层表面喷涂两层面漆，其总厚度约为40μm，完成对钢结构铁塔的防腐处理。
按实施例1提供的防腐处理方法在钢结构表面得到的涂层，用划格法测结合力为0级，涂层厚度约为240μm，，盐雾试验超过3100h。
实施例3
一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，包括以下步骤：
首先，对钢结构表面依次进行除油、除锈、除湿处理；
其中，除锈采用喷砂除锈或者机械打磨除锈，并打磨至St2级，表面粗糙度Rz70um；再对钢结构表面预热，预热温度为100℃左右；对钢结构表面进行除湿处理；
其次，向钢结构表面进行喷涂防腐底漆，固化后形成底漆层；
其中，喷涂底漆时采用喷涂四层，每层采用一次喷涂，约20μm厚，每层喷涂后进行烘干，而形成底漆层；
在底漆层表面进行喷涂一层中间漆，并在喷涂的过程中覆一层纤维网布，待一层中间漆将纤维网布粘结于底漆层表面，并固化后，在纤维网布表面继续喷涂三层中间漆，固化后形成中间漆层；
其中，采用喷涂覆网装置，进行喷涂中间漆时进行覆一层纤维网布，见图1所示，具体是按照以下步骤进行：
将缠绕于纤维网布辊2上的纤维网布，其缠绕于外圈的端部抽出，并从压辊1底部穿过，利用压辊1将纤维网布压至紧贴于底漆层表面，同时将导向辊10也贴于底漆层表面，在导向辊10向前滚动的同时带动压辊1向前滚动，通过导向辊10向前滚动的同时，利用涂料喷嘴4向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊1将纤维网布压制于底漆层的表面，纤维网布在底漆的作用下粘结于底漆层的表面上；
每喷涂一层中间漆的厚度约为40μm；
本实施例采用的纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，其无碱玻璃纤维网格布质量为50g/m2，方形网孔的尺寸为3mm；
最后，在中间漆层表面喷涂两层面漆，其总厚度约为40μm，完成对钢结构铁塔的防腐处理。
按实施例2提供的防腐处理方法在钢结构表面得到的涂层，用划格法测结合力为0级，涂层厚度约为290μm，盐雾试验超过3500h。
综上，本发明提供的一种耐海洋性气候的钢结构铁塔的防腐处理方法，在底漆与中间漆之间敷设一层纤维网布，在钢结构表面形成耐腐蚀、耐磨、抗冲蚀、耐候复合涂层，避免防腐底漆层由于受到外部环境作用，而导致防腐底漆层的开裂，能够有效提升整个防腐涂层的整体抗裂性，从而增强了防腐涂层对钢结构的保护。
本发明还通过喷涂覆网装置，将缠绕于纤维网布辊上的纤维网布，其缠绕于外圈的端部抽出，并从压辊底部穿过，通过导向辊向前滚动的同时，利用涂料喷嘴向底漆层表面喷涂中间漆，并利用滚动的压辊将纤维网布压制于底漆层的表面上，纤维网布在中间漆的作用下粘结于底漆层的表面上，有效的将纤维网布压制于底漆层表面，且与底漆层之间及自身的网孔间填充有大量的中间漆，使得纤维网布在中间漆的作用下粘结于底漆层的表面，大大的提升了边喷涂中间漆，边敷设纤维网布的效率。另外，本发明采用的纤维网布为无碱玻璃纤维网格布与环氧云铁中间漆具有较强的粘结力，使得纤维网布在中间漆与底漆层之间具有较强的结合力，从而进一步提升了涂层的整体防开裂性能。
本发明在底漆与中间漆之间敷设一层纤维网布，能够在底漆层与中间漆层之间形成凹凸面，能够有效增强中间漆层的整体性能，同时，在纤维网布作用下，避免中间漆层及面层受到恶劣的环境而导致开裂，也避免中间漆层开裂的同时引起防腐底漆层开裂；另外，本发明使用的纤维网布为无碱玻璃纤维网格布，与环氧云铁中间漆具有坚强的结合性能，纤维网布不仅为中间漆层提供整体附着于底漆层表面的骨架，同时对底漆层起到防开裂的作用，从而有效提升复合涂层整体抗裂性，使得钢结构的防腐寿命大大延长，至少超过20年。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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