滨海项目现场机械设备防腐蚀问题与应对办法

贾海涛 杜 岩

(1.中国中原对外工程有限公司，北京 100191； 2.北京科技大学，北京 100083)



滨海项目现场机械设备防腐蚀问题与应对办法

贾海涛1杜 岩2*

(1.中国中原对外工程有限公司，北京 100191； 2.北京科技大学，北京 100083)

针对滨海地区的气候特点，分析了现场机械设备腐蚀的原因，预测了现场机械设备腐蚀对项目产生的影响，并提出了切实可行的防腐措施，旨在最大限度地降低机械设备和金属结构物的腐蚀速度和程度。

滨海项目，施工机械，防腐措施，金属结构

海洋大气环境下的长期腐蚀问题一直是我国腐蚀科技工作者关注的重点问题之一。有很多研究文献指出，海洋大气对长期大气腐蚀影响非常严重[1]。随着项目建设进展的推进，以及核电现场的机械设备、金属结构物的数量和在场时间不断增加，我们发现，滨海工地的各类金属结构物、机械设备等锈蚀速度和程度较内陆现场明显加快加重，这对于滨海核电现场机械设备的维护保养而言提出了严峻的考验。这些机械设备，诸如塔式起重机、汽车吊、龙门吊等，或是一些钢筋及木工加工机械、脚手架等，大多运行在露天环境中，受到空气、扬尘及恶劣气候的影响。另外还存在安拆、运输、使用过程中的磕碰，破坏了金属结构表面的防腐材料，加速金属结构腐蚀的形成和扩散，如图1所示。

滨海项目的现场机械设备的腐蚀问题，越来越多受到人们的广泛关注。Fischer等[2]对比了封闭和未封闭的热喷铝涂层的保护作用，发现用硅树脂封闭的钢试样没有腐蚀的迹象，且涂层对钢结构提供较好的保护作用；王军[3]通过对不同环境下的钢结构防腐涂层进行汇总研究，使得其性能基本满足10年以上的防护期要求，为我国港口机械设备长期安全有效地运营提供了保障；张洪奎等[4]针对沿海地区的施工特点，研发了一种由无溶剂防腐底漆和纳

米无机硅氧烷抗粘污面漆组成的新型涂层配套体系，具有广阔的推广应用前景；张超智等[5]介绍了海洋防腐涂料的防腐机理与国内外海洋防腐涂料的最新研究进展，得出需要根据不同的腐蚀特点，开发更多种类的防腐涂料和改性手段。本文针对滨海地区的气候特点，分析现场机械设备腐蚀原因，并探讨施工现场机械设备的腐蚀对于项目产生的影响，进而提出可行的应对方法和措施。

1 现场机械设备腐蚀原因

一般情况下，滨海项目机械设备腐蚀，主要受到温度、干湿交替、光照和Cl-离子等四个因素影响。

1.1 温度的影响

从动力学方面考虑，温度升高，会加速金属的腐蚀。另一方面，温度升高，附着水中氧的溶解度降低，同时促进保护性碳酸盐的生成，这又会减缓金属结构的腐蚀。但在正常含氧量下，温度是影响腐蚀的主要因素[6]。对于在海洋气候环境中钝化的金属，温度升高，钝化膜稳定性下降，点蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀则会加剧。

1.2 干湿交替的影响

暴露于海洋大气环境下的金属材料表面常常处于干湿交替变化的状态中，干湿交替则会加速腐蚀过程[1]，导致金属表面盐浓度较高从而影响金属材料的腐蚀速率。干湿交替变化的频率受到多种因素的影响。通常，空气中的干湿交替的频率则会影响金属表面水膜厚度，剧烈的干湿交替则会导致设备腐蚀的加剧和损伤的发生。

1.3 光照条件

光照条件是影响材料海洋大气腐蚀的重要因素。光照会促进铜、铁等金属表面的光敏腐蚀反应及真菌类生物的生物活性，这就为湿气和尘埃在金属表面贮存并腐蚀提供更大的可能性。在热带地区金属受到日光的强烈照射，同时粉尘和海盐混合在一起使金属的腐蚀极为严重。另外，海洋大气中的材料背阳面比朝阳面腐蚀更快。这是因为与朝向太阳的一面相比，背向太阳面的金属材料尽管避开太阳光直射、温度较低，但其表面尘埃和空气中的海盐及污染物积聚，湿润程度更高使腐蚀更为严重。

1.4 Cl-的影响

海洋大气环境中的氯化物一直都是重点研究对象。对于氯离子在大气腐蚀过程中所起的作用，各国研究者已做了非常多的工作。在我国亚热带、工业性和海洋性等典型环境12年暴露试验中发现，湿热海洋大气环境中氯离子的存在对不锈钢腐蚀性最强[7]。

2 吸取的经验与应对方法

滨海项目施工机械防腐是一个系统工程，通常采取的办法有：选取耐腐蚀材料专门施工机械，采取阴极保护和涂料涂装等外防腐措施。而针对不同需求的设备和其特有的工况环境下，还需采用针对性的应对方法。例如对于现场自行加工、使用的机械设备及金属结构物，除采用涂料涂装防腐外，还可以根据具体情况，采取涂料涂装、金属表面处理、耐腐蚀材料应用、防锈油、缓蚀剂、电化学保护等多种防腐蚀措施，确保达到防腐蚀效果。

一个普遍的经验是：设备要么不腐蚀，一旦发生将愈来愈严重。从管理层面上讲，这就要求腐蚀缺陷的处理必须迅速且保证质量[8]，因此为了尽可能地降低因滨海施工环境造成的机械设备和金属结构物的腐蚀损失，从前期运输、安装和使用维护等各个方面，分别采取相应的预防措施。1)在机械设备前期运输过程中，尤其在海运过程中，要做好运输过程的成品保护管理，尽可能地减少因磕碰而造成的防腐涂装层损坏。避免因前期的损伤，而造成后续维修费用的支出和耐久性的降低。2)机械设备和金属结构件进场后，要仔细做好防腐涂装层损坏部位的标记和记录，及时修复涂装层。而且在安装过程中，也要加强成品保护。对因安装过程造成的损伤，及时标记。安装完成后，立即进行涂装修复，并确保涂层的防腐效果。3)在使用过程中，滨海腐蚀环境条件下的机械设备和金属结构件应增加检查和维保频率。对易耗损的构配件、钢丝绳等及时检查更换，避免腐蚀严重而发生断裂事故等。

3 设备的腐蚀对项目的影响

滨海项目的设备腐蚀往往不仅影响项目的进度、质量和安全，而且在成本管理上也应适当考量设备更新等带来的施工成本增加。从进度方面考量，因机械设备及金属结构物的损耗加快，造成了检修频率上升，维护保养时间增长。如果不及时充分的维保，更可能造成机械、设备、设施的损坏，产生局部施工暂停等问题。对施工进度的负面影响是一个持续和潜在的过程。同时，持续而严重的腐蚀，必将影响机械设备的精确程度，使施工质量下降。尤其对于现场较为精密的仪器设备，则会直接造成检查、检测产生不准确的数据。与此同时，滨海的腐蚀性环境也对现场施工机械设备和金属结构物的防腐涂装质量提出更为严格的要求，这往往也是影响滨海建筑物施工质量和使用寿命的主要因素之一。从安全角度，现场安全防护用金属构筑物、吊具、钢丝绳等的损耗加剧，一旦检查和更换不及时，将会造成诸如防护脚手架、栏杆的损坏，钢丝绳的断裂等事故，甚至造成严重的人员伤亡等工程事故，每年都会有因腐蚀造成的安全措施失效，而引发不同程度的人员伤亡事故的发生。另外，由于滨海项目机械设备和金属结构物的加速锈蚀，会直接造成设备折旧加快，并需要因增加维修的保养频次，产生较大的运维成本。因此，在成本考量中，应适当采取增加防腐蚀措施投入的方式，使得预算成本更加贴切项目的生产成本。在加强机械设备及金属结构物的防腐蚀管理的同时，应及时更换损蚀构配件，采用多种防腐措施，经济合理地解决滨海项目现场机械设备及金属结构物腐蚀问题。大量现场经验证明，这种作法往往能在最低的成本下取得最好的管理效果。

4 结语

随着滨海项目日益增多，其机械设备的腐蚀问题越来越受到人们的关注。为了保证成本、质量、安全和进度，本文从现场实际出发，从运输、安装、使用、维修保养等各个角度，提出并总结多种应对办法，得出如下结论：1)滨海地区海洋大气对长期大气腐蚀影响非常严重，温度、干湿交替、光照条件和Cl-的影响，会加速滨海地区现场机械设备的腐蚀。2)项目的现场机械设备一经安装，工期内不易更换，机械设备的腐蚀会在成本、质量、安全和进度等方面产生巨大的影响。3)为了能够降低滨海环境下对核电现场机械设备和金属结构物的腐蚀。我们除了在运输、安装、维修保养等方面加强外，还要加强易耗损构配件的检查和更换。同时积极采取各类防腐蚀措施，降低机械设备和金属结构物的腐蚀速度和程度。

[1] 李 钊，祁庆琚，马朝晖，等.湿热海洋大气环境下的钢铁腐蚀影响因素[J].宝钢技术，2015(1):7-9.

[2] Fischer K P，Thomason W H，Finnegan J E.Electrochemical performance of flame-sprayed aluminum coatings on steel in seawater[J].Mater.Performance(United States)，1987，26(9):35-37.

[3] 王 军.我国港口机械设备防腐蚀涂装与保护[J].现代涂料与涂装，2013(12):23-27.

[4] 张洪奎，张 宁，曹旦夫.沿海地区钢结构的腐蚀及防腐涂层[J].油气储运，2012(2):135-138.

[5] 张超智，蒋 威，李世娟，等.海洋防腐涂料的最新研究进展[J].腐蚀科学与防护技术，2016(3):269-275.

[6] 关矞心，李 岩，董超芳，等.高温水环境下温度对316L不锈钢应力腐蚀开裂的影响[J].北京科技大学学报，2009(9):1122-1126.

[7] 梁彩凤，郁春娟，侯文泰．不锈钢的大气腐蚀研究——12年暴露试验总结[J].中国腐蚀与防护学报，1999，19(4):227-233.

[8] 申 罡，王 柱，徐景升，等.核电站工程阶段的腐蚀问题及管理建议[J].腐蚀与防护，2014，35(5)：521-524.

Anti-corrosion problems and countermeasures of mechanical equipment in coastal project

Jia Haitao1Du Yan2*

(1.ChinaZhongyuanEngineeringCo.,Ltd,Beijing100191,China; 2.UniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083,China)

This paper aimed at the climatic characteristics of the coastal area, analyzed the cause of corrosion of field mechanical equipment, and predicted the impact of corrosion on the project. Furhermore, feasible countermeasures for anti-corrosion were carried out, with a view to reduce corrosion rate and degree of machinery equipment and metal structure.

coastal project, construction mechanical, anti-corrosion measurement, metal structre

1009-6825(2017)14-0229-02

2017-03-09

贾海涛(1984- )，男，工程师

杜 岩(1985- )，男，博士后，讲师

TU731

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