鋼材的包覆防蝕方法
2023-05-29 11:13:51
專利名稱：鋼材的包覆防蝕方法
技術領域：
本發明涉及一種設置在海洋、湖泊和河流等中的鋼管樁以及鋼板樁的包覆防蝕方法。
背景技術：
在海洋、湖泊和河流中建造的平臺的基礎樁、碼頭、護墩樁以及護岸等一般使用鋼管樁和鋼板樁。對長期浸在水面下的部分可以採用陰極保護法以有效地防止腐蝕，但是對於潮水漲落的潮差區和浪花飛濺區部分則很難採用這種方法有效地防止腐蝕。有關在這個部分的傳統防腐蝕措施，主要採取以下三種方法。第一種方法是採用包括混凝土在內的水泥沙漿進行包覆。但水泥沙漿包覆會因海水的滲透作用，導致沙漿中的鹽分濃度變大，pH變小，從而導致水泥沙漿的防腐蝕性能降低。此外，水泥沙漿還存在抗彎曲性能差，因船舶停靠時的振動而發生龜裂等問題。第二種方法是用塗層進行包覆。這二種方法中具有代表性的方法是底層採用富鋅底漆，表層採用環氧樹脂塗料進行包覆。塗層能使鋼構造物達到長期防鏽蝕的目的。但是，對已經埋設的鋼管樁進行塗敷時，特別是對潮水漲落部分進行塗敷時，因潮位的變化和波浪等因素，要形成優質的塗膜非常困難，而且防蝕效果也不太充分。第三種方法是採用礦物脂類防蝕材料進行包覆。該方法是將浸漬了以礦脂為主成分的防腐劑的防蝕帶纏繞在對象物上，然後採用由FRP等製成的保護罩包覆該防蝕帶的表面以進行保護，這種方法被經常應用。但是，由於在鋼材表面直接纏繞防蝕帶然後用保護罩進行包覆，而已經埋設的鋼鐵又因腐蝕和孔蝕等表面凹凸不平，所以防蝕帶與鋼材的表面之間不能充分吻合，從而導緻密合性變差，防蝕帶和鋼材之間產生間隙。此外，也會因來自外部的衝擊等原因，導致該部位變形，這樣也會導致防蝕帶和鋼材之間產生間隙。
發明內容
本發明的目的是提供一種鋼材的包覆防蝕方法。
本發明技術方案是在鋼材表面塗敷糊狀的礦物脂類防蝕材料，並在其上面纏繞帶狀的礦物脂類防蝕帶，之後進一步用由保護罩和設置在該保護罩內表面的泡沫塑料材料或者橡膠構成的緩衝材料進行包覆。在所述保護罩的上下端部填充水中固化性樹脂，以密封所述礦物脂類防蝕材料。在所述保護罩的兩側具有固定用法蘭，在該法蘭的結合位置上，加設塑料或纖維強化塑料製成的板件於帶狀的礦物脂類防蝕帶與緩衝材料之間，通過法蘭使板件與所述帶狀的礦物脂類防蝕帶緊密貼合，該保護罩固定用法蘭的結合部位於該板件寬度上的中間部位，用螺栓固定法蘭。
所述礦物脂類防蝕材料按重量百分比計成分為礦物脂10-45％、防鏽劑5-10％、潤滑劑30-40％、填充劑20-40％；其中所述防鏽劑為鞣酸和金屬亞磺酸鹽，比例為1∶1，潤滑劑為流動石蠟，填充劑為碳酸鈣或礦物雲母。
所述帶狀的礦物脂類防蝕帶為浸泡過礦物脂類防蝕劑的厚度為1.1-5mm的紡布或無紡布；其中紡布或無紡布由尼龍或聚酯合成纖維製成。
所述礦物脂類防蝕劑按重量百分比計成分為35-68％的礦物脂，1-5％的防鏽劑、10-20％的潤滑劑以及20-40％的填充劑，其中防鏽劑可為鞣酸，潤滑劑可為流動石蠟，填充劑可為碳酸鈣、礦物雲母或滑石粉。
所述保護罩的材質為不飽和聚酯樹脂中摻加玻璃纖維。
採用本發明具有如下有益效果1.儘管腐蝕鋼材表面凹凸不平，但採用本發明所述的礦物脂類防蝕材料能夠全面覆蓋在鋼材表面使其完全吻合，同時緻密性好。
2.本發明所採用的保護罩和鋼材之間沒有空隙，保護罩內側可以防止生物的繁殖，達到長期防腐蝕的目的。
3.即使包覆防蝕體受到漂浮物的撞擊時，採用本發明也能吸收一部分能量，從而能夠防止所包覆的防蝕體受到外力的破壞。
4.由於本發明底層礦物脂類防蝕材料和防蝕帶是同一系列的防腐蝕材料，相互之間可以粘結在一起而變為一體。
5.由於保護罩的上部能夠防止海水侵入，從而可以防止礦物脂類防蝕材料的損傷和流出。
6.本發明保護罩和擋板之間緻密性好，難以產生空隙可以防止海水向保護罩內的侵入、能防止礦物質的損傷及流出。
7.即使被覆防蝕體(如鋼管樁、鋼板樁)、保護罩以及在製造上有些誤差，也可以自行調整，能夠達到長期、高效、穩定的防腐蝕效果。
8.由於本發明在礦物脂類防蝕材料中添加了鞣酸以及金屬亞磺酸鹽，在潮溼的環境中也具有很好的防腐蝕性能。
圖1為本發明一個實施例鋼材的覆蓋層結構示意圖。
圖2為圖1中鋼管柱保護外罩視圖。
圖3為圖2仰視圖。
圖4為圖2正視圖。
圖5為圖2左視圖。
圖6為圖3中A-A視圖。
圖7為本發明一個實施例的使用狀態圖。
圖8為圖4中鋼管柱保護罩連接圖。
標號為1.礦物脂類防蝕材料、2.防蝕帶、3.板件、4.保護罩、5.緩衝材料、6.螺栓、7.水中固化性樹脂、8.鋼管樁或鋼板樁。
具體實施例方式
實施例1本實施例以建在海洋和河流等地的鋼管樁或鋼板樁8鋼材為例如圖1所示，在其表面塗敷糊狀的礦物脂類防蝕材料1，並在其上面纏繞帶狀的礦物脂類防蝕帶2，之後進一步用由保護罩4和設置在該保護罩內表面的泡沫塑料材料或者橡膠構成的緩衝材料5進行包覆。
參見圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖8所示所述保護罩4的上下端部充填水中固化性樹脂7，以密封所述礦物脂類防蝕材料1。在所述保護罩4的兩側具有固定用法蘭，在該法蘭的結合位置上，加設塑料或纖維強化塑料製成的板件3，於帶狀的礦物脂類防蝕帶2與緩衝材料5之間通過法蘭使塑料或纖維強化塑料製成的板件3與所述帶狀的礦物脂類防蝕帶2緊密貼合，該保護罩4固定用法蘭的結合部位於該板件3寬度的中央部位，用螺栓6固定。
本實施例中礦物脂類防蝕材料按重量百分比計礦物脂10％、鞣酸5％、金屬亞磺酸鹽5％、流動石蠟40％、碳酸鈣40％；其中礦物脂為石油蠟，其100℃時的流動粘度是10-30mm/s(本實施例流動粘度是20mm/s)，融點在45-80℃的範圍之內(本實施例融點為50℃)。
本實施例中所述帶狀的礦物脂類防蝕帶為浸泡過礦物脂類防蝕劑的厚度為1.1mm的紡布，紡布採用尼龍。
本實施例中所述礦物脂類防蝕劑含有按重量百分比計35％的礦物脂，5％的鞣酸，20％的流動石蠟以及40％的碳酸鈣；其中礦物脂是石油蠟，其100℃時的流動粘度是10-30mm/s(本實施例流動粘度是15mm/s)，融點在45-80℃的範圍之內(本實施例融點為70℃)。
所述浸泡過程為各種成分加熱融化後將帶狀紡布浸入溶液中，浸到一定厚度，取出擰乾便成。
所述保護罩為不飽和聚酯樹脂中摻加玻璃纖維，其中不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維的配料比例為現有技術。
具體操作如下(參見圖7)1)用手工工具如刨錘、刮板、剪和動力工具鏨子清除附著在鋼管樁或鋼板樁8表面的生物和浮鏽。
2)採用本實施例所提供的糊狀的礦物脂類防蝕材料1，將其用手定量均勻的塗敷在鋼管樁或鋼板樁8表面，同時由於孔蝕而產生顯著的凹凸部位可被糊狀的礦物脂類防蝕材料1填充使其平滑。
3)對於本實施例的鋼管樁或鋼板樁8來說，採用本實施例所採用的帶狀的礦物脂類摻加防蝕帶2重複纏繞二層。
4)用手按壓帶狀的礦物脂類防蝕帶2表面以將內部的殘留空氣和海水擠出，並除去氣孔，使防蝕帶2與鋼管樁或鋼板樁8表面緊密接觸。
5)將由不飽和聚酯樹脂中摻加玻璃纖維構成的保護罩4安裝在帶狀的礦物脂類防蝕帶2的表面上。保護罩4的內面預先用粘合劑粘貼有發泡聚乙烯或發泡聚氨酯的泡沫塑料材料的片材或者乙烯丙烯或聚氨酯的橡膠的緩衝材料5。
6)保護罩4的兩側具有固定用法蘭，在該法蘭的結合位置處，粘接有塑料或強化纖維塑料構成的圓弧狀板件3(參見圖3)。
7)保護罩4固定用法蘭的結合部位用不鏽鋼、銅合金等耐腐蝕性能好的螺栓6螺帽固定(參見圖8)。
8)在保護罩的上下端部填充水中固化性樹脂7，其水中固化性樹脂為環氧系列，以防止從端部使礦物脂類防蝕材料1受到損傷。
實施例2測定防腐蝕效果將4根鋼管分別放置在浪濺區的位置為+3.55m，+2.95m，+1.70m，+1.10m，同時採用實施例1方式將上述4根鋼材保護起來，1168天後取回，從腐蝕失重計算腐蝕速度。
將未保護的鋼材作為對照，同樣放置在上述4個不同的位置，1168天後取回，從試片的失重計算腐蝕速度。
防腐效果的計算方法防蝕率(％)＝[(對照的腐蝕速度)-(試驗的腐蝕速度)]×100/(對照的腐蝕速度)結果如下表所示
權利要求
1.一種鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在鋼材表面塗敷糊狀的礦物脂類防蝕材料，並在其上面纏繞帶狀的礦物脂類防蝕帶，之後進一步用由保護罩和設置在該保護罩內表面的泡沫塑料材料或者橡膠構成的緩衝材料進行包覆。
2.如權利要求1所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於在所述保護罩的上下端部填充水中固化性樹脂，以密封所述礦物脂類防蝕材料。
3.如權利要求1或2所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於在所述保護罩的兩側具有固定用法蘭，在該法蘭的結合位置上，加設塑料或纖維強化塑料製成的板件於帶狀的礦物脂類防蝕帶與緩衝材料之間，通過法蘭使板件與所述帶狀的礦物脂類防蝕帶緊密貼合，該保護罩固定用法蘭的結合部位於該板件寬度上的中間部位，用螺栓固定法蘭。
4.如權利要求1或2所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於所述礦物脂類防蝕材料按重量百分比計成分為礦物脂10-45％、防鏽劑5-10％、潤滑劑30-40％、填充劑20-40％；其中所述防鏽劑為鞣酸和金屬亞磺酸鹽，比例為1∶1，潤滑劑為流動石蠟，填充劑為碳酸鈣或礦物雲母。
5.如權利要求3所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於所述礦物脂類防蝕材料按重量百分比計成分為礦物脂10-45％、防鏽劑5-10％、潤滑劑30-40％、填充劑20-40％；其中所述防鏽劑為鞣酸和金屬亞磺酸鹽，比例為1∶1，潤滑劑為流動石蠟，填充劑為碳酸鈣或礦物雲母。
6.如權利要求1或3所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於所述帶狀的礦物脂類防蝕帶為浸泡過礦物脂類防蝕劑的厚度為1.1-5mm的紡布或無紡布；其中紡布與或紡布由尼龍或聚酯合成纖維製成。
7.如權利要求6所述鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於所述礦物脂類防蝕劑按重量百分比計成分為35-68％的礦物脂，1-5％的防鏽劑、10-20％的潤滑劑以及20-40％的填充劑，其中防鏽劑可為鞣酸，潤滑劑可為流動石蠟，填充劑可為碳酸鈣、礦物雲母或滑石粉。
8.如權利要求1或2所述的鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於保護罩的材質為不飽和聚酯樹脂中摻加玻璃纖維。
9.如權利要求3所述的鋼材的包覆防蝕方法，其特徵在於保護罩的材質為不飽和聚酯樹脂中摻加玻璃纖維。
全文摘要
本發明涉及一種設置在海洋、湖泊和河流等中的鋼材的包覆防蝕方法。首先在鋼材表面塗敷糊狀的礦物脂類防蝕材料，並在其上面纏繞帶狀的礦物脂類防蝕帶，之後進一步用由保護罩和設置在該保護罩內表面的泡沫塑料材料或者橡膠構成的緩衝材料進行包覆。採用本發明的防蝕方法可保護海洋、河流和湖泊等水體中鋼構築物能夠長期、高效、穩定的免遭腐蝕。
文檔編號C23F11/08GK101078124SQ20061008413
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者大野泰彥, 侯保榮 申請人:株式會社那卡波技工, 侯保榮