钢结构电弧喷涂技术浅析

2022-09-11

由于钢结构具有力学性能好, 承载性能强, 易于采用工业化生产, 安装周期短等优点, 在现代幕墙施工中得到了大量应用。但是, 钢结构在服役期间易发生化学或电化学反映, 引起材质的变质和钢结构的破坏失效从而导致事故的发生。正因为如此, 钢结构长效防腐技术的应用就显得优为重要。钢结构电弧喷涂技术就是这种表面长效防腐技术之一。

1 电弧喷涂的原理

所谓电弧喷涂, 就是通过专用电源, 使带电的耐腐蚀金属丝产生电弧熔化, 熔化温度约为5000℃, 并在1/1000~1/10000秒内, 通过压缩空气将熔融金属的高温液滴以300m/s的速度雾化、喷涂至预先喷砂除锈的钢结构构件表面, 形成纯度高、结合力强的机械—冶金结合喷涂层, 它对活泼的钢结构构件表面具有阴极保护作用。然后在该喷涂层上均匀涂敷具有抑制腐蚀作用的专用封闭剂, 它不仅能进一步隔绝腐蚀介质侵蚀钢结构构件, 同时使电弧喷涂金属层与封闭涂层界面阻抗增大, 耐腐蚀性能大为增强。

2 电弧喷涂设备及应用

电弧喷涂设备主要由电源、气源、电弧喷涂机、送丝机、喷枪组成。

电弧喷涂技术在20世纪50年代己经在欧美许多国家的钢结构制造与维护领域得到一定的应用, 但直到20世纪90年代末期, 才成为发展最为迅速的喷涂技术之一。

近年来在我国的发达城市中地铁的兴建速度越来越快, 为了节约工程投入往往城市周边地区的地铁线路都被建成了高架车站。因为地铁工程特殊性, 其设计使用年限一般会达到100年, 并且在建成投入运营后很难停运进行维修, 因此对钢结构的防腐就提出了更高的要求。一般的有机涂层耐用年限在5年左右, 在其使用内需进行约20次的维修, 维修成本及对全线运营造成的影响是极大的。而采用电弧喷涂铝、锌, 其涂层使用年限一般可达30年以上, 可大大提高使用安全和节约维护成本。

3 电弧喷涂施工工艺流程

施工工艺流程:表面预处理—喷砂作业—喷涂作业—涂层厚度检测—封孔。

3.1 表面预处理

为了使电弧喷涂涂层与钢结构构件更好地结合, 构件表面必须进行净化处理, 方法的选择要根据涂层的设计要求及构件的形状、薄厚、表面原始状况以及施工条件等因素而定。

3.2 喷砂作业

采用电弧喷涂技术制备涂层时, 对工作面的清洁程度要求比较高, 所以必须对要喷涂的构件采用高压空气进行喷沙处理, 使其达到制备涂层所需的清洁度和粗糙度。其目的是增加涂层与构件间的接触面, 增大涂层与构件的机械咬合力使净化处理过的表面更加活化, 以提高涂层与构件的结合强度。同时构件表面粗化还改变涂层中的残余应力分布, 对提高涂层的结合强度也是有利的。

但是, 在采用喷砂除锈的过程中往往会造成较大噪声和的沙尘而导致环境污染, 因此在进行喷砂作业时一定要做好环境保护工作。