2023-09-05
 
钢结构防腐蚀涂装中涂料损耗原因!
2023年09月05日   阅读量:3875

钢结构在建筑工程中的应用范围广泛,其优点包括施工周期短、工程总造价相对较低以及承载能力和抗震性能强等。然而,钢结构容易出现腐蚀问题,为解决这一问题,市场上广泛采用防腐涂料涂装模式。据了解,防护钢结构所需的涂料成本通常占总体钢结构项目成本的10%以上,而防腐涂料的损耗在施工过程中是不可忽视的问题涂料在线coatingol.com


在涂装过程之中,防腐涂料的消耗受到多种因素的影响,因此其消耗量并非固定不变的,每项钢结构项目都有其独特的消耗特征。另一方面,在钢结构防腐涂装中,涂料消耗是不可避免的,但是过度的消耗不仅需要我们耗费更多的涂料,还会直接导致工程成本的增加,同时增加VOC的排放,加大环保压力。因此,将防腐涂料的消耗控制在合理的范围内,既可以避免涂料的浪费,降低项目的总体成本,同时也可以在施工之前对防腐涂料的消耗有一个更准确的理解和了解消耗的具体原因。


钢结构防腐蚀涂装中涂料损耗原因


钢结构防腐蚀涂料的损耗系数是指实际使用量与理论使用量的比值减去1,通常以百分数表示。其公式为:涂料损耗系数=(实际使用量-理论使用量)/理论使用量。影响钢结构防腐蚀涂料损耗的因素有多种,包括:涂层设计额定膜厚与实际涂装膜厚、表面粗糙度、钢结构类型、涂装施工方式及施工工具、施工现场环境因素、施工作业人员技术水平,以及其他涂料损耗等因素。


设计额定膜厚与实际涂装膜厚


在各类国际或国家标准中都规定了设计膜厚的要求,例如在ISO 12944:2017《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》中规定了在不同环境下设计的额定干膜厚度值。为确保涂装质量,膜厚的测量应满足以下要求:

1. 所有待检测区域的膜厚算术平均值应不低于干膜额定厚度值;

2. 所有待检测区域的膜厚值应不低于干膜额定厚度值的80%;

3. 检测点中低于干膜额定厚度但等于或大于80%干膜额定厚度的检测点应不超过总检测点的20%;

4. 所有待检测区域的膜厚值应等于或低于规定的干膜最大厚度值,若无规定,则参照ISO 12944-5。


这就是钢结构涂装行业中的“双80原则”,在某些项目中也有更高要求的“双90原则”。由于设定的理论使用量是依据额定干膜厚度计算,但实际的涂装作业中,为满足“双80原则”或“双90原则”,必然会将整体的膜厚喷涂过厚,从而导致实际使用量的增加。通常情况下,设计额定膜厚与实际涂装膜厚的损耗系数为20%~40%。


表面粗糙度


在钢结构防腐蚀涂装中,通常采用喷砂或抛丸的方式对钢结构进行前处理。这样做的目的是为了达到Sa 2.5级或更高等级的底材处理,以确保漆膜的附着力和防腐蚀性能。由于使用的磨料种类不同,底材表面的粗糙度也会有所差异。


此外,防腐蚀涂料的理论用量是以在完全平坦的底材上施工为基础的,但实际上,底材表面越平坦,损耗越少。然而,涂料的附着力与底材表面粗糙度密切相关。当钢结构底材表面形成深浅不一的凹凸效果时,凹凸结构会增加底材表面积,从而提高基材与漆膜之间的机械啮合效果,使漆膜在底材表面具有良好的附着力。


需要注意的是,钢结构表面的凹陷处的涂层膜厚通常要大于凸起处涂层膜厚。这是因为漆膜凸起处的涂层膜厚对整体漆膜的防护性能影响较大,所以在检测漆膜厚度时,只认可凸起处的涂层膜厚。这样一来,凹陷处的漆膜就被视为“填坑”,造成了无法避免的涂料损耗。因此,在钢结构防腐蚀涂装中,必须采取适当的措施来减少这种损耗,以提高涂装效率和降低成本。


钢结构类型及施工方式


钢结构的几何造型会对涂料的损耗率产生影响,这是一个众所周知的事实。尤其是当钢结构表面的外观较为平坦时,其涂料损耗率通常较低。然而,当钢结构中含有筋板和斜撑结构时,在进行涂装作业时涂料的损耗率就会显著增加。如果斜撑结构是开放式的,那么涂料的损耗会更大。总之,钢结构几何外观造型的复杂程度直接影响了防腐蚀涂料的损耗,这可能会导致超过2倍以上的损耗率。


此外,同一种钢结构采用不同的施工方式,不同的涂装施工方式也会具有不同的涂料损耗率。其中,刷涂和滚涂的涂料损耗率最低,但是效率也相对较低。而无气喷涂则具有较高的涂装效率,并且能够形成质量更好的涂膜,因此目前市场上广泛使用的涂装方式就是无气喷涂。


施工工艺控制及施工人员的技术水平


在涂装施工过程中,如果不能连续进行作业,就会导致多次打磨和清洁,这不仅浪费了人力,还消耗了更多的涂料。此外,待涂钢结构的角度和方位也会影响施工人员的喷涂作业角度和姿势,从而间接地影响涂料的损耗。在这个过程中,施工人员的操作技术水平也非常重要。例如,如果喷涂作业时被涂物表面与喷枪成45°角,涂料的损耗会高达65%。因此,要提高涂装效率和降低损耗,必须注意这些因素。


施工环境因素


涂料施工环境的质量受到温度、湿度和风速等三个因素的影响。根据ISO 8502-4标准,底材温度应比环境露点温度高3℃以上,空气相对湿度应小于85%。此外,施工和固化过程中温度差过大会导致涂膜龟裂,而湿度过大则会影响涂料成膜,从而降低防护效果。GB 14444-2006《涂装作业安全规程-喷漆室安全技术规定》建议风速为0.25~0.75 m/s,但实际露天施工现场的风速是不可控的。在户内喷漆房中施工作业的损耗率约为10%,而在无风的户外场地则为20%,有风时损耗率会升至20%以上,高空有风时施工作业的损耗率甚至可能超过100%。


其他涂料损耗因素


除了上述耗损因素外,涂料在现场施工中的浪费也是不可避免的。例如,涂料在使用过程中会洒溅,辊涂和刷涂时,漆辊和漆刷上会残留一些涂料。此外,漆罐在用完后仍会残留一些涂料无法完全使用。在更换涂料品种的过程中,稀释剂和少量涂料的损耗也无法避免。特别是使用长管道供漆时,更换涂料或清洗管道时,损耗的涂料会更多。对于含有A、B两组分的涂料,由于适用期的原因,可能存在调配后未使用而超过适用期导致的浪费。这类损耗通常为5%~10%。


在涂装完毕后的钢结构件上,还会发生因运输或吊装过程中的磕碰、挤压或焊接等工艺操作导致的涂膜破坏,需要进行进一步的复涂和修补等操作。这类损耗通常为20%~40%。


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钢结构防腐蚀涂装中涂料损耗应对措施


设计额定膜厚与实际涂装膜厚


目前,人工喷涂是钢结构防腐蚀涂装的主要方式,因此无法完全避免设计额定膜厚与实际涂装膜厚对涂料损耗的影响。然而,我们可以通过提高工人的涂装技术水平,严格遵循技术工艺进行施工,以及采用垂直于被涂物表面的施工方法,间隔0.3至0.5米的距离,进行50%压边的十字交叉施工等操作,尽量使涂层厚度均一化,以减少因涂层厚度差异所导致的涂料损耗。


表面粗糙度


在钢结构防腐涂装的过程中,粗糙的表面能够增加涂层与被涂物之间的接触面积,从而增强防护效果和附着力。但是,这需要粗糙度大小适中才能实现。如果粗糙度与涂装方案不匹配,则会对钢结构的整体防护产生不良影响。根据ASTM D 3276-2007标准,粗糙度数值应为涂层体系的1/4~1/3,以保障涂层的整体防腐质量和附着力。通常,钢结构项目的防腐体系会选择粗糙度为40~75 μm的表面。


钢结构类型及施工工艺


为了确保钢结构的涂装质量,应根据其结构类型选择不同的施工工具和工艺。对于体积较小的钢结构和局部修补,可采用辊涂或刷涂的方式进行施工。而对于焊缝、边角等难以涂装的部位,则需先进行预涂处理,以降低涂料的浪费。此外,合理的施工流程也有助于控制油漆损耗,如安排工种间的穿插作业,减少因焊接、吊装等原因造成的返工。因此,针对不同类型的钢结构,应设计并选择适合的施工流程,以有效地控制涂料损耗。


施工环境因素


在钢结构防腐蚀涂装中,有很多环境因素会影响涂料损耗,如风力、湿度、环境温度、钢结构表面清洁度和照明等。其中,风力对涂料的涂装效率影响最大,而且在大风环境中施工可能会导致涂料干喷,降低涂层整体的防护效果。因此,应尽量在室内进行涂装作业,若户外有较大的风时应终止喷涂作业,若必须要在室外进行喷涂作业,则应当进行适当的保护后再作业,从而减少漆雾飞扬造成的涂料损耗。其余施工环境因素应当符合技术规程要求。


其他涂料损耗因素


在涂装作业中,选择适合钢结构尺寸的辊筒和刷子类型和尺寸是很重要的,同时也要考虑涂料的种类、表面状态和尺寸大小,以确保选用合适的喷嘴材质和口径。如果涂料黏度较大,应选择较大口径的喷嘴以避免堵枪,而如果钢结构构件尺寸较小,应选择喷幅较小的喷嘴以防止涂料在施工过程中两侧的损耗。此外,喷嘴在使用一段时间后会有不同程度的磨损,如果磨损过大导致喷幅变形,应及时更换以避免涂装损耗。


在喷涂作业中,最好使用专用的喷涂设备来喷涂对应品种的涂料,以减少因反复更换涂料品种而进行的清洗喷涂设备导致的涂料损耗。对于双组分涂料,应有计划性地使用,需要用多少就调配多少,以防止A、B两组分涂料配制时间超过适用期而导致的涂料损耗。在施工作业时,要尽可能地将容器中残留的涂料全部涂装完,以避免容器中剩余有较多的涂料导致过多的损耗。此外,施工方应安排专人对施工作业的防腐涂料损耗进行控制和管理。最后,涂料的施工作业设备需要定期做好维护保养工作,以保持良好的使用状态,避免在涂装作业过程中出现反复维修设备而产生额外损耗。


在钢结构防腐蚀涂装中,涂料损耗的因素繁多,其中一些属于不可避免的“系统损耗”,但更多的损耗可以通过对施工过程中的人、机、料、法、环等因素进行有效控制来降低或避免。倘若能有效地减少整体涂料损耗,就能提高涂料利用率,进而降低整个钢结构项目的成本,减少VOC排放和“三废”处理,从而既提高了企业的经济效益,又为环境保护做出了积极贡献。

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