2023-10-13
 
钢结构防腐蚀涂装中涂料损耗应对措施!
2023年10月13日   阅读量:563

目前,钢结构在建筑工程中得到很广泛的应用,其具有施工周期短、工程总造价相对低、承载能力及抗震性能强等优点。但是钢结构本身也容易出现一些腐蚀,为了避免这些腐蚀,目前市场上使用比较广泛的一种方式就是防腐涂料涂装模式。据悉,对钢结构防护所用涂料的造价一般占到总体钢结构项目造价的10%以上,而防腐涂料的损耗是施工中无法忽视的一个问题涂料在线coatingol.com。在涂装施工时影响防腐涂料损耗因素有很多,所以涂料的损耗的量也不是一成不变的,每个钢结构项目都会有差异。另一方面,钢结构防腐蚀涂装中的损耗也是必然的,但过多的损耗不但需要消耗更多的涂料,而且还会直接地增加工程的成本,排放更多的VOC,增大环保的压力。所以将防腐涂料在施工作业时的损耗控制在一定的合理范围内,既可以避免涂料的浪费,降低项目的总成本,又可以在施工前对防腐涂料的损耗有一个更接近实际的数据和了解损耗的具体成因。

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钢结构防腐蚀涂装中涂料损耗原因


钢结构防腐蚀涂料损耗系数是指涂料的实际使用量减去理论使用量后与理论使用量的比值的百分数,可用公式表示:涂料损耗系数=(实际使用量-理论使用量)/理论使用量。


钢结构防腐蚀涂料损耗的影响因素主要有: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有关于设计膜厚的规定,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额定干膜厚度值。在测量每一个待检测区域最终的膜厚时,都应当满足标准中的规定:


1)所有的检测值的算术平均值应当大于或者等于干膜额定厚度值;2)所有的检测值都应当大于或者等于干膜额定厚度值的80%;3)所有的检测点中,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)所有的检测值应等于或低于规定的干膜最大厚度值,若没有规定时,见ISO 12944-5。这就是在钢结构涂装行业中关于膜厚测定的“双80原则”,在某些项目中也有更高要求的“双90原则”。在该条件下,由于设定的理论使用量是依据额定干膜厚度计算而来,但实际的涂装作业中,欲满足“双80原则”或“双90原则”,必然会将整体的膜厚喷涂过厚一些,也就造成了实际的使用量的增多,一般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一般情况下都需要采用喷砂或抛丸的方式对钢结构进行前处理,一般情况下,钢结构底材处理的级别应当达到Sa 2.5级或更高等级,并且因为使用的磨料的不同,形成的底材表面的粗糙度也有一定的差异。并且防腐蚀涂料理论用量是以在完全平坦的底材上施工为基础的,从涂装损耗来说,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也息息相关,钢结构底材表面形成了深浅凹凸不平的效果,凹凸结构使底材的表面积增加,也同时提高了基材与漆膜机械的啮合效果,使漆膜在底材表面具有良好的附着力。通常,钢结构表面的凹陷处的涂层膜厚要大于凸起处涂层膜厚,因为漆膜凸起处的涂层膜厚对整体漆膜的防护性影响较大,所以检测漆膜厚度时,只认可凸起处的涂层膜厚,造成了凹陷处的漆膜属于所谓的“填坑”,造成了无法避免的涂料损耗。


钢结构类型及施工方式


众所周知,钢结构外观的几何造型对涂料的损耗率也有一定的影响,外观较平坦的钢结构表面的涂料损耗率一般不大,如果钢结构的导管架含有筋板和斜撑结构,在涂装作业时的损耗率就会有明显增加,如果斜撑结构是开放式的,涂料的损耗会更大。总而言之,钢结构几何外观造型的复杂与否直接影响防腐蚀涂料的损耗,可能会造成超过2倍以上的损耗。同样的钢结构采用不同的施工方式,不同的涂装施工方式也具有不同的涂料损耗率。在涂装施工中,刷涂、滚涂的涂料损耗率最低,但同时效率也较低。由于无气喷涂涂装压力较大,涂装作业形成的涂膜质量好,并且同时具有较高的涂装效率,所以目前市场上广泛使用的涂装方式为无气喷涂。


施工工艺控制及施工人员的技术水平


在涂装的施工过程中,若未能做到连续施工,则会导致多次的打磨、清洁,不但造成了人力的浪费,也消耗了更多的涂料。待涂钢结构放置的角度、方位,直接导致了施工作业人员不同的喷涂作业角度和姿势,从而不同程度地影响了涂料的损耗。在涂装施工作业的过程中,施工作业人员的操作技术水平也很关键,例如喷涂作业中若被涂物表面与喷枪成45°,则涂料的损耗会高达65%。


施工环境因素


涂料施工环境的主要影响因素包含有三个方面:温度、湿度以及风速。在ISO 8502-4中规定:在施工作业期间,底材温度应当较环境露点温度高3 ℃以上;环境空气相对湿度必须要小于85%。在涂料的施工以及固化的过程中的温度差过大,则有可能造成涂膜后期龟裂,导致返工。若相对湿度过大,则会严重影响涂料成膜过程,导致防护效果下降。在GB 14444-2006《涂装作业安全规程-喷漆室安全技术规定》中推荐的风速为0.25~0.75 m/s,但是在实际的露天施工作业现场的风速是不可控的。一般在户内喷漆房中的施工作业损耗率为10%左右,户外场地无风的情况下的损耗率为20%左右,户外有风时涂装损耗在20%以上,若在高空中有风的情况下施工作业时,涂料的损耗将会非常大,有时损耗率会超过100%。


其他涂料损耗因素


除了上述损耗因素之外,涂料在现场施工作业也存在不可避免的浪费,比如:涂料使用过程中会洒溅,辊涂、刷涂时用到的漆辊、漆刷上会残存有一些涂料,而且漆罐内在用完后仍然会残留一些涂料无法完全使用。在涂料更换品种的过程中,稀释剂以及少量涂料的损耗无法避免,特别是使用一些长管道供漆时,需要更换涂料或者清洗管道时,损耗的涂料会更多。而对于含有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。一般情况下这类的损耗为5%~10%。在涂装完毕后的钢结构件,还会涉及到运输或吊装产生的磕碰、挤压,或焊接等工艺操作导致涂膜破坏,需要再进一步复涂、修补等操作。一般情况下这类的损耗为20%~40%。


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


由于目前绝大多数钢结构防腐蚀涂装属于人工喷涂,对于设计额定膜厚与实际涂装膜厚所影响的涂料损耗无法彻底避免,但是也可以通过提高工人涂装技术水平,严格按照技术工艺施工,与被涂物表面垂直施工,间隔0.3~0.5 m距离,50%压边,十字交叉施工,进行这样的施工操作可以使涂层厚度尽量地均一,减少由于涂层厚度造成的涂料损耗。


表面粗糙度


在钢结构防腐蚀涂装中,由于表面粗糙度的作用,增加了涂层与被涂物之间的接触面积,从而增加它们之间的防护效果以及附着力等,但这是建立在粗糙度大小合适的基础上,若粗糙度与涂装方案不适合,则会对钢结构的整体防护产生严重的影响。根据ASTM D 3276-2007标准中的介绍,一般粗糙度数值大小应当为涂层体系的1/4~1/3,这样有利于涂层的整体防腐质量和附着力。一般钢结构项目的防腐体系可选择粗糙度为40~75 μm。


钢结构类型及施工工艺


对于不同结构类型的钢结构,应当采用不同的施工工具和工艺进行涂装施工。对于外形尺寸较小的钢结构,以及小范围的修补,可以采用辊涂或刷涂的方法进行施工作业。对于焊道、边、角等不宜涂装的复杂部位,应当首先以预涂方式进行涂装,可有效地降低涂料的损耗。另外合理的施工工艺流程对于油漆损耗的控制也十分有利,例如合理安排工种间穿插作业施工,减少涂装由于焊接、吊装安装磕碰等原因造成的返工等。所以针对不同类型的钢结构,应当设计选择适合的施工作业工艺流程,可以合理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影响涂料损耗的环境因素有很多,包括风力、湿度、环境温度、钢结构表面清洁度、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作业可能会导致涂料干喷,降低涂层整体的防护效果。应当保证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


在辊涂或刷涂涂装作业时,选择辊涂和刷涂用到的辊筒和刷子的类型和尺寸时应当根据钢结构的尺寸大小来确定。涂料的种类以及钢结构的表面状态以及尺寸大小也决定了选用的喷嘴的材质与口径大小,例如涂料的黏度较大时,应当选用较大口径的喷嘴,防止堵枪造成涂料损耗;若钢结构构件尺寸较小时,应当选用喷幅较小的喷嘴,防止涂料在施工作业过程中扇面两侧的损耗。另外,喷嘴在使用一段时间之后,都会有不同程度的磨损,若磨损过大产生了喷幅的变形,应当及时更换,防止由于喷嘴变形导致的涂装损耗。在喷涂作业时,尽量使用专用的喷涂设备喷涂对应品种的涂料,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,应该有计划性地使用,需要用多少就调配多少,防止A、B两组分涂料配制时间因超过适用期而导致的涂料损耗。在施工作业时,要尽可能地做到将容器中残留的涂料全部涂装完,防止容器中剩余有较多的涂料,从而导致涂料过多损耗。施工方必须要安排专人对施工作业的防腐涂料损耗进行控制和管理。涂料的施工作业设备需要定期做好维护保养工作,保持良好的使用状态,防止在涂装作业过程中出现反复维修设备从而产生额外损耗。


在钢结构防腐蚀涂装中的涂料损耗涉及到诸多方面的因素,有些损耗属于“系统损耗”,是无法完全避免的,但其中更多的损耗是可以通过在施工作业过程中对人、机、料、法、环等因素进行控制,从而减少或者避免的。如果能够控制减少整体的涂料损耗,也就可以提高涂料的利用率,降低整个钢结构项目的成本,减少VOC的排放以及“三废”的处理,不但提高了企业的经济效益,也在环境保护工作中起到了积极的作用。


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