JTS153-3-2007 海港工程钢结构防腐蚀技术规范.pdf
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2.0.13保护电流密度
使被保护物体电位维持在保护电位范围内所需要的极化 密度。
过降低腐蚀电位而达到的电化学
水质标准依靠自身腐蚀速率的增加而使与之偶合的阴极获得保护的 电极。
2.0.16牺牲阳极阴极保护
由与被保护体偶合的牺性阳极提供保护电流的阴极保护 2.0.17外加电流阴极保护
电位具有稳定性和重现性的电极,可以用它作为基准来测量 其他电极的电位。
在外加电流阴极保护系统中,为使辅助阳极的输出电流分布 到较远的阴极表面,以达到被保护结构的电位比较均匀,而覆盖在 辅助阳极周围一定面积范围内的绝缘层。
阴极保护系统中阳极在水中的界面电阻。
性阳极在电解质溶液中的自然腐蚀电位。
2.0.25 驱动电压
牺性阳极工作电位与被保护体电
2.0.26牺牲阳极利用系数
牺牲阳极使用到不足以提供被保护结构所必需的电流时,阳 极消耗质量与阳极原质量之比。
根据法拉第定律计算的阳极消耗单位质量所产生的电量。
2.0.28实际电容量
2.0.29 表面预处理
为改善涂层与基体间的结合力和防蚀效果,在涂装之前用 戒方法或化学方法处理基体表面,以达到符合涂装要求的措施。
对已经次除锈并有保养底漆或磷化保护膜的钢材表面, 次除去锈层及其他污物,以备涂装防蚀涂料的工艺过程。
表示涂装前钢材表面锈层等附着物清除程度的分级。
用高压空气、惰性气体或电弧等将熔融的耐蚀金属喷射到 保护结构物表面,丛而形成保护性涂层的工艺过程。
一种含有颜料的液态或粉末状材料。当将其施于底材时,能 形成具有保护、装饰或特殊功能的不透明薄膜
由某一种涂料以一道或多道单一涂覆作业形成的保护层。
王涂膜与其底材之间的结合力
涂膜抗大气环境作用的能力。
涂膜受到自然因素的作用而发生褪色、变色、龟裂、粉化和剥 落等现象,使防锈性能逐渐消失的过程。
在涂覆和干燥过程中,涂膜中产生小孔的现象。
由于表面预处理不当、涂料质量和涂装工艺不良而造成的遮 力不足、漆膜剥离、针孔、起泡、裂纹和漏涂等缺陷。
为防止腐蚀,在结构物外表面复合一层耐蚀材料,便原来表面 环境隔离。
为防止腐蚀,在管道、桩等金属构件外表面缠绕塑料、橡胶等 状防蚀材料,使原有表面与环境隔离。
3.0.1海港工程钢结构必须进行防腐蚀设计。 3.0.2防腐蚀措施应根据环境条件、材质、结构型式、使用要求 施工条件和维护管理条件等综合确定。
3.0.1海港工程钢结构必须进行防腐蚀设计
3.0.2防腐蚀措施应根据环境条件、材质、结构型式、使用要求、
3.0.3海港工程钢结构的部位划分应符合表3.0.3的规定
3.0.3海港工程钢结构的部位划分应符合表3.0.3的规定
每港工程钢结构的部位划分
峰面高度; ②当无掩护条件的海港工程钢结构无法按港工有关规范计算设计水位时,可 按天文潮位确定钢结构的部位划分。
峰面高度; ②当无掩护条件的海港工程钢结构无法按港工有关规范计算设计水位时, 按天文潮位确定钢结构的部位划分。
3.0.4位于水位变动区以下的钢结构宜采用相同的钢种,当采用 不同钢种时,必须采取消除电偶腐蚀的措施。 3.0.5承受交变应力的水下区钢结构必须进行阴极保护。 3.0.6海港工程钢结构防腐蚀不宜单采用腐蚀裕量法。 3.0.7采用涂层或阴极保护时,结构设计应留有适当的腐蚀裕 量,钢结构不同部位的单面腐蚀裕量可按下式计算:
钢结构的单面平均腐蚀速度
注:①表中平均腐蚀速度适用于pH=4~10的环境条件,对有严重污染的环境,应 适当增大; ②对水质含盐量层次分明的河口区或年平均气温高、波浪大、流速大的环境 应适当增大; ③钢板桩岸侧可参照泥下区取值。
3.0.8密闭的钢结构内壁可不考虑腐蚀裕量。 3.0.9有条件时,海港工程钢结构应减少在浪溅区的表面积,宜 采用易于进行防腐蚀施工的结构型式。 3.0.10理于混凝土桩帽、墩台或胸墙中的钢桩应做好钢桩之间 的电连接。 3.0.11水位变动区以下部位的辅助构件或预埋件应与主体钢结 构进行电连接。 3.0.12与主构件连接的临时性钢结构应予以拆除
4.1.1设计前应掌握被保护钢结构所处环境条件、结构型式、外 形尺寸和使用状况等资料。当资料不全时,可参考类似工程经验 或进行现场勘察。 4.1.2初步设计应编制设计说明书,技术指标应简单明确。施工 图设计应包括施工图、施工工艺和质量检验标准。 4.1.3防腐蚀措施应根据结构的部位、保护年限、施工、维护管 理、安全要求和技术经济效益等因素确定,并应符合下列规定。 4.1.3.1大气区的防腐蚀应采用涂层或金属喷涂层保护。陆 域结构型式复杂或厚度小于1mm的薄壁钢结构可采用热浸镀锌 或电镀锌加涂料保护。 4.1.3.2浪溅区和水位变动区的防腐蚀宜采用重防蚀涂层或 金属热喷涂层加封闭涂层保护,也可采用树脂砂浆或包覆有机复 合层、复合耐蚀金属层保护。 4.1.3.3水下区的防腐蚀可采用阴极保护和涂层联合保护或 单独采用阴极保护。当单独采用阴极保护时,应考虑施工期的防 腐蚀措施。 4.1.3.4泥下区的防腐蚀应采用阴极保护。当将牺牲阳极理 设于海泥中时,应选用适当的阳极材料,并应考虑其驱动电压和电 流放兹的下悠
4.1.1设计前应掌握被保护钢结构所处环境条件、结构型式、外 形尺寸和使用状况等资料。当资料不全时,可参考类似工程经验 或进行现场勘察。
4.1.3.1大气区的防腐蚀应采用涂层或金属喷涂层保护
设于海泥中时,应选用适当的阳极材料,并应考虑其驱动电压 流效率的下降。
蚀宜采用外加电流阴极保护和涂层联合保护,也可采用牺牲 阴极保护和涂层联合保护。钢拉杆的防腐蚀可采用阴极保护
缠有机防腐蚀材料联合保护。
4.2.1钢结构在涂装之前必须进行表面预处理。 4.2.2防腐蚀设计文件应提出表面预处理的质量要求,表面清洁 度和表面粗糙度应作出明确规定。 4.2.3钢结构在除锈处理前,应清除焊渣、毛刺和飞溅等附着物, 并清除基体金属表面可见的油脂和其他污物。 4.2.4钢结构在涂装前的除锈等级除应符合现行国家标准《涂装 前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)的有关规定外,尚应 符合下列规定。
4.2.4.2表面粗糙度可根据涂装系统和涂层厚度按表4
面粗糙度选择范围 表 4.2
4.3涂层保护4.3.1防腐蚀涂料宜选用经过工程实践证明其综合性能良好的产品,选用新产品应进行技术和经济论证。4.3.2同一涂装配套中的底、中、面漆宜选用同一广家的产品。4.3.3涂料应有完备的材质证明资料。4.3.4涂料应符合涂装施工的环境条件。4.3.5大气区采用的防腐蚀涂料应具有良好的耐候性。大气区的涂层系统可按表4.3.5选用。大气区涂层系统表4.3.5设计使用年限平均涂层厚度配套涂料名称(a)(μm)底层富锌漆75组合中间层环氧云铁防锈漆配套10010 ~ 20面层聚氨酯漆、丙烯酸树脂漆、氟碳涂料100 ~150同品种聚氨酯漆、丙烯酸树脂漆、氟碳涂料300 ~ 350配套底层富锌漆50 组合中层环氧云铁防锈漆80配套5 ~ 10面层氯化橡胶漆、聚氨酯漆、丙烯酸树脂漆80 ~ 120同品种氯化橡胶漆、聚氨酯漆、丙烯酸树脂漆220 ~ 250配套4.3.6浪溅区和水位变动区采用的防腐蚀涂料应能适应于湿交替变化,并应具有耐磨损、耐冲击和耐候的性能。浪溅区和水位变11
动区的涂层系统可按表4.3.6选用。
浪溅区和水位变动区涂层系统
4.3.7水下区和水位变动区采用的防腐蚀涂料应能与阴极保护 配套,具有较好的耐电位性和耐碱性。水下区的涂层系统可按表 4.3.7选用。 4.3.8设计使用年限20年以上的防腐涂装应采用重防腐涂层, 涂层系统可参照表4.3.8选用。 4.3.9设计使用年限30年以上的防腐技术应根据涂装配套、工 艺要求和环境适应性分析确定,可选择包覆厚度不小于1mm耐腐 蚀合金、包覆厚度不小于5mm的热塑性聚乙烯复合包覆层、包覆
4.3.7水下区和水位变动区采用的防腐蚀涂料应能与阴极保护 配套,具有较好的耐电位性和耐碱性。水下区的涂层系统可按表 4.3.7选用。
艺要求和环境适应性分析确定,可选择包覆厚度不小于1mm耐腐 蚀合金、包覆厚度不小于5mm的热塑性聚乙烯复合包覆层、包覆 厚度不小于3mm的环氧玻璃钢包覆层和包缠矿脂胶带防腐系统。
水下区涂层系统表4.3.7设计使用年限平均涂层厚度配套涂料名称(a)(μm)底层富锌漆75组合中间层环氧树脂漆、聚氨酯漆250~300配套10 ~ 20面层厚浆型环氧漆、聚氨酯漆、氯化橡胶漆125同品种厚浆型环氧漆、聚氨酯漆、环氧沥青漆450 ~ 500配套底层富锌漆75组合中间层环氧树脂漆、聚氨酯漆、氮化橡胶漆150配套5 ~ 10面层厚浆型环氧漆、氯化橡胶漆、聚氨酯漆75 ~ 100同品种厚浆型环氧漆、聚氨酯漆、氮化橡胶漆300 ~ 350配套环氧沥青漆设计使用年限20年以上的涂层系统表4.3.8平均涂层厚度环境区域配套涂料名称(μm)底层富锌漆75中间层组合环氧云铁涂料、环氧玻璃磷片涂料大气区350 ~ 400配套面层氟碳涂料10013
为 2.0mm或3.0mm
4.4.5喷涂用金属材料应符合表4.4.5的规定。
15%。锌铝合金中锌应符合现行国家标准《锌锭》(GB/T470) 定的Zn99.99的质量要求,铝应符合现行国家标准《变形铝及 金化学成分》(GB/T3190)中规定的1060的质量要求。
4.4.6采用金属热喷涂层的钢结构件应与未喷涂构件电绝 对未喷涂部位实施阴极保护。
4.4.7封闭剂应具有较低的黏度,并应与金属涂层具有良好
大气区金属热喷涂系统
区金属热喷涂系统 表 4.4
位变动区金属热喷涂系统 表4.4
4.4.8.1热喷涂材料宜选用铝、铝合金或锌合金。
4.5.1阴极保护可采用牺牲阳极阴极保护、外加电流阴极保护或 两种保护的联合,牺牲阳极阴极保护可适用于电阻率小于 5000.cm的海水或淡海水中的钢结构防腐。
4.5.1阴极保护可采用牺牲阳极阴极保护、外加电流阴极保护或
5.2预应力桩与钢桩混合使用的工程宜采用辆牲阳极阴极
护。采用外加电流阴极保护时,严禁出现过保护现象
(1)钢结构的材质、外形尺寸、表面状况,与相邻结构物的关系; 2)介质的盐度或化学成分; (3)介质的温度、含氧量、电阻率和pH值; (4)波浪、潮位、海水流速和水中泥沙含量等; (5)介质的污染情况等。
损坏、使用寿命长和适用环境介质等特性。参比电极类型及主要 技术性能可参照现行国家标准《船用参比电极技术条件》(GB 7387和表4.5.4选用
常用参比电极主要技术性能
比电极主要技术性能 表 4
钢结构的保护电位 表
4.5.6[ 阴极保护面积应包括水位变动区、水下区和泥下区钢结构 的表面积。
4.5.6阴极保护面积应包括水位变动区、水下区和泥下区钢结构 的表面积。 4.5.7海港工程钢结构的初期保护电流密度可参照表4.5.7选 值,必要时可通过现场试验确定。有防腐涂层的钢结构初期保护 电流密度应在表4.5.7中的选值的基础上乘以涂层破损系数,涂 层破损系数应按附录B确定。
海港工程钢结构的初期保护电流密度 表 4.5.7
4.5.8采用阴极保护的钢结构必须确保每一个设计单元或整体
4.5.8采用阴极保护的钢结构必须确保每一个设计单元或整体 具有良好的通电连续性,连接方式可采用直接焊接、焊接钢筋连接 或电缆连接,连接点面积应大于连接用钢筋或电缆的截面积,连接 电阻不应大于0.0102。
9总保护电流可按下列公式计
I= ZIn + If ZIn = Zinsn
4.5.10牲阳极材料可采用铝合金或锌合金,其品
4.5.12牺性阳极的几何尺寸和质量应能满足阳极初期发
布,宜采用均匀布置。牺牲阳极的安装位置应满足下列要求: (1)牲阳极的安装顶高程与设计低水位的距离不 1.2m; (2)牺牲阳极的安装底高程与海泥面的距离不小于1.0m
4.5.16牺牲阳极与被保护钢结构间的距离不宜小于
小于100mm时应在牺牲阳极与被保护钢结构之间设屏蔽层, 寸可参照附录E计算。屏蔽层的材料及技术指标应符合现 家标准《船舶及海洋工程阳极屏涂料通用技术条件》(GB778 有关规定。牲阳极紧贴钢结构表面安装时,除应按规定装 蔽层外,还应对贴近钢结构表面的牺牲阳极底面进行绝缘涂装
4.5.17牺牲阳极的安装方式可采用焊接或螺栓连接。
连接时应确保牺牲阳极在有效使用期内与被保护钢结构之间的连 接电阻不大于0.012。
极、检测设备和电缆。
4.5.19辅助阳极的材料和几何形状应根据设计使用年限、使用 条件、被保护钢结构型式、阳极材料的性能和适用性综合确定。采 用埋地式高硅铸铁阳极时,其化学成分和力学性能应符合现行国 家标准《高硅耐蚀铸铁件》(GB8491)的有关规定。常用辅助阳极 的性能和几何形状可参照附录F选用。 4.5.20辅助阳极应均匀布置,其数量和位置应保证钢结构各部 位的保护电位符合第4.5.5条的规定。 4.5.21辅助阳极的布置方式可采用远阳极或近阳极。采用远阳 极布置时,应采取措施消除杂散电流对临近钢结构和停靠船舶的 影响。远阳极与被保护钢结构的距离不宜超过100m。采用近阳 极布置时,应避免局部过保护现象。辅助阳极与被保护钢结构的 最小距离应根据阳极的输出电流和介质的电阻率确定,并不宜小 于1.5m,当辅助阳极与被保护钢结构的距离小于1.5m时,应使用 阳极屏蔽层,其尺寸可按附录E计算。 4.5.22辅助阳极接头的水密性应符合现行国家标准《船用辅助 阳极技术条件》(GB/T7388)的规定,接头的绝缘电阻应大于1MQ 其耐用年限应与阳极体的设计使用年限一致。 4.5.23辅助阳极的绝缘座、绝缘密封件、阳极电缆、靠近阳极的 支架和阳极保护套管应采用耐海水、耐碱和耐氯气腐蚀的材料制 成。 4.5.24阳极体和阳极电缆应根据使用条件和安装方式进行适当 保护。 4.5.25车 辅助阳极的接水电阻可参照附录C的有关公式计算。 4.5.26在干燥条件下采用埋地式远阳极时,可采用含碳回填料 包填。 4.5.27整流器或恒电位仪应具有性能稳定和环境适应性强等特 点,其外壳应采用防干扰的金属外壳,并应进行妥善的防腐处理。 4.5.28直流电源的输出电流、输出电压应根据使用条件、辅助阳 极的类型、被保护结构所需电流和保护系统回路电阻计算确定。 4.5.29直流电源的总功率可按下列公式计算: 20
4.5.19辅助阳极的材料和几何形状应根据设计使用年限、使用 条件、被保护钢结构型式、阳极材料的性能和适用性综合确定。采 用埋地式高硅铸铁阳极时,其化学成分和力学性能应符合现行国 家标准《高硅耐蚀铸铁件》(GB8491)的有关规定。常用辅助阳极 的性能和几何形状可参照附录F选用。
旧极技术条件》(GB/T7388)的规定,接头的绝缘电阻应大于1M
石油天然气标准规范范本支架和阳极保护套管应采用耐海水、耐碱和耐氯气腐蚀的
1.5.24阳极体和阳极电缆应根据使用条件和安装方式进行适
.5.25车 辅助阳极的接水电阻可参照附录C的有关公式计算。 .5.26在干燥条件下采用埋地式远阳极时,可采用含碳回填 包填。
4.5.28直流电源的输出电流、输出电压应根据使用条件、辅助阳
P; =(ZI)2R P= K(2P:)
参比电极电缆不应紧靠动力电缆,其屏蔽层必须接地。阳极电缆 和阴极电缆宜采用多股铜芯电缆,电缆护套应具有良好的绝缘、抗 老化、耐海洋环境和耐海水腐蚀性能,阴极、阳极电缆芯横截面积 可按下式计算:
p—电缆的电阻率(α·cm); L一电缆长度(m); R电缆电阻(Q)。 4.5.34外加电流阴极保护应用于有易燃易爆气体的环境中时, 电源和检测设备应设置防爆装置;各种接线点应进行绝缘密封,并 置于密闭的接线盒中;所有电缆应敷设于电缆套管中,不得有外露 点。危险区域的划分、仪器设备防爆等级要求和安装位置设备安装规范,应满足 现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB 50058)的有关规定。 4.5.35采用阴极保护的钢结构靠近其他金属结构或附近有杂散
4.5.35采用阴极保护的钢结构靠近其他金属结构或附近有杂散 电流源,使该钢结构或相邻的其他金属结构的电位偏正20mV时, 应采取有效措施防止杂散电流腐蚀,
4.5.35采用阴极保护的钢结构靠近其他金属结构或附近有杂散
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