建筑钢结构金属热喷涂施工工法探讨

【摘要】金属热喷涂在建筑钢结构防腐蚀领域应用的成熟工艺尚属空白，本工法采用"电弧喷涂"对建筑钢结构进行金属热喷涂防腐蚀，具有生产成本低、生产率高和涂层质量高的优势，推广应用新建钢结构工程中施工现场的建筑钢结构采用金属热喷涂防腐蚀的工期、质量、安全起到了保证作用，也可以对制定钢结构金属热喷涂定额提供参考。

【关键词】金属热喷涂，建筑结构，施工方法

金属热喷涂是利用某种形式的热源将金属喷涂材料加热，使之形成熔融状态的微粒，这些微粒在动力的作用下，以一定的速度冲击并沉附在基体表面上，形成具有一定特性的金属涂层。钢结构件等基体材料的表面，经过热喷涂技术处理，得到了耐腐蚀、耐磨蚀的金属保护涂层，从而增强钢结构件耐腐、耐磨的性能。

一、 工艺原理

钢结构金属热喷涂施工是使用专用设备将金属雾化后，喷涂在洁净的钢结构表面，这是当前对大型及重要建筑钢结构进行长效防腐蚀的最好方法。

本工法核心技术"电弧喷涂"的原理是电弧喷涂过程中，两根金属丝被加载上1 8～40 V的直流电压，每根丝带有不同的极性。它们作为自耗电极，彼此绝缘，并同时被送丝机构送进。在喷涂枪的前端两根金属丝相遇，引燃产生电弧，电弧使两金属丝的尖端熔化，用压缩空气把熔化的金属雾化，并对雾化的金属细滴加速使它们喷向工件形成涂层。

二、 施工工艺流程

2.1 工艺流程：

钢结构构件制作-→钢结构构件预处理-→钢结构构件预热-→金属热喷涂-→金属涂层封闭-→钢结构构件现场安装-→钢结构检验-→安装节点喷涂层施工。

三、 金属热喷涂施工操作要点

3.1钢结构构件制作应满足下列构造要求：

1钢结构构件表面不得有导致影响喷砂或喷涂效果的遮蔽盲区；

2、钢结构构件待喷表面应能够与喷枪呈90°夹角，不能小于45°；

3、任何待喷表面都应与喷枪、喷嘴之间留有至少200mm的可操作空间。

3.2钢结构构件预处理：

2、喷射清理的表面清洁度、表面粗糙度应符合设计规定，并注意以下要点：

1）喷射清理所用的压缩空气应经过冷却装置和油水分离器处理，油水分离器应定期清理。

2）喷射式喷砂机的工作压力宜为0.50～0.70MPa；喷砂机喷口处的压力宜为0.35～0.50MPa，但对壁厚小于4mm的薄壁构件，压力可略低于下限。

3）喷嘴与被喷射钢结构表面的距离宜为100～300mm；喷射方向与被喷射钢结构表面法线之间的夹角宜为15o～30o。

4）喷嘴孔口磨损直径增大25%时宜更换喷嘴。

5）喷射清理所用的磨料必须清洁、干燥。磨料的种类和粒度应根据钢结构表面的原始锈蚀程度、设计或涂装规格书所要求的喷射工艺、清洁度和表面粗糙度进行选择。壁厚大于或等于4mm的钢构件可选用粒度为0.5～1.5mm的磨料，壁厚小于4mm的钢构件应选用粒度较小的磨料。

3.3钢结构构件预热：

金属热喷涂的工作环境必须满足空气相对湿度低于85%，钢结构表面温度不低于露点以上3oC，露点计算见表5.2.3。

若工作环境不满足上述条件时，应对钢结构构件进行预热，预热温度在l00～150 oC之间，以除去基体表面吸附的潮气为宜。

3.4金属热喷涂：

1）表面预处理与热喷涂施工之间的间隔时间，晴天或湿度不大的气候条件下不得超过12h，雨天、潮湿、有雾的气候条件下不得超过2h。

2）工作环境的大气温度低于5℃、钢结构表面温度低于露点以上3℃和空气相对湿度大于85%时，应停止热喷涂施工操作。

3）金属热喷涂要点：

⑴金属热喷涂所用的压缩空气应干燥、洁净；

⑵喷枪与被喷射钢结构表面宜成直角，最大倾斜角度不得大于45o；

⑶喷枪与被喷射钢结构表面的距离宜为120～150mm；

⑷喷粉量通过实验确定，一次喷涂厚度宜为25～80μm；

⑸喷枪的移动速度应均匀，各喷涂层之间的喷枪走向应相互垂直、交叉覆盖；同一层内各喷涂带之间应有1/3的重叠宽度。

3.5金属涂层封闭：

金属热喷涂层的封闭剂或首道封闭涂料施工宜在喷涂层尚有余温时进行，并宜采用刷涂方式施工。涂装后应对涂膜进行维护，在固化前应避免雨淋、曝晒及践踏，在吊装搬运过程中应采取减少对涂层损伤的措施。

3.6钢结构构件在装卸、运输、现场安装等作业过程中应采取措施防止金属热喷涂层局部损坏。如有损坏，应按原设计要求和施工工艺进行修补。

四、 材料选取

4.1材料

金属热喷涂用金属材料应符合下列规定：

1）锌应符合现行国家标准《锌锭》（GB/T 470）中规定的Zn99.99的质量要求。

2）铝应符合现行国家标准《变形铝及铝合金化学成分》 （GB/T 3190）中规定的1060的质量要求。

3）锌铝合金的金属组成应为锌85%～87%，铝13%～15%。锌铝合金中锌应符合现行国家标准《锌锭》（GB/T 470）中规定的Zn99.99的质量要求，铝应符合现行国家标准《变形铝及铝合金化学成分》（GB/T 3190）中规定的1060的质量要求。

五、 质量控制要求标准

5.1 钢结构金属热喷涂施工质量遵照《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《建筑钢结构防腐蚀技术规程》（DBJ41/T095-2009）相关规定。

5.2主控项目

1）表面清洁度应按现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923）进行目视对照检查。

检查数量：小型钢构件按构件数抽查10%，且同类构件不应少于3件。大型、整体钢结构每50m2对照检查1次，且每工班检查次数不少于1次。

检验方法：用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB 8923规定的图片对照观察检查。

2）表面粗糙度应按照现行国家标准《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较样块法）》（GB/T 13288）的有关规定。

检查数量：不少于构件总数的10%，且不少于3件。

检验方法：用标准样块目视比较评定表面粗糙度等级，或用剖面检测仪、粗糙度仪直接测定表面粗糙度。

注：①采用比较样块法时，每一评定点面积不小于50mm2：

②采用剖面检测仪或粗糙度仪直接检测时，取评定长度为40mm，在此长度范围内测5点，取其算术平均值为该评定点的表面粗糙度值。

3）金属热喷涂涂层厚度应符合设计要求。

检查数量：平整的表面每lOm2表面上的测量基准面数量不得少于3个，结构复杂的表面可适当增加基准面数量。

检验方法：按现行国家标准《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》（GB 11374）的有关规定执行。

4）金属热喷涂涂层结合性能检验应应符合设计要求。

检查数量：每200m2检测数量不得少于1次，且总检测数量不得少于3次。

检验方法：按现行国家标准《金属和其他无机覆盖层 热喷涂锌、铝及其合金》（GB/T 9793）的有关规定执行。

5） 金属热喷涂涂层结合性能检验应按现行国家标准《金属和其他无机覆盖层 热喷涂锌、铝及其合金》（GB/T 9793）。

检查数量：钢结构每200m2检测数量不得少于1次，且总检测数量不得少于3次。

检验方法：按现行国家标准《金属和其他无机覆盖层 热喷涂锌、铝及其合金》（GB/T 9793）的有关规定执行。

六、结语

金属热喷涂是当前对大型及重要建筑钢结构进行长效防腐蚀的最好方法，设计使用年限可以达到20年。另外，"电弧喷涂"与其他金属热喷涂相比，具有生产效率高（是火焰喷涂生产效率的4倍）；涂层质量高（结合强度可达20MPa）；能源利用率高（是火焰喷涂时的l/15～1/20）；操作简单、维护容易等优点。该施工工法理应作为推广使用，为我国的建设工程事业做出贡献。

推荐访问:钢结构 探讨 施工 金属 建筑