南方一个老码头改造,钢管桩抽出来一看,浪溅那一段锈得跟蜂窝一样,泡在泥里的部分反而还光溜。同一个桩,差别这么大,问题就出在海水环境里不同高度的腐蚀速率天差地别,防腐方案不分区分段,钱花了等于白花。这篇把码头钢管桩的防腐账算明白。
先分区。海港工程钢结构的防腐蚀按 JTS 153-3-2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》执行,钢管桩从上到下分五个区:大气区,设计高水位加一米五以上;浪溅区,大气区下界到设计高水位减一米之间;水位变动区,浪溅区下界到设计低水位减一米之间;水下区,往下到泥面;泥下区,泥面以下。淡水环境的划分另按 JTS 153 相关规定执行。
分区为什么重要,看腐蚀速率这张表就懂。规范给的钢的单面平均腐蚀速度:大气区每年零点零五到零点一毫米;浪溅区有掩护的每年零点二到零点三毫米,无掩护的高到零点四到零点五毫米;水位变动区和水下区每年零点一二毫米;泥下区每年零点零五毫米。浪溅区是全场最狠的一段,干湿交替加氧气供应充分,锈得最快,无掩护的开敞海域再翻倍。
第一道防线是腐蚀裕量。设计上按各分区腐蚀速率乘设计使用年限,把壁厚预先加厚,这就是钢管桩为什么普遍做得厚。裕量是兜底手段,光靠裕量,几十年的账算下来壁厚惊人,不经济,所以设计规范要求裕量和防护措施联合防护,两手一起抓。

第二道防线是涂层,各区配的厚度不一样。浪溅区和水位变动区是重灾区,重防腐涂层干膜厚度往厚里配,环氧富锌底漆打底,中间漆环氧玻璃鳞片类堆厚度,面漆耐候。水下区可以适当减薄。涂装前表面处理是根本,喷砂等级和配套的讲究见《方矩管喷砂除锈怎么验收,Sa2.5和涂装配套》,海工涂层的表面要求只会更严。涂层施工后全线检漏,漏点当场补涂。
第三道防线是阴极保护,管水下和泥下部分的看家本领。牺牲阳极或者外加电流,原理和两种方式的取舍见《埋地钢管阴极保护怎么做,两种方式分得清》,码头桩的差别是海水电阻率低,阳极设计跟埋地管线不是一个参数体系,由防腐蚀专项设计定。阳极块焊在桩上,位置和数量按保护电流分布算,水位变动区往上涂层和阴极保护交接,方案里要写清分界。
特殊部位再叠一层手段。浪溅区涂层寿命到了最难修补,有的工程在浪溅区包覆防腐绷带或者护套,物理隔离海水;混凝土承台包桩的部位,桩顶段靠包封处理。这些专项措施按工程实际选,核心思路都是把最凶的环境跟钢隔开。
验收分施工验收和寿命管理两段。施工段:表面处理等级、涂层厚度分区分段实测、检漏、阳极块安装位置和焊缝,按 JTS 153-3 的检验要求逐项查。寿命段:码头是五十年的账,运营期要定期测厚和电位测量,桩壁剩多少、保护电位够不够,数据进台账,跟在役结构测厚的思路一致,见《在役方矩管怎么测厚,超声波布点方法讲全》,桩上布点按分区来。
几个常见坑列一列。涂层厚度只报平均不查最低值,最薄点先坏;浪溅区和水下区用同一套涂层配套,钱花偏了;阴极保护投产后就没人管,阳极耗完了电位失效没人知道;检修补涂不按原配套来,新旧涂层咬不住。防腐是全生命周期的活,不是交工前的一道工序。
沉桩本身的质量也影响防腐寿命,桩身锤击受伤、涂层碰坏的位置就是提前锈的口子,沉桩控制见《打桩用钢管怎么选,沉桩接桩要点讲清楚》。防腐设计年限的测算方法,可参考《方矩管防腐能撑多少年,年限测算方法讲清》的思路,海工把分区腐蚀速率代进去,账更细。
有码头栈桥钢管桩项目要询价的,把海域环境、设计年限、分区防护要求写清楚,挂到钢管动力上发布需求,做海工防腐的供应商带着涂层方案和阳极设计来对接,比零散比价省事。
电位检测说细一点。阴极保护投产后,定期测桩的保护电位,标准给的保护电位范围是判据,偏正了保护不足,桩还在腐蚀;偏负过头了过保护,涂层可能氢致剥离,两个方向都不对。电位数据按桩编号进台账,画成趋势线,阳极消耗、涂层老化都能从趋势里提前看出来,别等锈穿了再补救。
涂装施工的窗口期也提一提。海工涂装对天气挑得很,湿度高、露点不达标、大风天喷出来的膜有隐患,附着力先打折。赶潮水的工期紧,涂装班组抢窗口施工,监理要盯环境记录,温度湿度露点一小时一记,不达标就停枪。抢出来的涂层省三天,两三年后返修的船期不止三十天。
桩顶段的收口处理是个细节。钢管桩和混凝土承台交界的位置,积水积盐,涂层收口要往上翻包一段,收口边缘密封处理,水顺着桩身流到收口处渗不进去。见过收口随便一刷的,三五年后从收口缝往下锈流成挂泪,返修要凿开承台边缘,比当初多刷五十公分贵十倍。
检修期的涂层修补再交代两句。旧涂层表面打毛、除盐清洗,配套选相容的产品,新漆和旧漆咬不咬得住,小样先试。潮水窗口内能干的面积有限,修补记录把位置、面积、配套、气候都记全,下一轮检修接着上一轮的账查。修补做得勤,大修就来得晚,这笔账码头管理方最清楚。
浪溅区的包覆方案展开一点。防腐绷带类的包覆体系,矿脂带打底、外层防护罩封闭,施工不受潮水限制,对已锈蚀面还有渗透抑锈的作用,适合检修期的浪溅区处理。包覆不是免维护,定期抽查边缘密封,进水了整套换。方案选涂层还是包覆,按施工窗口、预算、现场条件三家一起权衡。
总结一下:码头钢管桩防腐按 JTS 153-3-2007 分五个区,浪溅区腐蚀最狠,各区涂层厚度分区配置,水下泥下靠阴极保护兜底,设计上裕量加防护联合算账。施工抓表面处理、厚度最低值和检漏,运营抓测厚和电位台账,五十年的桩是五十年管出来的。
常见问题(FAQ)
钢管桩分哪几个腐蚀区?
按 JTS 153-3-2007 分大气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥下区五区,分界以设计水位计算,各区分开设计防护。
哪个区腐蚀最快?
浪溅区,干湿交替氧气充足,有掩护时平均每年锈零点二到零点三毫米,无掩护开敞海域达零点四到零点五毫米。
腐蚀裕量怎么算?
按各分区平均腐蚀速率乘以设计使用年限预留壁厚,设计规范要求裕量与涂层阴极保护等防护措施联合采用。
阴极保护管哪一段?
主要保护水下区和泥下区,海水电阻率低,牺牲阳极或外加电流由专项设计确定,水位变动区以上以涂层为主。
涂层验收查什么?
表面处理等级、分区干膜厚度实测含最低值、电火花检漏、阳极块安装位置与焊缝质量,按 JTS 153-3 检验要求执行。
运营期还要做什么?
定期超声波测厚和保护电位测量,按分区布点进台账,涂层破损及时修补,阳极接近耗尽及时更换。
数据来源:来自公开网络
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