探讨选煤厂钢结构厂房的防腐处理
时间：2022-05-26 10:19:05
摘要：钢结构厂房安全质量中最重要的因素是钢结构防腐设计。如何做好防腐设计的关键在于选择正确的钢构件和表层建筑总体防护。依据根据对天津某煤矿选煤厂初步所拟定的规划方案，本文将结合建筑防护以及结构自身防腐功能，来共同探讨如何合理的通过定性的方式设计出一套防腐方案。
关键词：钢构件的选择；厂房的抗腐设计；表层建筑材料的保护
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
一、强化防腐设计的必要性
自改革开放以来，经济的发展使得各种企业大规模扩建。作为煤炭地面生产系统的厂房，减少其建设周期成了主要工作责任。相对旧时代的钢筋混凝土结构厂房，现如今的钢结构厂房成了发展潜力最大的建筑结构设计。经过多方面的调查，我们知道：生产环境差导致两年内厂房的钢构件表面会有不同程度的腐锈现象，并有厂房的工作人员称，要使整个生产线能正常的运行，每隔两年就有固定的工作人员为厂房来一次大型的防腐维修，且维护费用会高达三十至五十万元。而我们的责任就在于，在企业还处于设计阶段时，为企业的工作人员减轻负担、为企业的支出减少经济负担，使钢结构的厂房能更安全的运行。
属于选煤厂的钢结构厂房主要包括：主厂房、介质库、材料库和棚、具有连接性的栈桥钢结构（包括钢桁架和钢支架）。
2.1 按原则做好防腐的设计
主要结合厂房所在的环境再依据易被腐蚀的介质会对生产厂房产生的各种作用条件来设计。
2.2 腐蚀性程度划分
弱等腐蚀包括：机修的车间、库钢桁架和钢支架材料；中等腐蚀包括：主厂房、介质库的室内和压虑车间。在众多结构中，主厂房的湿度更大，就需要更强的室内抗腐措施来提高它的耐腐性的能力。[1]
2.3 抗腐特性和类别
选煤厂又被称为洗煤厂，其特点在于，使用了重介选煤工艺。例如天津某县市，其年平均相对湿度保持在52%到68%之间。而它所持有的生产环境腐蚀特性为：①长期处于相对潮湿的环境，相比于其他结构，主厂房的湿度要大于75%。②在其生产过程中产生少许废弃的弱酸盐性液体。依据厂房所在的环境，会对建材有所腐蚀的特性来看，作为建材的钢筋混凝土和普通碳素钢的抗腐特性需认定为中等腐蚀（使操作简便，在此次调查中各构件表层仅做了相较简单的抗腐处理来防护）。
三、选煤厂钢结构厂房在腐蚀环境下的结构选型及结构设计
具有钢结构的厂房结构类型选择的标准，要符合以下几点：有效地阻止有腐蚀介质的物质在构件表面层凝聚、有利于防护层的设计、维修以及保护。整体厂房的设计和构造让自身的抗腐能力提高，并注意运用塑性内力重分布的分析方法来分析具有超静定结构构件的内力。
3.1 结构的类型选择
钢排架抑或门式钢架使用于机修车间，介质、材料库和材料棚；钢框架使用于压虑车间；钢网架使用于浓缩车间的屋盖；主厂房均可使用钢框架、钢网架；大跨度的栈桥可使用钢桁架和钢支架。
3.2 针对承重构件的钢结构选择
以经济合理、安全适用为原则所设计的承重构件需要采用普通碳素钢，而对于相对重要的受力构件（如框架、支架、楼面等）需使用格构式和冷弯薄壁型钢。
（1）主要受力构件的截面选择。钢结构组合构件的材料使用实腹式型钢，有竖向称重构件的框架和支架柱则需使用热轧H 型钢。在将工字钢截面柱焊接时应注意两面都要进行焊接。楼面的梁柱有两种钢的选择。而具有支撑作用的支架使用普通型的热轧双脚钢的T状截面即可。[2]
（2）具有钢结构的主材截面的选择要求。具有钢结构的杆件，其截面的厚度是≥6mm，与角钢的截面厚度相同。网架结构的连接方式是螺栓球式。为确保其严密性，杆件和螺栓球之间必须用密封材料，且剩下的孔应该全部密封。桁架、柱、主梁等相对重要的杆件也应连续不断的焊缝，注意角焊缝的高要大于等于8 mm，并在杆件的厚度小于8 mm 时，焊角的大小也不能小于杆件厚度。加筋肋应该有一个切角，排水和施工对其尺寸需要求严格。
（3）具有钢结构的连接件的选择要求。连接整个框架的构件（包括焊条、垫圈等）不能小于主体构架的材料。相当于都要进行热镀浸锌的保护。加上这样一个要求严格的步骤之后才能进行下一步的防护措施。
（4）确定正确的柱脚位置。一般柱脚的确定是基于混凝土，最基本的顶面要大于等于地面300mm。钢柱的抗腐蚀能力是主厂房首要考虑的问题之一，除却在表面层做处理，还应使用 相对较厚的树脂抑或混凝土将其涂满。
（5）整体厂房的维修以及保护。屋面与外墙体均要使用轻型天蓝色的彩钢板，具有保温效果。因屋面需设计采光带，则要求厚度大于等于0.6mm，且具有保温效果的岩棉板的重量大于等于18 kg/m3，而外墙体所需的厚度比屋面小0.1mm。屋内的墙架需使用槽钢，檩条只需轻薄型的冷弯薄壁型钢材。为防腐蚀，表面要与彩钢板的镀锌量相同，均大于等于220 g/m2。
四、选煤厂钢构件的防腐蚀
对建筑构件的防腐处理需综合各方面条件。对于防腐蚀方面：腐蚀性会划分等级、作用状况，抗腐蚀的防护层及其使用期限，在使用时防护层的材料好坏及抗腐蚀能力。 对于外界因素：天气状况、施工的条件能力、建筑材料的及时供应。钢结构的表面防护要求有使用年限、涂层厚度、涂层材料。具体年限为十至十五年，防腐蚀最小厚度的涂层为220 g/m2。[3]而防腐的涂料包括底、中间、面涂料，三者之间需要良好的结合。钢铁材料的基层与其的附着力要大于等于5 MPa。使用拉开法来测试之间的附着力，并严格按照国家标准《涂层附着力的测定拉开法》GB/T 5210 的规定来测量。下面就将介绍两种钢结构的组合构件的防护方法。
方法1:列出与防腐蚀层配套的涂层构造。底层：第一步，覆盖120μm的锌、铝和铝合金的金属；第二步，为使其密封需涂环氧20μm。中间层：仅涂一遍厚度为40μm的环氧云铁。面层：涂两遍厚度为60μm的丙烯酸聚氨酯。使用环境等级分为强、中、弱，使用年限分别为十年（主要适用于主厂房）、十五年、二十年。
方法2:根据目前较大的国有钢铁厂来看，其涂层构造又有所不同。底层：首先使用热镀锌的防护，也可用优于镀锌三倍的热镀锌防护（铝的氧化层以及锌的电化学起到了保护作用）。利用型钢的生产时间，，一次性完成该方法，最后生产成品钢时覆盖≥120μm的金属（必须严格按照《金属覆盖层、钢铁制件热浸锌技术要求及试验方法》（GB/T13912=2008）的要求进行覆盖）。中间层：仅涂一遍40μm的环氧云铁。面层：涂两遍厚度为60μm的长效重防腐面漆。使用环境年限与方法1相同。
科技在不断迅速的发展，经济会有所上升，所接触的材料、技术都会有所提升。为了保证工程的高质量，需要经过严格的检验与鉴定。至少需要五年以上的使用经验，加上国家的权威认证，这样才能在建筑工程中安全使用。
五、结语
钢结构厂房的设计是一个重大且又关系到百姓安全的问题之一。需考虑各个钢构件的抗腐蚀性，对于厂房的设计有其专门的使用年限。以五十年为标准，传统、旧时代的厂房在每两到三年就需要维护，若使用上述的方法，可能会将时间推迟到每十到二十年再维护。能大大减少企业的支出。
参考文献
[1]余晓毅;大跨度变截面实腹屋面梁与普通结构厂房设计[J];钢铁技术;2010年04期
[2]邓玉孙 罗福盛;某钢结构厂房及设备基础改造设计实例[J];钢铁技术;2010年05期
[3]宋晓雄 李倩 刘艳;钢结构厂房屋面漏水问题的讨论[J];川化;2009年03期
