薛志勇(北京市燃气集团有限责任公司，北京 100032)

0 引言

随着社会经济的快速发展，全球石油的消耗量也在不断增加，石油大量消耗引发的环境污染问题也随之突显出来。因此天然气作为清洁能源越发受到人们的重视。随着化石能源行业的不断发展，天然气产业链也日益完善[1]。LNG接收站是天然气产业链上游中非常重要的基础设施，一般建设在沿海地区，环境相对湿度常年保持在60%以上。由于接收站附近大气中夹杂着大量的盐类，在空气湿度较大的情况下，极易在钢结构涂膜表面形成有溶解性的电解液膜[2]，其中氯离子具有较强的渗透性，会在钢结构涂膜表面造成严重的局部腐蚀；此外，当阳光的直射使钢结构涂膜表面温度高达60℃时，钢结构涂膜表面会发生干湿交替，在此条件下带有锈层的钢铁将加速自身的腐蚀[3]。同时，现场周围存在大量的未固化的海砂，沙粒在海风的作用下对涂层造成机械磨损，并且粘附在涂层表面，造成原电池腐蚀，加速了底材锈蚀。由于以上多种因素的影响，钢结构设施使用2年左右会出现局部外壁涂层起泡和锈蚀现象，尤其在焊接处、连接处和缝隙处锈蚀更为严重，大大减少钢结构设备的使用寿命，从而影响LNG接收站的安全稳定性[4]。

本文针对此类问题进行了研究。常规除锈刷漆防腐维护周期短，会产生高额的维护费用，并伴随着环境污染及资源浪费的情况。国内外砂浆喷涂技术已经成熟，一般用于隧道断面透水防护、防火涂层等，尚未应用于钢结构腐蚀防护。为解决维护周期短、维护费用高的问题，将砂浆防腐涂层技术引入钢结构腐蚀防护领域，并应用于钢结构及其他结构件的防护。此技术能极大的减少除锈防腐频次，有效防止常规方法带来的环境污染、资源浪费等问题。

1 砂浆防腐涂层喷涂工艺

本工艺使用的砂浆涂料是包含纯丙乳液、成膜助剂、乙二醇淡丁醚、天然彩石砂、2%HEC、硅酸镁铝悬浮触变增稠剂PTXZ08、丙二醇、消泡剂、水的混合物[5]。砂浆防腐涂层喷涂工艺流程(图1)包括：基底处理、涂刷底漆、涂刷中间漆、砂浆涂层喷涂、面漆封闭[6]。每遍油漆或砂浆涂层干透后，方可进行下一步工序作业。

图1 砂浆防腐涂层工艺流程

1.1 砂浆防腐涂层喷涂工艺主要工器具

空气压缩机：可移动式空气压缩机(1MPa-50L)，压缩空气为砂浆涂料提供足够的压力，完成喷涂；

砂浆喷枪：喷涂作业时，作为砂浆涂料的容器，运用压缩的空气将砂浆涂料喷涂到钢结构表面；

喷砂除锈机：用于基底处理，清除钢结构或结构件表面锈层及附着物；

毛刷、滚刷：用于涂刷油漆以及砂浆未喷涂到的死角。

1.2 基底处理

首先使用手持工具去除钢结构表面锈层，然后使用喷砂除锈机清除钢结构及结构件锈层，在此要注意对钢砂或石英砂型号的选用[7]。将两种方法结合进行除锈作业，可显著提高效率，并且使锈层清理的更加彻底。在喷砂除锈时需满足最低环境温度不应低于5℃、环境湿度低于85%、砂子处于干燥状态[8]等要求，以保证新的基层不被二次锈蚀。基层喷砂除锈应使钢结构表面无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆层，达到除锈等级标准如表1所示[9]。基层表面处理合格后，应在4h内喷涂完第一遍底漆，并按阶段完成后续处理工艺。

表1 各种底漆或防锈漆要求最低的除锈等级

1.3 砂浆涂层

砂浆涂层喷涂是通过压缩空气将砂浆涂料喷涂至构件表面(图2)。喷涂时需使用空气压缩机和喷枪[10]，用气管将喷枪连接到空气压缩机，喷涂前用空气将基层处理完毕的表面喷扫一遍，确保其干净无杂物[11]。然后将涂料灌装至喷壶内部，喷涂时喷嘴对准被喷涂构件表面，打开气阀进行喷涂。正式喷涂前宜先进行试喷涂，试喷涂面不宜小于0.1m2，匀速移动喷枪。需注意不宜在同一个位置喷涂过长时间，以免造成涂层不均匀和流挂等缺陷，确保构件表面的涂层附着均匀[12]。

图2 砂浆涂层喷涂

喷涂时，喷枪应与作业面垂直，喷射压力宜为0.6～0.8MPa，喷枪枪头与结构面的距离宜为30～40mm。第一遍砂浆涂层应采用多道喷涂，每道喷涂厚度为0.5～1mm，直至砂浆涂层厚度达到2～3mm[13]，喷涂过程中，可适时使用探针检测喷涂厚度。第一遍喷涂完毕等待涂层表干透后(至少4h之后)，再进行第二遍的喷涂施工，涂层的总厚度控制在4～6mm。

当由于非材料原因，砂浆出现干燥固化不良的情况，致使其产生粘结不牢、流挂、粉化、空鼓、脱落等现象时，应立即进行修复补喷。涂层表面应均匀，对喷射不均匀以及裂纹宽度大于0.5mm处应进行补喷，确保涂层厚度均匀，附着牢固。封闭层面漆应在砂浆涂层完全固化后实施，封闭层宜涂覆2次，并应全部覆盖砂浆涂层，起到封闭砂浆涂层细小缝隙的目的。封闭层面漆应颜色均匀，接口平整，不应有流挂和漏装等缺陷。

2 砂浆涂层喷涂质量控制及验收

2.1 砂浆涂层喷涂前原材料检验

砂浆喷涂前应对浆料的状态、稳定性、耐碱性、耐水性、耐冲击、耐温变、粘结强度(表2)等性能进行检测并记录[14-15]。

为满足砂浆防腐涂层的耐腐蚀性、清除表面污染物的难易程度、对水抵抗能力及稳定性，需对表2中各项指标进行检测，从而提升钢结构防护层的防腐蚀性能及稳定性能，延长场站钢结构及结构件防腐蚀维护周期。

表2 砂浆涂料指标要求

2.2 砂浆防腐涂层验收

砂浆防腐涂层风干后进行检查验收，检测验收方式包含两种：目视检验、试验检验。

目视检验：砂浆涂层表面均匀致密、无空鼓、无浮桨、无裂纹，油漆均匀、无流挂及气孔[16]。

试验检验：对涂层采用人工手锤锤击敲打(2.5磅手锤)，涂层无脱落、无裂纹；对涂层进行喷水浸泡，无渗水现象。

3 实践应用

在某LNG接收站进行结构件砂浆防腐涂层喷涂，待封闭层完全干透后效果如图3。

三年后此类结构件个别砂浆防腐涂层表面有锈渍存在，将表面涂层清除一部分，发现内部涂层并无锈迹(图4)，分析为其他作业致使铁粉粉尘飘落在涂层表面，长时间残留使其氧化产生锈迹现象。

图3 结构件砂浆防腐涂层

图4 结构件砂浆防腐涂层(3年后)

将结构件砂浆涂层彻底清除后，基底表面无锈蚀迹象，相比较常规除锈刷漆防腐效果有很大的提升，且砂浆涂层与基层面分层明显(图5)容易清除，不妨碍结构件的正常使用及维修。

图5 清除砂浆涂层后的结构件

4 结语

LNG接收站钢结构砂浆涂层防腐工艺与常规刷漆防腐工艺相比，具有一层砂状胶膜，可更好的阻绝空气中的氯化物，防止钢结构底材腐蚀，从而延长钢结构防腐维护周期，提高LNG接收站防腐蚀性能，降低维护成本，减少材料资源浪费。砂浆喷涂作业前应对浆料的状态、稳定性、耐碱性、耐水性、耐冲击、耐温变、粘结强度等性能进行检测。砂浆喷涂作业时应注意喷砂除锈时需满足最低环境温度不应低于5℃、环境湿度低于85%、砂子处于干燥状态，防止基底未处理干净发生从内向外腐蚀现象。

LNG接收站钢结构砂浆涂层防腐工艺能有效降低场站钢结构防腐性能，为场站耐腐蚀性能的提升及其他防腐工艺的创新提供新的思路。