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钢桥的防腐涂装
梁秦红
来源：《硅谷》2025 年第 08 期
[摘要]随着桥梁跨度的增大，钢桥的应用越来越多。腐蚀问题是影响钢桥长期使用安全性 的重要问题，系统介绍目前钢构造的主要防腐措施、涂装前钢外表常用除锈工艺和除锈等级、粗糙度要求，比较铁路钢桥和大路钢桥推举防腐涂装体系的异同，供钢桥防腐涂装设计参考。
[关键词]钢桥除锈粗糙度防腐涂装
中图分类号：TB1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597〔2025〕0420250－02
为进一步扩大内需、促进经济平稳较快增长，中国又掀起了一轮的路网建设高潮。大量的工程建设中，由于钢的强度高、自重轻，具有良好的塑性和韧性，跨越大江大河、深山峡谷的大跨度桥梁均承受钢桥，如跨径 1385m 的江阴长江大桥，主跨 550 米的卢浦大桥等。但钢桥具有简洁生锈的缺点。调查说明，美国在1975 年因金属腐蚀受到的经济损失约为700 亿美元，当年美国的国民生产总值为 16770 亿美元，一年中金属腐蚀所造成的经济损失约占当年GNP 的 %。至今美国仍按GNP 的 %估算每年因金属腐蚀而受到的经济损失[]。其他国家也间续进展了调查，结果说明金属腐蚀造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%。 为保证钢桥在设计年限内的长期使用安全
性，做好钢桥的防腐格外重要。
一、钢构造的防腐蚀措施
目前，钢构造的防腐蚀措施主要有以下五种：
耐候钢。耐腐蚀性能优于一般构造用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、
铬、钛等金属，使金属外表形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的构造用钢好，执行标准为《焊接构造用耐候钢》〔GB4172-84〕。
热浸锌。热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温溶化的锌液中，使钢构件表 面附着锌层，锌层厚度对 5mm 以下薄板不得小于 65μm，对厚板不小于 86μm，从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定。热浸锌的首道工序
是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患，应避开设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。对于管形构件应当让其两端开 敞，两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂，造成安全事故；一端封闭则锌液流通不 畅，易在管内积存。
热喷铝〔锌〕复合涂层。这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体 做法是先对钢构件外表作喷砂除锈，使其外表露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送 出的铝〔锌〕丝溶化，并用压缩空气吹附到钢构件外表，以形成蜂窝状的铝〔锌〕喷涂层〔厚度约 80μm～100μm〕。最终用油漆等涂料封闭毛细孔，形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必需做气密性封闭，以使内壁不被腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件外形尺寸几乎不受限制。另一优点是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法缺点的工业化程度较低，喷砂喷铝
〔锌〕的劳动强度大，质量易受操作者的心情变化影响。
漆涂层法：涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法。它一次本钱低，但维护相对成 本较高。涂层法施工的第一步是除锈。优质的涂层依靠于彻底的除锈，要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈，露出金属的光泽，除去全部的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑四周的环境，不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底 漆、中间漆和面漆之分。底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材粘附力强，中间漆的作用是增加涂层的厚度以提高整个涂层系统的屏蔽性能，中间漆对于底漆和面漆要有很好的附着 力。面漆则基料多，成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀，并能抗风化。选用不同涂料时要留意它们的相容性。涂层的施工要有适当的温度〔5～38℃之间〕和湿度〔相对湿度不大于85%〕。涂层的施工环境粉尘要少，构件外表不能有结露。涂装后4 小时之内不得淋雨。涂层一般做 4～5 层，干漆膜总厚度可加厚为 200～300μm。
阴极保护法。在钢构造外表附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀，常用于水下或地下结
构。
涂层防护因其施工便利，防腐效果好而得到广泛应用。我国钢桥的防腐一般承受涂层保护法，并形成了铁路和大路行业各自的行业推举标准。
二、涂装前钢外表处理方法
钢桥构件在加工、运输、存放等过程中，外表往往会带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要使涂层能结实地附着在钢桥构件外表上，涂装前就必需进展外表清理，否则，不仅影响涂层与基体金属的结合力，还会使基体金属在即使有涂层防护下也能连续腐蚀，使涂层剥落，影响钢桥构件的使用寿命。为供给良好的工件外表，涂装前对钢桥
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构件外表的处理有以下几点：〔1〕无油污及水分；〔2〕无锈迹及氧化物；〔3〕无粘附性杂质；〔4〕无酸碱等残留物；〔5〕外表有肯定的粗糙度。
常用的外表处理方法有[3]：
手工处理。符号“St”。用手工和动力工具，如用铲刀、手工或动力钢丝刷、动力砂纸盘或砂轮等工具除锈，用手工可以除去钢桥构件外表的锈迹和氧化皮，但手工处理劳动强度 大，生产效率低，质量差，清理不彻底。
化学处理。符号“Be”。主要是利用酸性或碱性溶液与钢桥构件外表的氧化物及油污发 生化学反响，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以到达去除工件外表锈迹氧化皮及油污的目 的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是，假设时间掌握不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象。对于较简单的构造件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底去除，处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，本钱高，处理后的化学费液排放工作难度大，处理不当，将对环境造成严峻的污染。随着人们环保意识的提高，该处理方法正被机械处理法取代。
机械处理法。符号“Sa”主要包括抛丸法和喷丸法。抛丸法清理是利用离心力将弹丸加 速，抛射至工件进展除锈清理的方法。但抛丸敏捷性差，受场地限制，清理工件时有些盲目 性，在工件内外表易产生清理不到的死角。设备构造简单，易损件多，特别是叶片等零件磨损快，修理工时多，费用高，一次性投入大。喷丸又分为喷丸和喷砂。用喷丸进展外表处理，打击力大，清理效果明显，但喷丸对薄板工件的处理，简洁使构件变形。钢丸打击外表〔无论抛丸或喷丸〕使金属基材产生变形，由于Fe3O4 和 Fe2O3 没有塑性，裂开后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷丸无法彻底去除油污。在现有的工件外表处理方法中，清理效果最正确的还数喷砂清理。喷砂适用于工件外表要求较高的清理。我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。用户需要施建一个深地坑及做防水层来装置机械，建设费用高，修理工作量大，喷砂过程中产生大量的砂尘无法去除， 影响操作工人的安康并污染环境。抛丸法和喷丸法要求环境湿度小于85%。
火焰除锈。符号“FI”是利用氧乙炔焰及喷嘴进展除锈的一种方法。喷嘴的外形与大小要适合待除锈的钢材外表状况。火焰除锈适用于厚度5mm 以上、未有涂层或要完全去掉旧涂层的钢材。对厚度近于 5mm 的钢材进展除锈时，应留意火焰的温度。
三、涂装前钢外表除锈等级和粗糙度
我国钢桥的涂装前钢外表除锈常用机械处理和手工处理两种方法[4，5]。我国国家标准
《涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88，对钢外表除锈等级有明确规定。
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对机械处理法〔喷射或抛射除锈〕分为四个等级：〔1〕Sa1 轻度的喷射或抛射除锈，钢材外表应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物；
Sa2 彻底的喷射或抛射除锈， 钢材外表应无可见的油脂和污垢，并且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已根本去除，其残留物应是结实附着的；〔3〕 格外彻底的喷射或抛射除锈，钢材外表应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的稍微色斑。〔4〕Sa3 使钢材表观干净的喷射或抛射除锈，钢材外表应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，该外表应显示均匀的金属色泽。
对手工处理法〔手工和动力工具除锈〕分为两个等级：〔1〕St2 彻底的手工和动力工具除锈，钢材外表应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着 物；〔2〕St3 格外彻底的手工和动力工具除锈，钢材外表应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2 更为彻底，底材显露局部的外表应具有金属光泽。
为提高涂装的附着性能，对涂装前钢外表还有肯定的外表粗糙度要求。外表粗糙度是指加工外表上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何外形特性，它是一种微观几何外形误差，也称为微观不平度。应留意外表粗糙度与外形误差〔宏观几何外形误差)和外表波度的区分。通 常，波距小于 1mm 的属于外表粗糙度，波距在 1～l0mm 的属于外表波度，波距大于l0mm 的属于外形误差。我国国家标准《外表粗糙度参数及其数值》GB/T1031-1995 规定，外表粗糙度主要评定参数可承受下面三种的一种：〔1〕轮廓算术平均偏差 Ra；〔2〕微观不平度十点高 度 Rz；〔3〕轮廓最大高度Ry。
四、铁路和大路钢桥涂装推举标准的比较
我国现行铁路〔铁路钢桥保护涂装TB/T 1527-2025〕和大路〔大路桥梁钢构造防腐涂装技术条件JT/T 722-2025〕行业的防腐涂装行业推举标准均推举承受涂层保护法。总体看来，大路标准比铁路标准推出晚，相对于铁路标准，规定更为具体和明确，两个标准的根本内容一 致，即均界定了三类涂装阶段：初始涂装〔建桥梁钢构造的初次涂装包含二年缺陷责任期内的涂装、修理涂装〔桥梁在其运营全过程中对涂层进展的修理保养〕、重涂装〔彻底的除去旧涂层、重进展外表处理后，依据完整的涂装规格进展的涂装〕，均给出了涂装前钢外表须承受机械处理法和手工处理法除锈，对除锈等级和粗糙度的具体要求，都推举了涂装配套体 系，涂层质量要求和相应的各种试验方法[6，7]。
主要的区分有以下几点：
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大路标准明确给出了涂层体系保护年限分类，即一般型〔10～15 年〕，长效型〔15～
25 年〕，而铁路标准没有给出涂层体系保护年限。
大路标准明确给出了涂装部位分类，把涂装部位分为七类：外外表、非封闭环境内表 面、封闭环境内外表、钢桥面、干湿交替区和水下区、防滑摩擦面、附属钢构件，包括防撞护栏、扶手护栏及底座、灯座、泄水管、钢路缘石等。铁路标准对涂装部位分类隐含在条文和涂装配套体系中，分类也不如大路标准具体。
外表粗糙度的要求，大路标准略有提高：大路标准建议热喷锌〔铝〕，钢材外表粗糙 度为 Rz60μm～100μm，铁路为 Rz50μm～100μm；大路标准建议喷涂除无机富锌底漆其它防护涂层，钢材外表粗糙度为 Rz30μm～75μm，铁路为 Rz25μm～60μm。大路标准单独提出喷涂无机富锌底漆钢材外表粗糙度为 Rz50μm～80μm 的要求。
大路标准明确指出依据腐蚀环境、工况条件、防腐年限设计涂层配套体系，并把涂层 配套体系与腐蚀环境的国际分类〔ISO12944-2〕相关联，更易操作；铁路标准把对腐蚀环境的分类直接在涂装配套体系的适用部位栏中加以说明。
同等腐蚀环境下，大路标准的一般型涂层体系的总干膜厚度要比铁路标准的厚度厚约
20μm～60μm，长效型的总干膜厚度更厚。铁路标准仅供给一种涂层体系，无一般型和长效型涂层体系之分。
五、结语
腐蚀问题是影响钢桥长期使用安全性能的重要问题。随着我国交通根底设施建设的进展， 大跨径钢构造桥梁的建设急剧增加，桥梁钢构造防腐问题越来越受到重视。本文系统介绍了桥梁钢构造防腐的相关内容，并对铁路、大路钢桥涂装行业标准进展了比照分析，供钢桥防腐设计时参考。目前，一种型的涂装+除湿系统综合防腐体系正在逐步在大型桥梁中应用[8-10]。其防腐原理是，假设空气的湿度降到40%以下，钢构造的腐蚀就很难发生，防腐效果好，但日常运营费用较高、除湿系统仅适用于密闭体系。
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作者简介：
梁秦红，女，陕西人，武汉铁路桥梁学校，讲师，学士。
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