У мостов есть характеристика, которая делает спецификацию покрытий значимой тем более чем для большинства промышленных конструкций: они дороги в обслуживании, сложно доступны и ожидается, что просуществует 50–100 лет. Система покрытия, применяемая во время строительства, — это не просто защита от коррозии — это финансовое решение, которое разворачивается на протяжении десятилетий. Покрытие, которое служит 25 лет до проведения крупного обслуживания, стоит меньшую долю по сравнению с тем, которое выходит из строя через 8 лет и вызывает дорогую кампанию перекрытия водой или перекрытия с обводом, требующую повторного покрытия.
Другая вещь, которая делает покрытия мостов специфическими, — это варьирование коррозионной среды внутри одной конструкции. Нижняя сторона настила, главные фермы в зоне распыления на прибрежном мосту, подходящие пролетные строения и подконструкция ниже линии воды — все они находятся в существенно разных средах — и идеальным было бы заказывать разные системы. На практике часто применяется единая консервативная система по всей структуре. Это не обязательно неправильно, но понимание среды каждой зоны — отправная точка для обоснованной спецификации.
Зоны коррозии на мостовой конструкции
| Зона | Категория ISO 12944 | Ключевой фактор коррозии | Заметки |
| Надстройка — внутренние районы | C3–C4 | Дождь, влажность, загрязнение | Наиболее распространенная; стандартная трехслойная система |
| Надстройка — прибрежная зона | C4–C5 | Солевой туман, влажность | Обновление до промежуточного слоя стекловолокна/графитового стекла |
| Падина настила (нижняя сторона) | C4–C5 | Застойная влага, брызги противогололедной соли | Труднодоступность; предпочтительная система с высоким строительством |
| Зона расплескивания — прибрежно-морская | CX / Im2 | Смачивание морской водой, волновое воздействие | Требуется эпоксидная система на основе стеклонаполненного слоя |
| Ниже водной черты — submerged | Im1 / Im2 | Полное погружение | CP + покрытие; система специального погружения |
| Зарытые — заглушки, сваи | Im3 | Почва, грунтовые воды | Кокс-каучук смоляной эпоксидной смолы или FBE; CP часто требуется |
Выпуклая часть палубы заслуживает внимания. Часто это область наибольшей коррозии на старом мосту — растворитель ионизированной соли, проходящие через швы настила и смывающие балки и нижние полки. Доступ для осмотра и повторного покрытия сложен и дорог. Задание высокобюджетной системы (эпоксидная смола с стеклянной стружкой, а не стандартная эпоксидная смола) для нижней поверхности настила на новом мосту стоит относительно немного и потенциально избегает очень дорогой ремонтной операции впоследствии.
Стандартная спецификация: трехслойная система цинк/эпоксид/полиуретан
Для большинства стальных элементов надмостного перехода в условиях C3–C5 отраслевой стандарт — трехслойная система:
- Грунтовка: эпоксид, богатый цинком, 60–75 мкм — гальваническая защита в любых поврежденных местах; защита кромок и сварных швов
- Промежуточный слой: эпоксид высокой толщины или эпоксид с стеклянной стружкой, 100–200 мкм (один или два слоя) — барьерная защита и наращивание покрытия
- Финишное покрытие: полиуретан или акриловый полиуретан, 50–75 мкм — защита от ультрафиолета и погодных условий; сохранение цвета
Общая суммарная толщина покрытия: 210–350 мкм для C3/C4; 320–450 мкм для C5.
Для прибрежных мостов, где доминирующим фактором является C5 или воздействие солевого тумана, обновление промежуточного слоя с обычного эпоксидного на эпоксид с стеклянной стружкой часто является наиболее экономичным изменением спецификации. Система со стеклянной стружкой обычно добавляет умеренную стоимость, но может удвоить или утраивать время до первого обслуживания — что для крупного моста означает очень значительную экономию из-за затрат на доступ. Разница в стоимости материалов небольшая; различия в расходах на обслуживание велики.
Для полной логики выбора системы по категориям коррозионной агрессивности, типам грунтовки на основе цинка и целям сроков службы смотрите руководство по покрытию защиты стали от коррозии в конструкциях.
Подготовка поверхности: уникальная задача технического обслуживания мостов
Строительство новых мостов дает наибольший контроль над подготовкой поверхности — окраска из цеха стального проката до Sa 2½, с промышленной пескоструйной обработкой на месте стыков и поврежденных мест во время монтажа. Это базовая часть, которая обеспечивает долговечность покрытий нового моста.
Монтажноe покрытие — нанесение повторного слоя поверх существующего моста — задача совсем другая. Существующее покрытие может быть в различном состоянии по всей конструкции, может присутствовать свинцовая краска (требующая локализации и специальной утилизации), доступ к строительной площадке и леса ограничивают применимые методы подготовки поверхности.
Для ремонтных работ стандарт подготовки зависит от того, что присутствует:
- Целое, хорошо прилипшее существующее покрытие: очистка струйным пескоструем или подготовка инструментами (SSPC-SP 11) для удаления loose материала и формирования адгезионного профиля; повторное покрытие совместимой системой
- Поврежденное или частично поврежденное покрытие: полное удаление до Sa 2½ в поврежденных участках, плавное выравнивание краев к целым областям; грунтование, первый слой, верхний слой для соответствия или легкого превышения оригинальной спецификации
- Свинцовая краска: контролируемая мокро-пескоструйная очистка или вакуум-пескоструйная обработка; специализированный подрядчик с соответствующей сертификацией по disposal; подтвердите требования у местного регуляторного органа перед спецификацией
Искушение в ремонтных работах — минимизировать подготовку поверхности, чтобы снизить стоимость и сроки проекта. Недостаточная подготовка — самая частая причина отказа покрытия в период 3–5 лет после нанесения — что запускает новый цикл ремонта. Экономика надлежащей подготовки очевидна в долгосрочной перспективе на многокруговом горизонте.
Долговечность в долгосрочной перспективе: что определяет достижение мостовым покрытием 25 лет
С точки зрения материалов и спецификаций три фактора доминируют над долговечностью покрытий мостов:
Цинковая грунтовка — да или нет, и содержание цинка. Мостовые покрытия без цинк-содержащей грунтовки полагаются исключительно на барьерную защиту. При любом повреждении — сварочные брызги, механическое воздействие, истирание — коррозия начинается сразу на голом металле и подмывает соседнее покрытие. Грунтовка с высоким содержанием цинка обеспечивает гальваническую защиту в этих точках, значительно замедляя распространение коррозии из зон повреждений. Это, вероятно, единственный наиболее важный параметр спецификации для долгого срока службы.
Толщина пленки. Большая светоотражающая толщина означает более длинный путь диффузии влаги и кислорода. В практическом диапазоне для мостовых покрытий большая толщина пленки коррелирует с более долгим сроком службы — до определенного момента. Системы со стеклянной стружкой обеспечивают более высокий эффективный барьер на единицу толщины пленки, чем стандартная эпоксидная система, потому что геометрия стружки создаёт действительно более длинный путь диффузии через пленку.
Качество окраски к кромкам. Покрытие естественным образом тоньше у кромок, углов и опор сварки из-за эффектов поверхностного натяжения — тот же объем покрытия покрывает большую площадь поверхности на резком крае, чем на гладкой поверхности. Нанесение полосовое (предварительный кистевой слой на всех кромках и сварных швах) специально предусмотрено по этой причине. Без него кромки надежно тоньше, чем указано в спецификации, независимо от того, что показывают значения DFT на плоскости.
Для подробного объяснения того, как работают грунтовки с высоким содержанием цинка, требований к содержанию цинка и разницы между органическими и неорганическими цинковыми системами, смотрите руководство по цинковосодержащим грунтовкам для стали.
Фторполимерные и FEVE верхние покрытия: когда они стоят своих денег
Стандартные верхние покрытия на основе полиуретана обеспечивают хорошую устойчивость к выветриванию и сохранение цвета на протяжении 10–15 лет до заметного появления благопреломления и выцветания цвета. Для большинства промышленных стальных конструкций это приемлемо.
Для мостов в местах высокой видимости — висячие конструкции, знаковые переходы, городские эстакады — сохранение цвета в интервале 20–30 лет имеет значение. Фторполимерные верхние покрытия (PVDF, FEVE) обеспечивают значительно лучшую UV-устойчивость и сохранение цвета по сравнению с полиуретаном, сохраняя блеск и цвет в течение 20+ лет на открытом воздухе. Стоимость материала выше, но если учитывать стоимость доступа, экономика одного цикла повторного окрашивания на 25 лет по сравнению с двумя циклами полиуретановых через 12–15 лет часто склоняет в пользу фторполимерa.
СВЕ (фторированная этиленовая винил эфир) связи верхние покрытия — наиболее часто используемая система фторполимеров в мостовых применениях — их можно наносить холодной на месте (в отличие от PVDF, который требует обжиг) и доступны как двухкомпонентные системы, совместимые со стандартными системами грунтовки с высоким содержанием цинка/эпоксидной прослойки.
Для стальных конструкций побережья и морских зон на подструктурах мостов и колоннах пристаней, подход по покрытию зоны разбрызгивания — требования по DFT стеклянных хлопьев, последовательность нанесения и требования к инспекции — охватываются в руководстве по покрытию зоны расплескивания для офшорных и морских сооружений.
Вопросы по инфраструктурным проектам
Какая система покрытия указана для нижней стороны бетонной мостовой плиты?
Бетонные мостовые плиты обычно не окрашиваются сверху — верхняя гидроизоляционная мембрана (битумная гидроизоляционная мембрана) обеспечивает влагозащиту, а не окраску снизу. Конструктивные стальные элементы под композитной плитой (балки из стали, поперечные балки, растяжки) окрашиваются согласно требованиям по коррозионной активности зоны, в которой они находятся. Исключение — арматура из бетона, которая карбонизируется или показывает коррозию, вызываемую хлоридом — для этого требуется специальный ремонт бетона и coating с карбонизационным/хлоридным барьером на поверхности бетона.
Нужно ли покрытиям мостов соответствовать каким-либо регламентам помимо ISO 12944?
Стандарты варьируются по стране и заказчику. В России Национальная спецификация на строительные работы для автомагистралей содержит конкретные требования к покрытию мостов. В США спецификации DOT штатов различаются, но обычно ссылаются на стандарты SSPC. В регионе Ближнего Востока многие инфраструктурные проекты ссылаются как на ISO 12944, так и на технические спецификации заказчика. Для международных инфраструктурных проектов ранее уточняйте применимую спецификацию заказчика — ISO 12944 C5 защита от коррозии соответствие обычно необходимо, но может быть недостаточным само по себе.
Можно ли использовать водоэмульсионную эпоксидную смолу, чтобы снизить выбросы ЛОС на проекте моста?
Водоэмульсионные (водоносные) эпоксидные системы улучшились значительно и сейчас применяются на мостовых проектах в регионах с жестким регулированием ЛОС — например, в России и некоторых европейских странах. Производительность значительно улучшилась, но водоэмульсионные эпоксидные системы обычно чувствительнее к условиям нанесения (температура, влажность) по сравнению с растворителями-основами, и разрыв в долгосрочных данных о прочности по сравнению с системами на растворителях все еще заполняется. Для мостовых долговечных и требовательных условий эксплуатации системами в условиях высокой долговечности предпочтение остается за системами на растворителях. Водно-эмульсионная эпоксидная система является разумным выбором в средах C3–C4, где требования по ЛОС обоснованы — менее подходяща для сред C5 или зон расплескивания.
Системы покрытия для мостов и инфраструктур от Huili Coating
Huili Coating производит цинк-содержащие эпоксидные грунты, стеклянно-хлопковые эпоксидные прослойки и полиуретановые и FEVE верхние покрытия для мостовых и инфраструктурных стальных конструкций — для нового строительства и обслуживания повторной окраской в условиях от C3 до CX.
- Системы из трех слоев: цинк/стеклянный хлопок/PU: требования к мостам C4–C5
- Эпоксид с высоким слоем стеклянного хлопка: настилы, прибрежные зоны, структуры зоны расплескивания
- FEVE верхние покрытия: долговременное сохранение цвета и блеска для объектов высокой видимости
- ISO 9001 сертифицировано; данные сторонних партий об испытаниях на коррозийную соль и адгезию по стандарту ISO 9227
- Экспортное обеспечение для инфраструктурных проектов на Ближнем Востоке, Юго-Восточной Азии и в Европе
Отправьте данные вашей зоны проекта — тип моста и пролёт, классификация зоны коррозийности, является ли строительство новым или повторное покрытие, текущее состояние покрытия (если известно), требуемый срок службы и любые применимые спецификации владельца или DOT — через форму запроса проекта и наша техническая команда порекомендует зоно-специфическую систему покрытия и предоставит документацию TDS для вашего обзора спецификации.
