整理17jts1533《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》海港工程钢结构防腐蚀技术规范.docx

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整理17jts1533《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》海港工程钢结构防腐蚀技术规范

海港工程钢结构防腐蚀技术规范

JTS153-3-2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》

1、总则

1.0.1本规范适用于海港工程（包括以潮汐为主的河口港口工程）钢结构，包括钢桩、栈桥、浮鼓等钢结构（以下统称钢结构）的防腐蚀设计、施工、检测和验收。

1.0.2海港工程中油罐、埋地管道及海底管道的防腐蚀设计和施工可参考《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范》SYJ0007及《滩海石油工程防腐蚀技术规范》SY/T4091的规定执行。

1.0.3海港工程钢结构的防腐蚀设计和施工的安全、劳动保护及环境保护等，除执行本规范的规定外，还应符合国家现行的有关标准、规范。

2、术语

2.0.1金属腐蚀corrosion

金属与环境之间的物理-化学相互作用，其结果是使金属的性能发生变化，并常可导致金属、环境或由它们组成的功能受到损伤。

2.0.2电化学腐蚀electrochemicalcorrosion

至少包含一对电极反应，且电子在外导体中传导的腐蚀。

2.0.3腐蚀速率corrosionrate

单位时间内金属腐蚀效应的数值。

2.0.4腐蚀裕量corrosionallowance

设计金属构件时，考虑使用期内可能产生的腐蚀损耗而增加的相应厚度。

2.0.5电偶腐蚀galvaniccorrosion

不同电极在同一电解质中偶接而产生的电流所引起的腐蚀。

2.0.6杂散电流stray-current

在非指定回路上流动的电流。

2.0.7杂散电流腐蚀stray-currentcorrosion

由杂散电流引起的腐蚀。

2.0.8腐蚀电流corrosioncurrent

参与电极反应，直接造成腐蚀的电流强度。

2.0.9腐蚀电位corrosionpotential

金属在给定腐蚀体系中的电极电位。

注：

不管是否有净电流从研究金属流入或流出，本术语均适用。

2.0.10自然腐蚀电位freecorrosionpotential

没有净电流从研究金属表面流入或流出时的腐蚀电位。

2.0.11保护电位范围protectivepotentialrange

适应于特殊目的，使金属达到合乎要求的耐蚀性所需的腐蚀电位值之区间。

2.0.12保护电位protectivepotential

为进入保护范围所必须达到的腐蚀电位临界值。

2.0.13保护电流密度protectivecurrentdensity

使被保护物体电位维持在保护电位范围内所需要的极化电流密度。

2.0.14阴极保护cathodicprotection

通过降低腐蚀电位获得防蚀效果的电化学保护。

2.0.15牺牲阳极sacrificialanode

依靠腐蚀速度的增加而使与之偶合的阴极获得保护的电极。

2.0.16牺牲阳极阴极保护sacrificialanodecathodicprotection

由牺牲阳极提供保护电流的阴极保护。

2.0.17外加电流阴极保护impressdcurrentcathodicprotection

由外部电源提供保护电流所达到的阴极保护。

2.0.18保护效率degreeofprotection

通过防蚀措施使特定类型的腐蚀速率减少的百分数。

2.0.19过保护overprotection

阴极保护时，由于极化电位过负而产生不良作用的现象。

2.0.20参比电极referenceelectrode

电位具有稳定性和重现性的电极，可以用它作为基准来测量其它电极的电位。

2.0.21阳极屏蔽层anodeshield

为使阳极的输出电流分布到较远的阴极，使被保护结构的电位较为均匀，而覆盖在阳极周围阴极表面上一定面积范围内的绝缘层。

2.0.22接水电阻waterconnectionresistance

阴极保护系统中阳极在水中的界面电阻。

2.0.23开路电位openpotential

牺牲阳极在电解质溶液中的自然腐蚀电位。

2.0.24工作电位closedpotential

在电解质中牺牲阳极工作状态下的电位。

2.0.25驱动电压drivingvoltage

牺牲阳极工作电位与被保护体电位的差值。

2.0.26牺牲阳极利用系数utilizationcoefficientforsacrificialanode

牺牲阳极使用到不足以提供给被保护结构所必须的电流时，阳极消耗质量与阳极质量之比。

2.0.27理论电容量theoreticalcurrentcapacity

根据法拉第定律计算的单位阳极消耗质量所产生的电量。

2.0.28实际电容量practicalcurrentcapacity

实际测得的阳极消耗单位质量所产生的电量。

2.0.29表面预处理surfacepreparation

为改善涂层与基体的结合力和防蚀效果，在涂装之前用机械方法或化学方法处理基体表面，以达到符合涂装要求的措施。

2.0.30二次除锈secondarysurfacepreparation

对已经一次除锈并有保养底漆或磷化保护膜的钢材表面，再次除去锈层及其它污染物的工艺过程。

2.0.31除锈等级preparationgrade

表面涂装前钢材表面锈层等附着物清除程度分级。

2.0.32金属喷涂metalspraying

用高压空气、惰性气体或电弧等将熔融的耐蚀金属喷射到被保护结构物表面，从而形成保护性涂层的工艺过程。

2.0.33涂料paint

一种含有颜料的液态或粉末状材料。

当其施于底材时，能形成具有保护、装饰或特殊功能的不透明薄膜。

2.0.34涂层coat

由某一种涂料以一道或多道单一涂覆作业形成的保护层。

2.0.35涂装painting,coating

涂料涂覆于基体表面，形成具有保护、装饰或特定功能涂层的过程。

2.0.36附着力adhesion

干涂膜与其底材之间结合的牢固程度。

2.0.37耐侯性weatherresistance

涂膜在室外抵御日光、风雨、霜露、冷热、干湿等自然环境侵蚀的性能。

2.0.38涂层老化coatingaging

涂膜受到自然因素的作用而发生褪色、变色、龟裂、粉化、剥落等现象，从而使防锈性能逐渐消失的过程。

2.0.39针孔pinhole

在涂膜表面出现的一种凹陷透底的针尖状细孔。

2.0.40涂层缺陷coatingdefect

由于表面处理不当，涂料质量或涂装工艺不良而造成的遮盖力不足，漆膜剥离、针孔、起泡、裂纹、漏涂等现象。

2.0.41包覆coveringcladding

为防止腐蚀，在结构物外表面复合一层耐蚀材料，使原来表面与环境隔离。

2.0.42包缠wrapping

为防止腐蚀，在管道、桩等金属构件外表面缠绕塑料、橡胶等带状防蚀材料，使原有表面与环境隔离。

3、基本规定

3.1海港工程钢结构必须进行防腐蚀设计，保证钢结构在使用年限内的安全及正常使用功能。

3.2防腐蚀设计、施工和检测，应符合国家有关法规、标准（规范）的规定。

3.3防腐蚀措施应根据环境条件、材质、结构形式、使用要求及施工、维护管理条件等综合考虑，做到技术先进、安全可靠、经济合理。

3.4根据环境对钢结构的腐蚀程度，海港工程钢结构依据水域掩护条件和港工设计水位或天文潮位按表3.4的规定划分。

海港工程钢结构的部位划分表3.4

掩护条件

划分类别

大气区

浪溅区

水位变动区

水下区

泥下区

有掩护

条件

按港工设计水位

设计高水位加1.5m以上

大气区下界至设计高水位减1.0m之间

浪溅区下界至设计低水位减1.0m之间

水位变动区下界至海泥面

海泥面以下

无

掩

护

条

件

按港工设计水位

设计高

水位加

（η0+1.0m）以上

大气区下界至设计高水位减η0之间

浪溅区下界至设计低水位减1.0m之间

水位变动区下界至海泥面

海泥面以下

按天文潮位

最高天文潮位加0.7倍百年一遇有效波高H1/3以上

大气区下界至最高天文潮汐减百年一遇有效波高H1/3之间

浪溅区下界至最低天文潮位减0.2倍百年一遇有效波高H1/3之间

水位变动区下界至海泥面

海泥面以下

注：

①η0值为设计高水位时的重现期50年，H1%（波列累积频率为1%的波高）波峰面高度

②当无掩护条件的海港工程钢结构无法按港工有关规范计算设计水位时，可按天文潮位确定钢结构的部位划分。

3.5海港工程钢结构用的钢材，宜采用普通碳素结构钢，当结构设计需用较高强度的钢材时，也可采用低合金结构钢。

3.6当大气区采用耐侯钢时，应进行技术经济论证。

3.7当浪溅区以下部位的钢结构采用耐海水钢时，应进行技术经济论证，并采取相应的防腐蚀措施。

3.8位于水位变动区以下的钢结构，应尽量采用相同的钢种。

当采用不同钢种时，必须采取措施，消除电偶腐蚀的影响。

3.9海港工程钢结构防腐蚀不宜仅采用腐蚀裕量法。

当采用涂层或阴极保护时，结构设计尚应留有适当的腐蚀裕量，钢结构不同部位的单面腐蚀裕量可按式（3.9）计算：

Δδ=K[（1-P）t1+（t-t1）]（3.9）

式中Δδ—钢结构单面腐蚀裕量（mm）；

K—钢结构单面平均腐蚀速度（mm/a），可参照第3.10条取值，必要时可现场实测确定；

P—采用涂层、金属喷涂层或阴极保护等防腐措施的保护效率（%），可参照第3.11取值；

t1—采用涂层、金属喷涂层或阴极保护等防腐蚀措施的设计使用年限（a）；

t—被保护钢结构的设计使用年限。

3.10碳素钢的单面腐蚀速度（mm/a）可按表3.10取值。

碳素钢的单面腐蚀速度（mm/a）表3.10

部位

平均腐蚀速度

大气区

0.05-0.1

浪溅区（有掩护条件）

0.2-0.3

浪溅区（无掩护条件）

0.4-0.5

水位变动区、水下区

0.12

泥下区

0.05

注：

①表中平均腐蚀速度适用于pH=4～10的环境条件，对有严重污染的环境，应适当增大。

②当采用低合金钢、耐侯钢或耐海水钢种时，可参照表中数值取值，也可按类似环境中的实测结果进行适当调整。

③对水质含盐量层次分明的河口区或年平均气温高、波浪、流速大的环境，应适当增大其相应部位的平均腐蚀速度。

④钢板桩岸侧可参照泥下区取值。

3.11当采用涂层保护时，在涂层的设计使用年限内，其保护效率P可取50%～95%；当采用阴极保护时，其保护效率可按表3.11取值；当采用涂层与阴极保护联合保护措施时，其保护效率在平均水位以下可取85%～95%，平均水位以上可仅按涂层的保护效率取值。

阴极保护效率表3.11

部位

P（%）

平均水位以上

0≤P＜40

平均水位至设计低水位

40≤P＜90

设计低水位以下

P≥90

3.12结构设计应尽量减少海港工程钢结构在大气区、浪溅区的表面积，并易于进行防腐蚀施工。

3.13应尽量避免出现狭窄的间隙，在浪溅区应尽量避免出现小截面的E型、K型或Y型交叉连接方式，尽量采用管型构件。

3.14焊接接头要求连续焊接，不应使用间断焊接及点焊。

如果采用搭接接头，应要求采用双面连续焊接。

浪溅区以下部位应尽量避免使用螺栓连接和铆接构件。

3.15对承受交变应力的水下区钢结构，必须进行阴极保护，并将保护电位严格控制在规定范围之内。

3.16对于上部埋于混凝土桩帽、墩台或胸墙中的基础钢桩，在结构设计时应考虑钢桩之间的电连接措施，并在浇注混凝土之前做好钢桩之间的电连接。

3.17预埋钢构件的埋设位置应尽量避开腐蚀最严重的浪溅区部位。

位于水位变动区以下部位的辅助构件或预埋件，应与主体钢结构进行电连接，位于浪溅区、大气区的钢构件，应尽量避免出现积水或不利于防腐蚀的结构断面。

不宜采用背对背放置的角钢或槽钢等结构形式。

3.18施工期间与主构件相连接的临时性钢结构，施工结束后应予以拆出。

3.19密闭的钢结构内壁可不考虑腐蚀裕量。

4、防腐蚀设计

4.1一般规定

4.1.1设计前应掌握被保护钢结构所处环境条件、结构形式、外型尺寸和使用状况等资料。

当环境条件不满足要求时，应参考类似工程经验或进行现场勘察。

4.1.2进行初步设计时，应编制设计说明书，其技术指标应简单明确。

防腐蚀施工图设计应包括施工图和施工工艺，并规定施工质量验收标准。

4.1.3设计应从结构整体考虑，按结构的不同部位，保护年限，施工、维护管理，安全要求及技术经济效益等因素，选用相应的防腐蚀措施。

4.1.3.1大气区的防腐蚀应采用涂层或金属喷涂层保护。

对陆域结构形式复杂或厚度小于1mm的薄壁钢结构，可采用热浸镀锌或电镀锌加涂料保护。

4.1.3.2浪溅区、水位变动区部位宜采用重防蚀涂层、金属热喷涂层加封闭涂层保护等保护措施。

在技术经济论证的基础上，也可采用包覆有机复合层、树脂砂浆，包覆复合耐蚀金属层进行保护。

4.1.3.3水下区的防腐蚀应采用阴极保护与涂层联合防腐蚀措施，或单独采用阴极保护。

当单独采用阴极保护时，应考虑施工期间的防腐蚀措施。

4.1.3.4泥下区的防腐蚀应采用阴极保护。

当将牺牲阳极埋设于海泥中时，应选用适当的阳极材料，并应考虑其驱动电压和电流效率的下降。

4.1.3.5钢板桩岸侧、锚固桩及拉杆等海港埋地钢结构，宜采用外加电流阴极保护和涂层联合防腐蚀措施，也可考虑采用牺牲阳极和涂层联合保护方式。

对于受力钢拉杆，可采用包缠有机防腐蚀材料与阴极保护联合防腐蚀措施。

4.2表面预处理

4.2.1钢结构在涂装之前必须进行表面预处理。

4.2.2防腐蚀设计文件应提出表面预处理的质量要求，包括对表面清洁度、表面粗糙度两项指标做出明确规定。

4.2.3钢结构在除锈处理前，应仔细清除焊渣、毛刺、飞溅等附着物，并清除基体金属表面可见的油脂及其它污物。

各种清洗方法的适用范围见表4.2.3。

各种清洗方法适用的范围表4.2.3

清洗方法

适用范围

注意事项

溶剂法（如汽油、过氯乙烯、丙酮等）

清除油脂、可溶污物、可溶涂层

若需保留旧涂层，应使用对该涂层无损的溶剂，溶剂及抹布应经常更换

碱性清洗剂（如氢氧化钠、碳酸钠等）

除掉可皂化涂层、油脂和污物

清洗后应充分冲洗，并做钝化和干燥处理

乳化剂（如OP乳化剂）

清除油脂及其它可溶污物

清洗后应用水冲洗干净，并做干燥处理

4.2.4涂装前的除锈等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923的规定。

4.2.4.1除锈清洁度的最低等级要求应符合表4.2.4的规定。

对重要工程的主要钢结构，其除锈清洁度应在表4.2.4最低要求的基础上提高一级。

不同涂料表面清洁度的最低等级要求表4.2.4

涂料品种

表面清洁度最低等级

喷射或抛射除锈

手工或动力工具除锈

金属热喷涂层

富锌漆

Sa21/2（热喷铝涂层及无机富锌涂层为Sa3）

不允许

环氧沥青漆、聚氨酯漆

Sa2

St3

4.2.4.2重要工程的主要钢结构，维修困难或受腐蚀较强的部位，必须采用喷射或抛射除锈处理，其表面清洁度等级应不低于GB8923标准规定的Sa21/2级。

4.2.5普通碳素结构钢或低合金结构钢涂装前的表面粗糙度值应在Ry

40～100µm的范围之内。

表面粗糙度可根据涂装系统和涂层厚度等具体情况确定，一般所选定的表面粗糙度值不宜超过涂装系统总干膜厚度的三分之一。

表面粗糙度可根据涂装系统和涂层厚度按表4.2.5选取。

涂装系统和涂层厚度与表面粗糙度选择范围的参考关系（µm）表4.2.5

涂装系统

常规防腐涂料

厚浆型重防腐涂料

金属热喷涂

涂层厚度

100～250

400～800

100～300

粗糙度Ry

40～70

60～100

40～85

Ry即在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离

4.3涂层保护

4.3.1用于海港工程钢结构防腐蚀的涂料，宜选用经过工程实践证明其综合性能良好的产品，对于新产品，应论证其技术性能和经济指标均能满足设计要求，方可选用。

4.3.2同一涂装配套中的底、中、面漆，宜选用同一产家的产品，以保持责任的可追溯性。

4.3.3任何一种用于海港工程钢结构上的涂料，都应有完备的材质证明资料，包括产品批号、合格证、检验资料和含有工艺参数（闪点、密度、固体含量、表干、实干时间、理论涂布量等）的产品说明书。

4.3.4设计选用的涂料品种应与所要求的表面预处理等级相符，并能满足涂装施工的环境条件。

4.3.5大气区采用的防腐蚀涂料应具有良好的耐候性。

大气区的涂层系统可按表4.3.5选用。

4.3.6浪溅区和水位变动区采用的防腐蚀涂料应能适应干湿交替变化，并具有耐磨损、耐冲击、耐候的性能。

浪溅区和水位变动区的涂层系统可按表4.3.6选用。

4.3.7水下区和水位变动区平均水位以下部位采用的防腐蚀涂料应能与阴极保护配套，具有较好的耐电位性和耐碱性。

水下区的涂层系统可按表4.3.7选用。

4.3.8设计使用年限要求在20年以上的防腐涂装，应采用重防腐涂层。

浪溅区以下部位推荐的涂层系统可参照表4.3.8选用。

4.3.9设计使用年限要求在30年以上的防腐涂装，应对其涂装配套、工艺要求及与使用环境的适应性进行技术论证，可选择的防腐技术如下：

（1）包覆厚度不小于1mm，含有镍、钛、钼等合金元素的耐腐蚀合金，如：

0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr26Ni7Mo2Ti；

（2）包覆厚度不小于5mm的热塑性聚乙烯复合包覆层；

（3）包覆厚度不小于3mm的环氧玻璃钢包覆层；

（4）包缠矿脂胶带防腐系统。

4.3.10对设计使用年限要求在10年以上的防腐蚀涂层其性能应符合下列要求：

（1）耐盐雾4000h（按GB1771《漆膜耐盐雾测定法》测定）；

（2）耐老化2000h（按GB1865《漆膜老化测定法》测定）；

（3）耐湿热4000h（按GB1740《漆膜耐湿热测定法》测定）；

（4）附着力4MPa（按GB5210《涂层附着力的测定法拉开法》测定）；

（5）耐电位-1.20V（相对于银/氯化银电极）（30天）（按GB7788《船舶及海洋工程阳极屏涂料通用技术条件》测定）；当采用外加电流阴极保护方法时配套涂层耐阴极电位-1.50V。

大气区涂层系统表4.3.5

设计使用年限（a）

配套涂料名称

平均涂层厚度（μm）

10～20

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

环氧云铁防锈漆

100

面层

Ⅰ

聚氨酯漆

100～150

Ⅱ

丙烯酸树脂漆

Ⅲ

氟碳涂料

同品种底面层配套

I

聚氨酯漆

300～350

II

丙烯酸树脂漆

III

氟碳涂料

5～10

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

50

中间层

环氧云铁防锈漆

80

面层

Ⅰ

氯化橡胶漆

80～120

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

丙烯酸树脂漆

同品种底面层配套

I

氯化橡胶漆

220～250

II

聚氨酯漆

III

丙烯酸树脂漆

注：

①涂层厚度按《漆膜厚度测定法》（GB1764）测定。

②不同底漆的表面处理应按表4.2.4.确定。

③表列各种涂料、系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。

浪溅区和水位变动区涂层系统表4.3.6

设计使用年限（a）

配套涂料名称

平均涂层厚度

（μm）

10～20

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

Ⅰ

环氧树脂漆

300

Ⅱ

环氧云铁防锈漆

面层

Ⅰ

厚浆型环氧漆

100～125

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

丙烯酸树脂漆

同品种底面层配套

Ⅰ

厚浆型环氧漆

450～500

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

丙烯酸树脂漆

IV

环氧沥青漆

5～10

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

40

中间层

Ⅰ

环氧树脂漆

200

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

氯化橡胶漆

面层

Ⅰ

厚浆型环氧漆

75～100

Ⅱ

氯化橡胶漆

Ⅲ

聚氨酯漆

IV

丙烯酸树脂漆

同品种底面层配套

Ⅰ

厚浆型环氧漆

300～350

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

氯化橡胶漆

IV

环氧沥青漆

注：

①涂层厚度按《漆膜厚度测定法》（GB1764）测定。

②不同底漆的表面处理应按表4.2.4.确定。

③表列各种涂料、系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。

水下区涂层系统表4.3.7

设计使用年限（a）

配套涂料名称

平均涂层厚度

（μm）

10～20

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

Ⅰ

环氧树脂漆

250～300

Ⅱ

聚氨酯漆

面层

Ⅰ

厚浆型环氧漆

125

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

氯化橡胶漆

同品种底面层配套

Ⅰ

厚浆型环氧漆

450～500

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

环氧沥青漆

5～10

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

Ⅰ

环氧树脂漆

150

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

氯化橡胶漆

面层

Ⅰ

厚浆型环氧漆

75～100

Ⅱ

氯化橡胶漆

Ⅲ

聚氨酯漆

同品种底面层配套

Ⅰ

厚浆型环氧漆

300～350

Ⅱ

聚氨酯漆

Ⅲ

氯化橡胶漆

IV

环氧沥青漆

注：

①涂层厚度按《漆膜厚度测定法》（GB1764）测定。

②不同底漆的表面处理应按表4.2.4.确定。

③表列各种涂料、系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。

保护期20年以上的涂层系统表4.3.8

环境区域

配套涂料名称

平均涂层厚度

（μm）

大气区

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

环氧云铁涂料

350～400

环氧玻璃磷片涂料

面层

氟碳涂料

100

浪溅区、

水位变动区、

水下区

底层

富锌漆（无机或有机富锌漆）

75

中间层

Ⅰ

环氧云铁涂料

400

Ⅱ

环氧玻璃磷片涂料

350

面层

Ⅰ

环氧重型防腐涂料

250～300

Ⅱ

厚浆型聚氨酯涂料

Ⅲ

厚浆型环氧玻璃磷片涂料

同品种底面层配套

Ⅰ

环氧重型防腐涂料

800

Ⅱ

厚浆型聚氨酯涂料

800

Ⅲ

厚浆型环氧玻璃磷片涂料

700

注：

①涂层厚度按《漆膜厚度测定法》（GB1764）测定。

②不同底漆的表面处理应按表4.2.4.确定。

③表列各种涂料、系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。

4.4金属热喷涂

4.4.1金属热喷涂保护系统包括金属喷涂层和封闭剂或封闭涂料，复合保护系统还包括涂装涂料。

4.2.2金属热喷涂方法可采用气喷涂或电喷涂法。

喷涂操作应符合GB11375《热喷涂操作安全》的有关规定。

4.4.3采用金属热喷涂的钢结构表面，必须进行喷（抛）射处理，其表面清洁度应符合4.2.4条的规定，表面粗糙度应满足4.2.5条的要求。

4.4.4金属热喷涂材料一般有铝、锌、铝合金（包括铝镁合金、Ac铝或其他铝稀土合金）或锌合金。

热喷涂金属丝应光洁、无锈、无油