一、概况

丰裕钢结构厂房，长度147.40m，宽度60.0m，三连跨（12.0+24.0m+24.0m），钢柱间距7.760m。柱高度12.0-12.8m，牛腿顶面标高9.500m，设置5吨行吊。厂房型钢钢柱，型钢屋面梁，C型钢檩条，树脂屋面。该厂房原来功能为普通轻型钢结构厂房。现在内部安装生产镁合金的生产线，生产区域如平面图所示。由于镁合金生产过程中释放大量H2S、HCL、NaO等酸碱腐蚀性气体，对厂房结构与维护结构产生了严重的腐蚀。

图1、 厂房平面图

图2、厂房剖面图

从现场表观情况看，主要是：

生产区域上方的彩钢板屋面腐蚀较严重，厂房已经更换成树脂屋面；

生产区域上方的屋面梁的防腐灰色涂层已经剥落；

柱有轻微的锈蚀点；

北侧维护彩钢板锈蚀破烂。

厂房内弥漫着腐蚀气体。

图3 厂房内部生产与废气弥漫现状

图4 钢柱腐蚀现状

图5 围护结构腐蚀现状

     针对该钢结构厂房现状，受业主委托，提出建议性方案，主要包括锈蚀现状检测、结构性能鉴定、锈蚀处理与预防处理方法。

二、总体思路

     该项目工作步骤与处理思路简介如下：

     1、首先应进行现场结构检测，包括锈蚀深度检测、所有构件的锈蚀程度分类与评估。

     2、针对检测结果，对结构现状性能进行建模计算和安全性评估，根据锈蚀情况和承载力要求提出保留构件做防锈处理、更换构件、局部加固等具体建议方案。

     3、后期防腐处理方案：

       从两个方面提高厂房的防腐性能和使用耐久性，（1）提高结构的防腐性能，对新更换构件和可以保留继续使用构件进行除锈处理、涂刷防腐涂料；（2）增设废气排出措施，对屋面结构和上部维护结构进行局部改造，增设排气天窗、排风扇等，以降低腐蚀性气体的浓度。

三、钢结构的腐蚀检测

     3.1 腐蚀检测的内容

     包括以下四部分内容：

（1）腐蚀环境调查。具体腐蚀介质，对结构的影响程度。

（2）腐蚀现状检测。对每个构件选取1~2个关键测点，进行腐蚀程度（深度）测试。

（3）腐蚀程度等级评定。根据《钢结构检测与鉴定技术规程（DG/TJO8-2011-200）》。

（4）后期腐蚀趋势推断。

     3.2 腐蚀检测的方法

     腐蚀检测包括失重法和机械物理法，机械物理法又可分为测微针法和超声波法。

    本项目现场检测多为高空作业，腐蚀检测试件数量多，因此首先进行外观目测，初步确定腐蚀程度。

对目测腐蚀严重，明确需要更换的构件，不进行腐蚀度检测，直接建议更换；

对局部腐蚀，但继续使用可能性较大的构件，有限采用卡尺和深度测试仪进行深度检测。

对重要构件，除采用深度测试仪和卡尺检测外，个别符合条件的测点采用超声波进行探测。

检测后，根据结构图和检测结果，绘制结构腐蚀度分布图，提交检测报告。

四、结构性能的评估鉴定

根据检测结果，对构件截面进行承载力折减，建立结构整体模型，计算出主体结构（柱、梁、檩、连接节点）内力，进行承载力复核，给出承载力和内力比，对构件进行评级，然后进行整体结构评级。最后提交结构鉴定评估报告。

五、结构的局部改造

为减小后期腐蚀程度，迅速降低厂房内腐蚀性气体浓度，建议对厂房进行局部结构改造。具体方案如下：

（1）每隔15米，在厂房两侧墙上部窗户上方设增设排风扇，对局部结构进行增设固定钢件。

（2）在钢屋盖顶部开设通风天窗。天窗分为矩形、三角形、边井式、下沉式等。因下沉式、边井式存在飘雨问题，因此建议增设上凸矩形天窗。增设天窗回增加屋面荷载，根据新增荷载对屋面梁进行承载力计算，需要加固时进行补强加固。

（3）如现场条件可能，在生产区域的柱间增设维护结构，可以直接设置到屋面，不至于将腐蚀气体弥漫在整个厂房内。

六、钢结构腐蚀处理办法

6.1 常用防腐方法

（1）覆盖金属保护层法（常用热浸锌、镀锌法等）

金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的金属表面形成金属保护层（膜）来隔离金属与腐蚀介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，从而防止腐蚀。

（2）涂层法（涂防锈漆）

用涂料、塑料、搪瓷等材料，通过涂刷和喷涂等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，从而防止金属的腐蚀。涂层法防腐一般不如长效防腐方法（但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达 50 年），所以多用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构防腐。涂层法防腐一次成本低，但用于户外时维护成本较高。

（3）阴极保护法（涂抹阴极保护型防锈颜料）

在钢结构表面附加较活泼的金属取代对钢材的腐蚀。此方法常用于水下或地下钢结构。
     6.2 本项目可能的腐蚀机理与处理办法

（1）H2S气体腐蚀

硫化氢这种弱酸性气体溶于水就变成腐蚀性酸，特别是对碳钢系统具有很强的腐蚀性。对于低温下（120度以下）的湿硫化氢腐蚀，除硫化氢水溶液的均匀腐蚀外，还有一种就是硫化物应力腐蚀开裂，其机理是均匀腐蚀产生的氢离子进入钢中产生聚集，到达一定程度产生应力开裂，其根本上是氢腐蚀的一种。

对于这种腐蚀，比较经济合理的防腐做法是将钢结构与空气和污染性腐蚀气体进行隔绝，涂防腐面漆是可行方法；防腐面漆应选用耐酸性、盐性介质腐蚀的涂料。

（2）NaOH气体腐蚀

理论上NaOH和钢铁不发生反应；但NaOH易溶于水，有潮解性、易吸收空气中的水蒸气并放出大量热；钢结构暴露在含NaOH的环境中表面易潮湿积水，容易锈蚀。对此种腐蚀，可在钢结构表面涂防腐面漆即涂料来进行解决；防腐涂料应选用用耐碱性、盐性介质腐蚀的涂料。

6.3 常用涂层涂料的种类

防腐涂料一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料。重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

（1）常规防腐涂料

环氧树脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、富锌树脂防腐涂料、高固体分防腐涂料、

水性防腐涂料、橡胶涂料（氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料、氯化橡胶防腐蚀涂料）

（2）重防腐涂料

鳞片玻璃重防腐涂料、环氧重防腐涂料、TF无溶剂重防腐涂料、PL型环氧煤沥青管道重防腐涂料

（3）部分可用于化工厂房环境下的防腐涂料

①STIC-9082重防腐涂料

由环氧树脂、改性树脂、无机鳞片填料、活性溶剂、助剂等材料组成的双组份长效防腐涂料。该涂层有极高的粘附强度、致密结构、抗冲击性能，耐海水、盐雾、化工大气和多种化学介质腐蚀。

性能指标（部分）： 有铁红、中灰及其他颜色，粘度60~120S，表干≤3h，实干≤24h，固体含量75%，附着力1级，冲击强度50，柔韧性1mm。耐化学品性能：25%硫酸，60天不起泡、不脱落、不生锈；25%苛性钠（NaOH），60天不起泡、不脱落、不生锈。

价格估计： 35-40元/kg。

②环氧重防腐涂料

性能： 环氧重防腐涂料隔热降温效果显著，特别是夏季高温时、缸内温度比环境温度低8-10℃。优异的物理机械性能，特别是配套底漆的附着力极强。防腐效果好，特别是耐候性能突出，耐酸、碱、盐及化工大气腐蚀。环氧树脂漆对紫外线的抗性不强,容易粉化,故环氧树脂漆不适用于户外暴晒环境。

技术指标： 颜色铁红、浅粉红、白色等；粘度80S，附着力1级；表干2h，实干24h；耐酸性168h漆膜无变化，耐碱性168h漆膜无变化，耐盐性168h漆膜无变化，耐盐雾168h漆膜无变化。

价格估计： 20-25元/kg。

③氯醚防腐涂料

技术指标： 粘度100~180S，附着力1级；表干0.5h，实干24h；固体含量大于45%,；

冲击强度50kgcm，柔韧性1mm。 耐化学品性能：25%硫酸，90天不起泡、不脱落、不生锈；30%苛性钠（NaOH），90天不起泡、不脱落、不生锈。

价格： 30-35元/kg。

④耐酸碱的双组份聚氨酯漆（1901各色聚氨酯防腐面漆）

组成： 由含羟基树脂、固化剂、颜料、填料、增稠剂、助剂、溶剂等配制成的双组份面漆。

性能： 涂层耐磨性好、坚韧丰满、色泽光亮、耐油、耐苯类溶剂是、耐水、耐海水、耐酸、碱盐类腐蚀和化工大气、并具有良好的耐候性。

性能指标： 表干2h，实干24h，完全固化7天（25℃）；理论用量90-100克/平方米。

配比： 甲组份：乙组份=1：1或2：1或4：1.

价格： 30-35元/kg。

⑤919防腐涂料

特性： 耐磨、防火、耐冻融；有耐化工大气、耐各种酸碱盐、抗霉菌、耐户外暴晒等防腐化学性。

指标： 涂装方法有喷涂、刷涂、滚涂；底漆有铁红、云铁红等颜色，中间漆褐色，面漆各色；理论用量为底漆200克/平方米，中间漆230克/平方米，面漆180克/平方米；粘度大于70S；表干≤0.5h，实干≤24h；冲击强度50kgcm。

价格： 35-40元/kg。