摘要：钢结构是现代桥梁重要的基础结构，也是桥梁主要的承力结构，钢结构所具备的力学性能和质量，直接决定了桥梁的运行安全和使用年限。由于钢结构桥梁在不同地区受到不同环境因素的影响，如大气、酸雨、土壤环境等，都会对钢结构桥梁进行腐蚀，而桥梁钢结构腐蚀是影响钢结构承力和安全性能的主要因素，在某些项目的桥梁钢结构焊缝区域容易出现涂层开裂现象，直接影响了桥梁的使用性能和安全。基于此，本文将对桥梁钢结构焊缝涂层开裂原因分析及处理建议展开分析和探讨。
关键词：桥梁钢结构；焊缝涂层；开裂原因；涂层缺陷；处理建议
引言
针对大多数钢桥箱梁焊缝涂层的开裂现象，来分析该区域焊缝涂层的开裂原因，得出多数焊缝涂层开裂的主因：一是涂装施工环节，包含（1）焊缝底材表面处理及清洁不达标；（2）预涂、涂装工序未达到工艺要求；（3）焊缝区域涂层严重超厚；二是涂料的混合及本身性能因素等，并基于此给出了部分防治建议。
1钢结构桥梁涂装工艺
桥梁钢结构的涂装主要分两个阶段，一是工厂分段制作各节钢箱梁的涂装；二是现场合拢组装焊接各节钢箱梁后的涂装。
1.1工厂分段制作各节钢箱梁阶段一般涂装工艺流程：
板材的预处理 → 底材的清洁 → 车间底漆的涂装 → 焊接组装 → 箱梁结构的二次表面处理 → 底材的清洁及现场焊缝区域的防护 → 预涂底漆 → 由箱内到外进行底漆的喷涂 → 干燥后修补涂层缺陷并拉毛表面 → 由箱内到外中间漆预涂 → 中间漆喷涂 → 干燥后修补涂层缺陷拉毛表面 → 预涂面漆 → 由箱内到外进行第一道面漆的涂装 → 检验合格后等待发运安装现场
1.2现场合拢组装焊各节钢箱梁后的一般涂装工艺流程：
总装焊接结束 → 破损处及现场合拢焊接区域的表面处理清洁 → 对该区域涂层清磨出圆滑的过渡坡口按工艺依次补涂底漆、中间漆、面漆 → 对整个钢箱梁外露面的进行轻度扫砂拉毛表面 → 统一涂装面漆 → 验收合格
2 桥梁钢结构焊缝涂层开裂原因分析
2.1涂装施工环节
2.1.1焊缝区域的表面处理
由于焊缝及钢结构缺陷是腐蚀应力的集中点，涂装前必须对它们进行处理。缺陷部位的腐蚀应力如不消除，不仅会导致涂层开裂，就连焊缝也会裂开。实际经验表明，大部分的涂层缺陷都是来自于不良的表面处理。焊缝区域的表面处理包含以下三个目的：（1）结构处理 - 焊接飞溅物的清理、表面凹凸不平的焊道、咬边和气孔等；（2）表面清理 - 除去表面上对涂料有损害的物质，特别是氧化皮，铁锈，可溶性盐，油脂(油性飞溅液或探伤液等)，焊烟、旧涂层及水分等。
（3）表面粗糙度 - 表面粗糙度增大了对涂层接触表面，并有机械吻合作用，提高了涂层对底材附着力。粗糙度不能过大，否则在波峰处往往引起厚度不足，引起早期点蚀。焊缝处理等级应当按照ISO8501—3—2006《涂装油漆和有关产品前钢材的预处理 表面清洁度的目测评估 第3部分：焊缝、边缘及其他表面缺陷的处理等级》来执行，并达到P3要求。表面粗糙度可执行SSPC-VIS3 中“SP11-动力工具清理至裸露金属”要求的所有可见污染物被清除，具备一定的粗糙度约25µm。
2.1.2预涂
在桥梁涂装工艺中，每道油漆的预涂是整个涂装成功实施的基础，良好的环氧富锌底漆预涂可以增加整个焊道涂层的附着力。预涂就是对一般情况下难以进行防腐的边缘、尖角、螺栓/螺母组件、铆钉、焊缝、螺孔以及其它表面预先进行单层或多层涂覆。为保证防腐效果和涂层的厚度，底漆预涂底漆时，可稍增加稀释量（体积占比<5%），并作充分搅拌，利用刷涂方法施工以便增加刷涂时的渗透性能。一般要求在表面处理清洁后，立即进行底漆的预涂。
2.1.3施工环境的控制
未在施工区域附近进行温湿度测量，在湿度大于85%或底材表面温度低于露点温度3℃以下的施工条件下进行表面处理和修补作业的容易造成底漆附着不良，又如寒冷冬季的早晚施工也会造成这类底漆附着力较差引起开裂的现象。
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2.1.4涂层干膜厚度的控制
预涂后每道油漆的涂装基本均可以采用高压无气喷涂，如公路桥钢结构项目
长效性防腐配套厚度约在300~400µm，焊道区域因硬度高、表面张力大、喷砂后表面粗糙度低和过厚的漆膜致使焊缝处涂层更易开裂导致涂层缺陷。
2.2涂料混合配比及本身性能因素等
2.2.1涂料混合配比问题
在焊缝预涂和修补工序，实际工作中施工队伍常常以分散性、少剂量、不采取精准量具粗放式进行调配混合，和厂商提供的工艺配比会有较大的偏差，如果底漆固化不良，对后期涂层成膜附着性能会产生非常不利的影响。
2.2.2使用未进行有效熟化或超过使用时效的涂料
有些厂家的涂料混合使用前是需要进行熟化的，以便在混合后施工前使各组分共同反应发挥双组或多组分材料性能；另有不同温度下混合后的双组份油漆的使用时效是不同的，需要严格执行工艺进行。这两类都可能导致涂层附着力不良。
2.2.3过期的涂料产品
施工中标识不清的油漆材料是被禁止使用的，一般使用超过涂料保质期的涂料，容易引起涂层开裂。
2.2.4富锌底漆含锌量较高
底漆中锌粉含量越高，焊缝涂层开裂的趋势越大。应严格按照生产工艺规定，混合调配富锌底漆，并在涂装中加以严格控制。
2.2.5非厚浆类涂料
有些厂商提供的涂料固含量约在40%~50%的产品，属于非厚浆类，在桥梁类重防腐配套中如超过了该产品的最大干膜厚度的条件下，涂层施工容易开裂。
3预防和修补建议
3.1预防焊缝涂层开裂涂层缺陷
对于钢结构焊缝涂层开裂缺陷关键还是要防，通过施工前多频次对涂装队伍的有效培训及考核，在表面处理、各涂层预涂和油漆混合使用环节中设置控制检验点，对涂装各工序进行有效的把控是预防焊缝涂层开裂的根本。
3.2确定开裂区域范围及修补涂装工艺
3.2.1表面处理
焊缝是腐蚀应力的集中点，要消除腐蚀应力，必须对焊缝区域进行有效的表面处理，并且要除去表面附近残留松动的旧涂层。如仅有小面积区域焊缝涂层缺陷可采用动力设备清除所有不牢固涂层，按照SSPC-SP11的规范要求动力清磨至裸露金属底材后，粗糙度达25µm，并清除表面所有可见污染物；如果大面积出现缺陷且施工区域条件允许采取湿喷砂技术，可在喷砂使用的水中加入1%～15%的防锈剂（磷酸三钠、碳酸钠、亚硝酸钠等）和乳化剂或肥皂水，使其表面在短时期内不再生锈，然后再涂保养底漆。所有被处理缺陷的底材与底漆间、涂层与涂层间应清磨至留有清晰的过渡涂层坡口，有助于获得良好的涂层附着力。
3.2.2底漆的涂装
焊缝经表面处理清洁干燥后，立即进行底漆的涂装。涂装底漆时，可稍增加稀释量（体积占比<5%），并作充分搅拌，利用刷涂方法施工以便增加刷涂时的渗透性能，确保该区域富锌底漆干膜厚度满足配套要求。
优良的改性低表面处理环氧底漆亦可作为底漆应用到涂层修补过程，该类漆种具备良好的防锈性能以及在底材表面处理不彻底的钢铁表面也能表现出优异的附着力。
3.2.3中间漆与面漆的涂装
对于中间漆和面漆，可以采用辊涂、空气或高压无气喷涂等方法。按工艺施工确保各涂层干膜厚度达到配套要求，且不污染其他临近区域。
结语
本文主要从表面处理、涂装施工和涂料性质本身等方面对焊缝处涂层开裂的原因作一系统分析，采取修补措施旨在控制腐蚀进程保障使用性能，而最终需要我们多关注易出现问题的涂装工序并进行有效把控预防，确保桥梁钢结构防腐达到预期目标。
参考文献
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论文作者:马兴原
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：涂层论文; 底漆论文; 涂装论文; 钢结构论文; 桥梁论文; 表面处理论文; 表面论文; 《基层建设》2018年第26期论文;