表面技術(shù)在機(jī)電和金結(jié)中應(yīng)用展望
蓮沱大橋全長340.87m,主橋為中承式三孔鋼管混凝土連續(xù)拱橋。拱上橋面總寬20m。鋼管的壽命直接影響大橋的安全。鋼管拱表面防護(hù),采用三道漆,分別為底漆、中間漆和面漆,干膜總厚度達(dá)305μm。在涂裝前表面經(jīng)除銹處理達(dá)Sa2.5級,粗糙度Ra30。
下牢溪大橋全長286.06m,為六孔三柱墩結(jié)構(gòu),最大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面防護(hù)采用熱噴鋁。
黃柏河大橋全長284.76m,為七孔樁臺式雙柱墩結(jié)構(gòu),最大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面采用熱噴鋅。
上述鋼管拱的涂裝壽命要求達(dá)到20年。
西陵長江大橋是橫跨長江的壩區(qū)南北重要通道,和其他大橋一樣,都是永久性的公路大橋。大橋全長1118.66m,主孔跨度900m為單跨雙鉸式鋼箱加勁梁懸索結(jié)構(gòu)。兩座主塔高120m,為鋼筋混凝土三層門式柜架結(jié)構(gòu)。主塔基礎(chǔ)為12根中Φ2.2m挖孔灌注樁。兩根主纜各由10010根φ5.1mm鍍鋅平行高強(qiáng)鋼絲組成,直徑為φ570mm,每根主纜長約1478m,重約2300t。兩岸各有一重力式錨錠。
在大橋施工過程中,為了解決懸索鞍座的推移以調(diào)整力的平衡,全軍裝備維修表面工程研究中心提出了復(fù)合減摩涂層設(shè)計及相應(yīng)的現(xiàn)場施工方案,替代國外采用的在鞍座磨擦副中安裝數(shù)千枚滾針的方案,使鞍座順利推移到位。采用這種復(fù)合減摩技術(shù)使磨擦系數(shù)降低1倍以上,大大節(jié)省了施工費用。此外,主塔表面和鋼纜都采用了表面涂裝防護(hù),主塔表面總漆膜厚度達(dá)280μm。涂裝壽命為5年,修復(fù)不需鏟除只需在原涂裝上再次涂覆。
(2)公路 專用公路采用封閉管理,為保證晝夜行車安全,設(shè)有公路防眩網(wǎng)及護(hù)欄,網(wǎng)和護(hù)欄波形梁表面采用熱浸鍍鋅防護(hù),鋅層厚度在61~85μm。
(3)碼頭在三峽壩區(qū)設(shè)有一座楊家灣港口集裝箱、雜貨碼頭和一座重型設(shè)備裝卸的重件碼頭。碼頭是三峽壩區(qū)水上的貨物吞吐口,保證安全運(yùn)作十分重要。
楊家灣碼頭的水下φ800/1000的鋼管樁是碼頭的基礎(chǔ),鋼管樁采用16mm的3號鎮(zhèn)靜甲類鋼,其表面用氯化橡膠鋁粉和氯化橡膠防腐漆進(jìn)行處理。
2×300/50t重件碼頭的起吊設(shè)備為2臺300t小車的橋式起重機(jī),橋架結(jié)構(gòu)總重300t。橋機(jī)及吊梁金屬結(jié)構(gòu)的所有內(nèi)、外表面,機(jī)械零部件非接觸表面,都進(jìn)行了表面涂裝處理。表面先經(jīng)噴丸、機(jī)械手或手工除銹處理,然后涂以底漆、中間漆和面漆,分別采用環(huán)氧鐵紅車間底漆、環(huán)氧云鐵防銹漆和可涂覆聚氨酯面漆。
(4)粉煤灰儲運(yùn)罐罐體為鋼結(jié)構(gòu),全部儲運(yùn)罐總重約1830t,對其罐體、中轉(zhuǎn)倉進(jìn)行涂裝處理,用鐵紅為底漆,合成樹脂調(diào)和漆用作中間漆和面漆,輸送粉煤灰的地下管道用環(huán)氧煤焦油瀝青涂料。
表面工程在三峽工程的應(yīng)用實踐,不但起到了對金屬和非金屬表面的防護(hù)作用,還增添了建筑物的美感。據(jù)不全面的檢查,涂復(fù)材料和工藝的應(yīng)用是成功的,其使用壽命還有待進(jìn)一步跟蹤調(diào)查和考驗。
4 機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)表面技術(shù)應(yīng)用展望
迄今為止,三峽工程機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)工作還在進(jìn)行中。已完成招標(biāo)的項目有左岸電站14臺700MW水輪發(fā)電機(jī)組,合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和永久船閘閘門及金屬結(jié)構(gòu))采用國內(nèi)公開招標(biāo),合同金額10.7億元。
現(xiàn)在在正進(jìn)行500kV高壓電氣設(shè)備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標(biāo),電站主廠房1200t橋式起重機(jī)國內(nèi)招標(biāo)、500kV電抗器,20kV大電流封閉線的招標(biāo)。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機(jī)等還未招標(biāo)。這些機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)是2003年發(fā)電、通航的關(guān)鍵設(shè)備,這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理,影響到設(shè)備的壽命、大壩整體建筑藝術(shù)處理甚至設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。
4.1 水輪發(fā)電機(jī)組和輔助電氣設(shè)備的應(yīng)用展望
在機(jī)組招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)范和合同文件中,對工廠涂裝和保護(hù)涂層都有明確的規(guī)定,明確規(guī)定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164進(jìn)行表面涂層處理。明確規(guī)定涂層必須在合適的氣候條件(環(huán)境溫度低于7C或金屬表面溫度小于外界空氣露點以上3C時不能進(jìn)行)。
同時明確了設(shè)備表面的清掃要求。選用溶劑清洗,進(jìn)行噴丸發(fā)亮處理。使金屬表面發(fā)亮呈均勻的灰白色。
對在運(yùn)輸過程中暴露在大氣中的重要機(jī)械加工的黑色金屬表面,先用溶劑清洗干凈,并涂一層厚的防銹化合物。
所有暴露在大氣中黑色金屬非機(jī)械加工表面,如水泵、空壓機(jī)外表面需噴砂發(fā)亮處理。再涂2層防銹漆,并明確涂層厚度要求。
所有與混凝土接觸的非配合黑色金屬埋件表面,如水輪機(jī)蝸殼外表面需進(jìn)行機(jī)械清掃。并涂一層保護(hù)層,便于運(yùn)輸、堆放。在安裝時必須先清理保護(hù)層,以利埋件表面與混凝土有效結(jié)合。
所有與水接觸的非配合黑色金屬表面,如活動導(dǎo)葉表面,蝸殼內(nèi)表面,需用噴砂發(fā)亮處理,流道內(nèi)的焊縫需用砂輪打磨光滑,在工廠涂兩層環(huán)氧樹脂富鋅漆,安裝后再涂一層保護(hù)漆。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是在含沙水流中運(yùn)轉(zhuǎn)的部件,其不銹鋼表面未要求特殊處理。
所有盤、柜、壓力油罐、泵組和管道外表面,在機(jī)械清掃后深4層裝飾顏色涂料。盤柜的非工作內(nèi)表面,進(jìn)行機(jī)械清掃后,再涂兩層防護(hù)漆。
對油罐鐵質(zhì)金屬全部內(nèi)表面需進(jìn)行噴砂處理,直至露出金屬光澤為止,再按要求涂保護(hù)層。
其他小型輔助設(shè)備,如電動機(jī)、接觸器、開關(guān)和其他設(shè)備的表面,需按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行涂覆。
4.2 水工閘門和金屆結(jié)構(gòu)的應(yīng)用展望
在水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)文件中,參考了三峽地區(qū)掛片試驗的成果,按國家和行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),對不同工作環(huán)境下工作的設(shè)備和構(gòu)件,提出了不同的要求。
對經(jīng)常處于水下或干濕交替環(huán)境,不易檢修,或檢修對航運(yùn)、發(fā)電及泄洪有重要影響的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。要求采用具有高機(jī)械強(qiáng)度的防腐體系,有較好的抗沖刷能力,附著力極強(qiáng),抗微生物和附著生物的性能優(yōu)異,其保護(hù)年限長達(dá)20年。
對經(jīng)常處于水下或干濕交替的環(huán)境,但易檢修且對發(fā)電、航運(yùn)、泄洪影響不大的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備。要求采用粘附力強(qiáng)、耐水性的、抗微生物和附著生物性能優(yōu)異的防腐體系,其保護(hù)年限可達(dá)10年。
對在大氣環(huán)境中,包括室內(nèi)與室外的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備,要求采用具有較強(qiáng)的耐氣候變化性能的裝飾性能好的防腐體系,表面涂料要求不易變色,不粉化,其保護(hù)年限應(yīng)達(dá)15~20年。
對這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理,要求按國標(biāo)GB6484-6487規(guī)定,要求基體清潔度達(dá)到GB8923規(guī)定的Sa2.5級。
對防腐材料亦作明確的規(guī)定,要求采用國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列,底、中、面漆最好選用同一廠家產(chǎn)品。
對各類水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的具體表面涂覆要求,合同中都有具體規(guī)定,例如:
永久船閘人字工作門和第一閘首事故檢修門及其埋件,總重約23865.2t。門體和底層采用熱噴鋅,最小局部厚度不小于160μm,封閉層為磷化底漆一道,面漆為氯化橡膠兩道,干膜厚度100μm,涂層總厚不小于260μm。
電站壓力輸水鋼管14條,總重2萬余t,對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁,底漆采用無機(jī)富鋅漆,面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆,漆膜總厚度不小于450μm,鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿,厚度約500μm。
電站壓力輸水鋼管14條,總重2萬余t,對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁,底漆采用無機(jī)富鋅漆,面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆,漆膜總厚度不小于450μm,鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿,厚度約500μm。
電站進(jìn)水口快速工作閘門、排沙孔工作門約4911t,表面涂覆采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐。熱噴鋅厚度為120~160μm,封閉漆為不飽和乙烯樹脂一道,干膜厚30μm,中間漆環(huán)氧云鐵一道,干膜厚50μm,面漆為改性耐磨壞氧兩道,干膜厚100μm。涂層總厚300~340μm。
泄洪深孔弧形工作閘門23扇、排漂孔弧形工作閘門2扇及其埋件,息重約10306t。門體采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐休系。要求熱噴鋅厚120~160μm,封閉漆為不飽和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆壞氧云鐵一道,干膜厚50μm,面漆為環(huán)氧金剛沙二道,干膜厚100μm。涂層總厚300~400μm。
5 結(jié)語
表面工程技術(shù)在三峽工程的應(yīng)用,一直受到國家有關(guān)部門、單位的重視,通過上述的討論,我們可以看到表面技術(shù)與三峽工程成功建設(shè)、運(yùn)行可靠和市省維護(hù)費用息息相關(guān)。
(1)三峽工程在中國國家科技攻關(guān)項目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關(guān)項目的安排,在三峽工程重新論證和投計審查中,始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護(hù)等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后,為有效的使用有關(guān)表面處理材料和適應(yīng)三峽壩區(qū)的環(huán)境,迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗,以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝,以使表面材料應(yīng)用達(dá)到壽命長、裝飾美的效果。
責(zé)任編輯:電力交易小郭
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