1、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
2、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 electrochemical corrosion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 corrosion rate单位时间内金属腐蚀效应的数值。2.0.4 腐蚀裕量 corrosion allowance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 galvanic corrosion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-current2在非
3、指定回路上流动的电流。2.0.7 杂散电流腐蚀 stray-current corrosion由杂散电流引起的腐蚀。2.0.8 腐蚀电流 corrosion current 参与电极反应，直接造成腐蚀的电流强度。2.0.9 腐蚀电位 corrosion potential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 free corrosion potential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 protective potential range适应于特殊目的，使金属达到合乎要求的
4、耐蚀性所需的腐蚀电位值之区间。2.0.12 保护电位 protective potential 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 protective current density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 cathodic protection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 sacrificial anode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 sacrificial anode cathodic protection由牺
5、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 impressd current cathodic protection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 degree of protection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 over protection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 reference electrode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 anode shield为使阳极的输出电流分布到较远的阴极
6、，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 water connection resistance阴极保护系统中阳极在水中的界面电阻。2.0.23 开路电位 open potential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 closed potential在电解质中牺牲阳极工作状态下的电位。2.0.25 驱动电压 driving voltage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 utilization coefficient for sacrificial anode牺牲阳极使
7、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 theoretical current capacity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 practical current capacity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 surface preparation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 secondary surface preparation对已经一次除锈并有保养底漆
8、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 preparation grade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 metal spraying4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
9、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 weather resistance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 coating aging 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 coating defect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。
10、2.0.41 包覆 covering cladding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
11、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按港工设计水位设计高水位加（ 0+1.0m）以上大气区下界至设计高水位减 0 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
12、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： 0 值为设计高水位时的重现期 50 年，H 1%（波列累积频率为 1%的波高）波峰面高度 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。63.6 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
13、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： =K（ 1-P） t1+(t-t1) (3.9)式中 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
14、/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：表中平均腐蚀速度适用于 pH=410 的环境条件，对有严重污染的环境，应适当增大。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。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。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
15、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 P40平均水位至设计低水位 40 P90设计低水位以下 P903.12 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
16、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
17、结构，施工结束后应予以拆出。83.19 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 1
18、mm 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
19、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
20、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表面清洁度最低等级涂料品种喷射或抛射除锈 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
21、为 Sa3）不允许环氧沥青漆、聚氨酯漆 Sa2 St34.2.4.2 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10Ry 40100m 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（m） 表 4.2.5涂装系统 常规防腐涂料 厚浆型重防腐涂料
22、金属热喷涂涂层厚度 100250 400800 100300粗糙度 Ry 4070 60100 4085Ry 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
23、.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
24、 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
25、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。12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（m）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 聚氨酯漆 丙烯酸树脂漆面层 氟碳涂料100150I 聚氨酯漆II 丙烯酸树脂漆1020同品
26、种底面层配 套 III 氟碳涂料300350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 氯化橡胶漆 聚氨酯漆面层 丙烯酸树脂漆80120I 氯化橡胶漆II 聚氨酯漆510同品种底面层配套 III 丙烯酸树脂漆220250注：涂层厚度按漆膜厚度测定法（GB1764）测定。不同底漆的表面处理应按表 4.2.4.确定。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（m）底 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 75 环氧树脂漆中间层 环氧云铁防锈漆300 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆面
27、层 丙烯酸树脂漆100125 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆 丙烯酸树脂漆1020同品种底面层配 套IV 环氧沥青漆450500底 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 40 环氧树脂漆 聚氨酯漆中间层 氯化橡胶漆200 厚浆型环氧漆 氯化橡胶漆 聚氨酯漆面 层IV 丙烯酸树脂漆75100 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆 氯化橡胶漆510同品种底面层配套IV 环氧沥青漆300350注：涂层厚度按漆膜厚度测定法（GB1764）测定。不同底漆的表面处理应按表 4.2.4.确定。表列各种涂料、系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。14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（m）底
28、 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 75 环氧树脂漆中间层 聚氨酯漆250300 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆面 层 氯化橡胶漆125 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆1020同品种底面层配 套 环氧沥青漆450500底 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 75 环氧树脂漆 聚氨酯漆中间层 氯化橡胶漆150 厚浆型环氧漆 氯化橡胶漆面 层 聚氨酯漆75100 厚浆型环氧漆 聚氨酯漆 氯化橡胶漆510同品种底面层配 套IV 环氧沥青漆300350注：涂层厚度按漆膜厚度测定法（GB1764）测定。不同底漆的表面处理应按表 4.2.4.确定。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
29、 表 4.3.8环境区域 配 套 涂 料 名 称平均涂层厚度（m）底 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 75环氧云铁涂料中间层环氧玻璃磷片涂料350400大气区面 层 氟碳涂料 100底 层 富锌漆（无机或有机富锌漆） 75 环氧云铁涂料 400中间层 环氧玻璃磷片涂料 350 环氧重型防腐涂料 厚浆型聚氨酯涂料面 层 厚浆型环氧玻璃磷片涂料250300 环氧重型防腐涂料 800 厚浆型聚氨酯涂料 800浪溅区、水位变动区、水下区同品种底面层配 套 厚浆型环氧玻璃磷片涂料 700注：涂层厚度按漆膜厚度测定法（GB1764）测定。不同底漆的表面处理应按表 4.2.4.确定。表列各种涂料、系指该涂料
30、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16稀土合金）或锌合金。热喷涂金属丝应光洁、无锈、无油、无折痕，一般选用的金属丝直径为 2.00mm 或 3.0 mm。4.4.5 喷涂
31、用金属材料应符合下列要求：锌应符合 GB470 规定的 Zn-1 质量要求，Zn99.99%：铝应符合 GB3190 中规定的 L2的质量要求，Al99.5%；锌合金中锌的成分应符合 GB470 中 Zn-1 的质量要求，即 Zn99.99%，铝的成分应符合 GB3190 中 L2的质量要求，即 Al99.5%。锌铝合金的成分组成为锌 85%87%，铝 13%15%，常用的锌铝合金是85%Zn,15%Al。铝镁合金的含镁量为 4.8%5.5%，其余为铝。合金中金属元素的含量允许偏差量为规定值的1%。Ac 铝为铝稀土中的铝硒合金，其中硒的含量为 0.1%0.3%，其余为铝。4.4.6 当采用合金
32、为喷涂材料时，合金成分的标记方法应符合 GB/T9793金属和其它无机覆盖层 热喷涂锌、铝及其合金的规定。4.4.7 采用金属热喷涂层的钢结构件，应与未喷涂构件电绝缘或对未喷涂部位实施阴极保护，以避免热喷涂层过早溶解破坏。4.4.8 海港工程钢结构所用的金属热喷涂层必须采用封闭剂和封闭涂料进行封孔处理，封闭后为美观或延长涂层系统的保护寿命，宜选用适当的防腐涂料进行涂装。封闭剂应具有较低的粘度，易渗入到金属涂层的孔隙中，并与金属涂层具有良好的相容性。涂装涂料应与金属涂层和封闭剂有相容性并对所处环境有良好的耐蚀性。金属热喷涂常用的封闭剂、封闭涂料和涂装涂料可参见附录B 表 B1。4.4.9 金属热
33、喷涂材料、涂层系统和涂层的厚度应根据钢结构所处的环境部位、维护和使用要求确定。海港工程钢结构各典型部位的金属喷涂系统可参照表4.4.9-1 至表 4.4.9-2 选定。但应注意表 4.4.9-1 至表 4.4.9-2 仅就环境条件和保护年限要求对热喷涂层系统的配套和最小局部厚度提出的一般要求，在防腐蚀设计中还应符合如下要求：（1） 海港工程钢结构的热喷涂材料宜选用铝、铝合金或锌合金；（2） 海港工程钢结构的涂层系统应带有封闭并选用封闭加涂装涂料的配套；（3） 应根据环境的腐蚀性和维护管理需要增加金属涂层的厚度。大气区金属喷涂系统 表 4.4.9-1设计使用年限（a）涂层类型 最小局部厚度（m）
34、喷锌+封闭 250+60喷铝+封闭 200+60Ac 铝+封闭 150+60喷锌 +封闭+涂装 250+30+100喷铝 +封闭+涂装 200+30+10020 年Ac 铝+封闭涂装 150+30+100喷锌+封闭 160+60喷铝+封闭 120+60Ac 铝+封闭 100+60喷锌 +封闭+涂装 160+30+100喷铝 +封闭+涂装 120+30+1001020 年Ac 铝+封闭涂装 100+30+100浪溅区、水位变动区金属喷涂系统 表 4.4.9-2设计使用年限（a） 涂层类型 最小局部厚度（m）喷铝+封闭 250+60Ac 铝+ 封闭 200+60喷铝+封闭+涂装 250+30+10
35、020 年Ac 铝+ 封闭 200+30+100喷铝+封闭 150+60Ac 铝+ 封闭 150+60Ac 铝+封闭 +涂装 150+60+1001020 年喷铝+封闭+涂装 150+30+10018喷铝+封闭 100+30Ac 铝+ 封闭 100+30喷铝+封闭+涂装 100+30+60510 年Ac 铝+封闭 +涂装 100+30+604.5 阴极保护4.5.1 一般要求4.5.1.1 阴极保护适用于海港工程平均水位以下钢结构的防腐蚀.4.5.1.2 阴极保护可采用牺牲阳极保护系统、外加电流保护系统或上述两种系统的联合。4.5.1.3 对预应力桩与钢桩混合使用的工程宜才用牺牲阳极阴极保护系
36、统。当采用外加电流阴极保护方式时，必须严格执行本规范的最大保护电位限制，不应出现过保护现象。4.5.1.4 阴极保护设计应综合考虑结构因素和环境因素，设计时应收集如下资料，必要时可进行现场测定：（1） 钢结构的材质、外形尺寸、表面状况，与相邻结构物的关系；（2） 介质的盐度或化学成分（氯离子、钙离子、硫酸根离子等）；（3） 介质的温度、含氧量、电阻率、pH 值；（4） 波浪、潮位、海水流速、水中泥沙含量等；（5） 介质的污染情况（氧化还原电位、化学耗氧量、硫酸盐还原菌数等）。4.5.1.5 阴极保护测量用参比电极应具有极化小，稳定性好，不易损坏，使用寿命长等特性，并应适用所处的环境介质，其类型
37、及主要技术性能可参照GB7387-99船用参比电极技术条件和表 4.5.1-1 选用。常用参比电极的主要技术性能和适用环境表 4.5.1-1名 称 电极结构电位（相对标准氢电极 V）环 境饱和甘汞电极Hg/HgCl2（饱和KCl）+0.242 淡水 海水饱和硫酸铜电极 Cu/ CuSO4（饱和） +0.316海水、淡水、土壤海水氯化银电极 Ag/AgCl（海水） +0.250 海水锌合金电极 Zn 合金 -0.784海水、淡水、土壤4.5.1.6 海港工程钢结构的保护电位应符合表 4.5.1-2 的规定。钢结构的保护电位表 4.5.1-2参比电极Cu/CuSO4 Ag/AgCl Zn 合金环境
38、、材质保护电位（V）最正值 -0.85 -0.78 +0.25含氧环境中的钢最负值 -1.10 -1.05 +0.00最正值 -0.95 -0.90 +0.15缺氧环境中的钢（有硫酸盐还原菌腐蚀）最负值 -1.10 -1.05 +0.00最正值 -0.85 -0.78 +0.25高强钢（s700MPa） 最负值 -1.00 -0.95 +0.104.5.1.7 阴极保护面积包括水位变动区、水下区和泥下区钢结构的表面积。钢结构的表面积根据 3.1.4 条的规定按几何表面计算。204.5.1.8 海港工程钢结构的初期保护电流密度可参照表 4.5.1-3 选值，必要时可通过现场试验确定。有防腐涂层的
39、钢结构，可参照附录 H 中的破损率取值乘以表 4.5.1-3 中的选值。海港工程钢结构的初期保护电流密度 表 4.5.1-3保护电流密度（mA/m 2）环境介质钢结构表面状态 初始值 维持值 末期值静止海水 裸钢 100130 5570 7090流动海水 裸钢 150180 6080 80100海泥 裸钢 25 20 20海水堆石 裸钢 6090 4050 5075海水中混凝土或水泥砂浆包覆 裸钢 1025水位变动区混凝土中 钢筋 5204.5.1.9 采用阴极保护的钢结构必须确保每一个设计单元或整体具有良好的通电连续性，其连接方式可采用直接焊接，焊接钢筋连接或电缆连接。其连接点面积应大于连接
40、用钢筋或电缆的截面积，连接电阻应0.01。4.5.1.10 总保护电流量 I 可按式(4.5.1.9)计算：I=I n+If=i nsn+If (4.5.1)式中： I 保护所需的总电流（A）；In 被保护钢结构各分部位的保护电流（A）；in 被保护钢结构各分部位的初期保护电流密度（A/m 2）sn 被保护钢结构各分部位的保护面积（m 2）If 其他附加保护电流（A）。4.5.2 牺牲阳极阴极保护4.5.2.1 牺牲阳极阴极保护系统适用于电阻率小于 500.cm 的海水或淡海水、位于平均水位以下的海港工程钢结构的防腐蚀。4.5.2.2 牺牲阳极材料应具有足够负的电极电位。在使用期内应能保持表面
41、的活性，溶解均匀、腐蚀产物易于脱落，理论电容量大，易于加工制造，材料来源充足、价廉等特点。4.5.2.3 海港工程中一般使用铝合金或锌合金牺牲阳极。其材料品种、化学成分、电化学性能、金相组织、表面质量等应符合 GB4948铝-锌-铟系合金牺牲阳极和 GB4950锌-铝-镉合金牺牲阳极的规定。4.5.2.4 牺牲阳极材料对环境的适用性参见表 4.5.2，设计时可根据环境介质条件和经济因素选择适用的阳极材料。牺牲阳极材料适用的环境介质 表 4.5.2阳极材料 环境介质 适用性海水、淡海水（电阻率小于 500.cm）可用铝合金海泥 慎重用海水、淡海水（电阻率小于 500.cm）可用锌合金海泥中 可用
42、4.5.2.5 牺牲阳极的几何尺寸和重量应能满足阳极初期发生电流、末期发生电流和使用年限的要求，其型号、规格可按 GB4948 和 GB4950 选用，亦可另行设计。4.5.2.6 牺牲阳极的铁芯结构应能保证在整个使用期间与阳极体的电连接，并能承受自重和使用环境所施加的荷载。其埋设方式和接触电阻应符合 GB4948和 GB4950 的规定。4.5.2.7 牺牲阳极阴极保护所需的阳极数量、重量、表面积必须同时满足初期电流、维护电流、末期电流的需求。牺牲阳极的发生电流量和接水电阻可按附录 C 计算。牺牲阳极的数量和使用年限可按附录 D 计算。224.5.2.8 牺牲阳极的布置应使被保护钢结构的表面
43、电位均匀分布，宜采用均匀布置。牺牲阳极的安装位置应满足如下的要求：（1） 牺牲阳极的安装顶标高与设计低水位的距离不小于 1.2m；（2） 牺牲阳极的安装底标高与海泥面的距离不小于 1.0m；4.5.2.9 牺牲阳极与被保护钢结构间的距离不宜小于 10cm，当小于 10 cm 时宜在牺牲阳极与被保护钢结构之间设屏蔽层。其尺寸可参照附录 E 计算。屏蔽层的材料及技术指标应符合 GB7788船舶及海洋工程阳极屏涂料通用技术条件的规定。当牺牲阳极紧贴钢结构表面安装时，除按规定装配屏蔽层外，还应对贴近钢结构表面的牺牲阳极底面进行绝缘涂装。4.5.2.10 牺牲阳极的安装方式可采用焊接、螺栓连接或电缆连接
44、。采用螺栓连接时应采取妥善措施，确保在牺牲阳极的有效使用期限内，牺牲阳极与被保护钢结构之间的连接电阻不大于 0.01。采用电缆连接时，应确保牺牲阳极在阳极的有效使用期限内，与被保护钢结构有适当的距离，并保证接头和电缆的牢固程度、密封和绝缘性能。4.5.3 外加电流保护4.5.3.1 外加电流阴极保护系统一般包括辅助阳极、直流电源、参比电极、检测设备和电缆。4.5.3.2 外加电流阴极保护用辅助阳极的设计应满足下列要求：（1） 辅助阳极的性能应符合 GB/T 7388船用辅助阳极技术条件 的规定；当采用埋地式高硅铸铁阳极时，其外观、化学成分及机械性能应符合GB8491高硅耐蚀铸铁件的有关规定；（
45、2） 辅助阳极应以均匀布置为原则，确保钢结构各部位电流分布均匀，其数量和位置应能保证钢结构各部位的保护电位符合 4.5.1.5 条要求；（3） 辅助阳极的布置方式有远阳极和近阳极两种。当采用远阳极布置时，应采取措施避免或消除杂散电流对临近钢结构和停靠船舶的影响。远阳极与被保护钢结构的距离一般不超过 100m。海港工程钢结构常用的近阳极布置方式有支架式和悬臂式。采用近阳极布置时，应避免局部过保护现象。辅助阳极与被保护钢结构的最小距离应根据阳极的输出电流和介质的电阻率等确定，一般不应小于 1.5m。当辅助阳极与被保护钢结构的距离小于 1.5m 时，应使用阳极屏蔽层（板），其尺寸可按附录 E 计算；
46、（4） 辅助阳极的材料及几何形状应根据设计使用年限、使用条件、被保护钢结构的形式、阳极材料的性能和适用性综合确定，常用辅助阳极的性能和几何形状可参照附录 F 选用；（5） 辅助阳极接头的水密性应符合 GB/T7388 的规定，接头的绝缘电阻应大于1M。其耐用年限应与阳极体的设计使用年限相一致；（6） 辅助阳极的绝缘座，绝缘密封材料，阳极电缆以及靠近阳极的支架或阳极保护套管，应采用耐海水、耐碱、耐氯气腐蚀的材料制成；（7） 应根据使用条件和安装方式，对阳极体和阳极电缆提供适当的保护，以免发生机械损伤或破坏。（8） 辅助阳极的接水电阻可参照附录 C 的相应公式计算。（9） 当采用埋地式远阳极时，必
47、要时可考虑包填含碳回填料，以便降低阳极的接地电阻，减少阳极的初期消耗并克服气阻现象。4.5.3.3 外加电流阴极保护系统的直流电源应满足如下要求：（1） 用作直流电源的整流器或恒电位仪，应具有技术性能稳定可靠，环境适应性强等特点，其外壳应采用防干扰的金属外壳，并应进行妥善的防腐处理；（2） 当采用整流器作为直流电源时，其性能指标、适应环境的能力应在设计中做出明确的规定。（3） 直流电源的输出电流、输出电压应根据使用条件、辅助阳极的类型、被保护结构所需电流和保护系统回路电阻计算确定，并参照 GB3220船用恒电位仪技术条件选用适当的规格。（4） 直流电源的输出功率应满足保护所需的电流量，考虑到电
48、流的分配效率，保护系统的总输出功率应大于由保护电流和输出电压所计算出的功率，直流电源的总功率可按式 4.5.3-1 及式 4.5.3-2 计算：单台直流电源功率 Pi（W）：Pi=VI=( )2R （4.5.3-1）mi1I24式中： V 直流电源的输出电压（V）；I 直流电源的输出电流（A）；Ii 每支阳极的发生电流量（A）；m 单台直流电源所担负的阳极数量；R 阴极保护回路的总电阻（），包括阳极接水电阻、电缆导线电阻和介质电阻。直流电源总功率 W（P）：W=K （4.5.3-2）1nii式中： K 安全系数，其取值范围为：1.251.50；n 直流电源的台数；Wi 单个整流器的输出功率。（5） 直流电源的布置应根据电源的台数、钢结构的型式、平面布置条件、维护管理和经济因素确定。电源可集中布置在若干个控制室中，也可分散布置在被保护钢结构工程的相应位置上。4.5.3.4 参比电极的性能和使用环境应符合 4.5.1-4 的要求，其规格、型号、技术质量指标应满足 GB7387-99船用参比电极技术条件的规定；其使用年限及更换方式应在设计文件中予以明确。4.5.3.5 参比电极的安装位置和数量应根据被保护钢结构和阴极保护系统的有关设计参数确定，每台直流电源必须布置一个以上的参比电极。4.5
