ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
РУКОВОДСТВО
ПО ЗАЩИТЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ И РЕМОНТУ
ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
УТВЕРЖДЕНО распоряжением Минтранса России N ОС-858-p от 09.10.2002 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Руководство по защите металлоконструкций от коррозии и ремонту лакокрасочных покрытий металлических пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов разработано специалистами Московского государственного университета путей сообщения (МИИТа): канд. техн. наук В.К.Матвеевым (руководитель разработки), инж. К.М.Шевчуком; АО "ЦНИИС": канд. хим. наук Глазманом Ф.Б., инж. Б.И.Ройтманом; Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ГУП ВНИИЖТ) МПС России: с.н.с. Г.М.Молгиной по заказу Департамента эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации. В подготовке материала принял участие канд. экон. наук, доцент кафедры маркетинга Саратовского государственного социально-экономического университета К.О.Распоров.
В Руководстве учтены замечания и предложения ГП "РосдорНИИ" (канд. техн. наук Е.Н.Щетининой), Комитета по дорожно-транспортному строительству дорог при правительстве Саратовской области, ООО "Барс", ЗАО "Институт Стройпроект", ГОУ ВПО ВГАСУ, ООО предприятие "Инвестстройиндустрия", ООО Научно-производственное предприятие "Разноцвет", ООО "СК Паритет-МК", ООО "Мобил строй XXI", профессора кафедры "Мосты" МИИТа В.О.Осипова.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Область применения
1.1.1. Настоящее руководство распространяется на полное или частичное восстановление защитных покрытий металлических конструкций эксплуатируемых автодорожных мостов на автомобильных дорогах общего пользования и предназначается для использования специализированными подрядными организациями и дорожно-эксплуатационными службами Федеральной дорожной службы Министерства транспорта Российской Федерации при организации, производстве и контроле качества работ по текущему содержанию и капитальному ремонту.
1.1.2. В руководстве изложены требования к выбору систем защитных покрытий, к подготовке поверхности перед окрашиванием, к лакокрасочным материалам и технологии их нанесения, к безопасному ведению работ и экологической безопасности. Положения, изложенные в руководстве, должны соблюдаться при текущем содержании, планово-предупредительных, капитальных ремонтах и реконструкции эксплуатируемых автодорожных мостовых сооружений.
Руководство регламентирует порядок проведения мероприятий по организации надзора за состоянием защитных противокоррозионных покрытий несущих и ограждающих металлических конструкций, методы оценки их технического состояния, а также работы, проведение которых обеспечивает нормальные условия эксплуатации покрытий металлоконструкций мостовых сооружений эксплуатируемых автодорожных мостов:
- периодический контроль состояния защитных покрытий для обеспечения нормальных условий эксплуатации и уточнения сроков профилактических работ и ремонта покрытия;
- регулярная ремонтная частичная или сплошная окраска конструкций в рамках работ по содержанию и при проведении периодических профилактических работ;
- оценка технического состояния защитных покрытий конструкций перед ремонтами и другими работами, которые не могут быть в полном объеме осуществлены дорожно-эксплуатационными службами;
- специальные обследования состояния конструкций и защитных покрытий при участии специалистов по защите конструкций от коррозии с разработкой регламента или проекта защиты от коррозии и проекта производства работ по защите от коррозии металлоконструкций с учетом выбранной системы покрытия и установленного технологического процесса;
- капитальный ремонт и полная замена защитных покрытий;
- контроль качества выполнения работ.
1.1.3. Нормативные ссылки, термины и определения понятий по коррозии и защите от коррозии металлических конструкций, использованные в настоящем руководстве, приведены в приложении 1.
1.2. Виды коррозии
1.2.1. Коррозией называется необратимый процесс разрушения металла под влиянием химического или электрохимического воздействия внешней среды, в результате которого образуются продукты коррозии (окись, гидроокись железа и т.д.), т.е. ржавчина.
Для металлоконструкций мостов характерна электрохимическая коррозия, при которой на поверхности корродирующего металла образуются анодные и катодные участки. При воздействии влаги, которому подвергаются элементы металлоконструкций, происходит электрическое соединение анодных и катодных участков между собой.
1.2.2. Создаваемая движущимся автотранспортом среда, насыщенная образующимися в выхлопе газообразными агрессивными соединениями, а в период применения антиобледенительных средств и хлоридами, а также грязь, попадающая с проезжей части и автотранспорта на металлоконструкции, отрицательно действуют на покрытие и металл, значительно увеличивая скорость развития коррозии, особенно в местах с затрудненным проветриванием. На скорость коррозии также влияет механическое воздействие на лакокрасочное покрытие песка, щебня и рабочих органов дорожной техники, которые могут приводить к механическому повреждению покрытия. При наличии внешней причины в виде блуждающих токов коррозия обычно усиливается.
Скорость проникновения коррозии может достигать 0,1-0,4 мм в год и более. Образующиеся при этом продукты коррозии имеют объем в 5-7 раз больший, чем коррозированный металл.
1.2.3. При оценке технического состояния конструкций, пораженных коррозией, прежде всего, необходимо определить вид коррозии. Это дает возможность разработать наиболее обоснованные мероприятия по восстановлению несущей способности и защите конструкций от коррозии.
1.2.4. По характеру разрушения поверхности металлоконструкций мостов можно выделить следующие основные виды коррозии:
Сплошная (равномерная) коррозия - характеризуется относительно равномерным по всей поверхности уменьшением толщины сечения элемента. Сплошная коррозия обычно встречается на конструкциях с разрушенным и длительное время не ремонтировавшимся защитным покрытием. Она обусловлена равномерным воздействием внешней среды на всю поверхность конструкции (см. рис.П.2.15).
Местная или локальная (пятнами) коррозия - сосредоточена на отдельных участках поверхности металла. Характеризуется небольшой глубиной проникновения коррозии по сравнению с поперечными (в поверхности) размерами коррозионных поражений. Пораженные участки покрываются продуктами коррозии как и при сплошной коррозии, однако поражаются и покрываются продуктами коррозии лишь локальные участки поверхности. Коррозия пятнами обычно обусловлена повышением агрессивности среды на локальных участках вследствие попадания на поверхность конструкции конденсата, атмосферной влаги, локального накопления или отложения солей и др.
Язвенная коррозия - вид коррозии, характеризующийся появлением на поверхности конструкции повреждений, глубина и поперечные размеры которых (до нескольких миллиметров) соизмеримы (см. рис.П.2.16, П.2.19б).
Местная или язвенная коррозия может развиваться под слоем защитного покрытия. Такую форму коррозии называют подпленочной коррозией (см. рис.П.2.14, П.2.16). Подпленочная коррозия нарушает адгезию защитного покрытия.
1.2.5. На корродирующей поверхности, как правило, могут присутствовать одновременно различные виды коррозионных повреждений. Со временем на одном и том же участке поверхности возможен переход от одного вида коррозии в другой. Например, подпленочная коррозия может перейти в коррозию пятнами, затем в общую коррозию (см. рис.П.2.17), в том числе с образованием глубоких язв. Язвенная и местная коррозия - наиболее опасные виды коррозии, так как ее развитие может приводить к достаточно быстрому уменьшению площади сечения элемента на локальном участке (см. рис.П.2.19-П.2.21), в то время как общее внешнее состояние противокоррозионного покрытия будет удовлетворительным.
1.3. Методы защиты от коррозии
1.3.1. Защиту металлоконструкций пролетных строений мостовых сооружений от коррозии следует осуществлять:
- лакокрасочными покрытиями;
- комбинированными металлизационно-лакокрасочными покрытиями.
Защиту от коррозии ограждающих конструкций мостового полотна: барьерного ограждения, перил и т.п. следует осуществлять методом горячего цинкования либо гальванизацией.
1.3.2. Основным способом защиты от коррозии эксплуатируемых мостов является нанесение на металлоконструкции лакокрасочных покрытий (окрашивание), препятствующее проникновению к поверхности металла влаги, агрессивных газов и жидкостей. Лакокрасочные покрытия, как правило, состоят из одного или нескольких слоев грунтовки и нескольких слоев покрывных материалов, адгезионно связанных с защищаемой поверхностью. Покрытие получается нанесением жидких лакокрасочных материалов на окрашиваемую поверхность с последующим формированием пленки. Перечень рекомендуемых лакокрасочных материалов и их краткие характеристики приведены в справочном приложении 4.
1.3.3. Качественное покрытие замедляет коррозионные процессы, но со временем в нем происходят процессы старения, изменяющие физико-механические свойства покрытия, оно приходит в негодность и требует восстановления. Эффективный срок службы лакокрасочного покрытия (ЛКП) должен быть не менее 5-15 лет и зависит от качества и свойств примененных материалов, толщины и числа слоев, качества подготовки поверхности, степени агрессивного воздействия. При несоблюдении требований технологии процесса окрашивания эффективный срок службы лакокрасочного покрытия резко снижается.
1.3.4. Ряд поверхностей металлоконструкций мостов неизбежно, в силу своего расположения, испытывают повышенную коррозионную нагрузку. К элементам, эксплуатируемым в особо агрессивных условиях, в первую очередь, относятся элементы, расположенные непосредственно у проезжей части (ограждение безопасности, элементы ферм на высоте до 2-2,5 м от уровня проезда) и в зонах деформационных швов. Для долговременной и надежной защиты этих участков от коррозии целесообразно применение комбинированных металлизационно-лакокрасочных покрытий, что позволяет значительно продлить срок противокоррозионной защиты металлоконструкции - до 30 и более лет.
1.3.5. В качестве металлизационных покрытий принимают цинковые, алюминиевые или цинк-алюминиевые покрытия. Надежная и длительная защита стали от атмосферной коррозии основана на том, что применяемые в металлизационных покрытиях цинк и алюминий по отношению к стали являются анодными металлами и защищают ее электрохимически. Способность металлизационных покрытий различного состава проявлять защитные антикоррозионные свойства проявляется по-разному в воздухе с разным составом:
- цинковые покрытия обеспечивают надежную защиту от коррозии в атмосфере, не загрязненной промышленными газами;
- алюминиевые покрытия устойчивы при воздействии промышленной атмосферы сернистых газов;
- цинк-алюминиевые покрытия более стойки в различных условиях атмосферной коррозии, чем цинковые или алюминиевые.
1.3.6. В зависимости от способа плавления напыляемого материала различают несколько методов металлизации. Наибольшее распространение получили электродуговой и газопламенный. Коррозионная стойкость покрытия, получаемого обоими методами, практически одинакова и определяется их толщиной.
1.3.7. Для блокировки поверхностно-активных точек металлизационного покрытия в каналах капилляров, предотвращающего возможность их взаимодействия с коррозионной средой, на металлизационное покрытие наносятся лакокрасочные материалы с низкой вязкостью и хорошей смачиваемостью.
1.3.8. Высокая стоимость материалов и работы по защите мостовых конструкций от коррозии методом металлизации ограничивают его применение. Однако при обработке только самых уязвимых и труднодоступных участков металлоконструкции эффект повышения долговечности сооружения превосходит соответствующее увеличение капиталовложений в производство противокоррозионной защиты.
1.4. Классификация конструкций
1.4.1. При выборе оптимальных систем покрытий и параметров технологического процесса, обеспечивающих заданный срок службы и требуемое качество выполнения работ, все поверхности металлоконструкций мостовых сооружений, подлежащие окраске, следует классифицировать по следующим параметрам:
- сложность доступа к поверхности;
- сложность выполнения технологических операций;
- ответственность конструкции;
- степень коррозионного воздействия.
1.4.2. В целях обоснованного определения фактических трудозатрат на ремонт при определении объемов работ поверхности конструкции целесообразно группировать на сходные по сложности доступа, сложности выполнения технологических операций и степени коррозионного воздействия. Примерная классификация элементов и деталей металлоконструкций пролетных строений дана в приложении 3.
1.4.3. В числе факторов, определяющих техническую возможность и сложность выполнения определенной операции технологического процесса окраски металлоконструкций мостовых сооружений тем или иным способом, существенное значение имеет доступность окрашиваемой поверхности. Восстановление противокоррозионного покрытия металлоконструкций эксплуатируемых мостов, как правило, значительно более трудоемкий процесс по сравнению с окраской конструкций новых мостов на строительной площадке. В условиях затрудненного доступа сложность и продолжительность выполнения технологических операций по ремонту и восстановлению противокоррозионных покрытий мостов может многократно возрастать.
Поверхности элементов по доступности для содержания и производства окрасочных работ классифицируются по группам:
A. Поверхности, доступные со штатных стационарных обустройств или с земли.
Б. Поверхности, доступные со штатных передвижных подмостей.
B. Поверхности, доступные после сооружения временных подмостей.
Г. Поверхности, доступные только с использованием альпинистского снаряжения.
Д. Поверхности, доступные после разборки определенных элементов конструкции.
Е. Недоступные поверхности.
1.4.4. Кроме указанной в п.1.4.3. классификации все обрабатываемые поверхности разделяются на внутренние и наружные.
1.4.5. При определении стоимости работ по ремонту покрытия при высоте конструкций более 4 м, обрабатываемых с лесов, подмостей, люлек и лестниц, применяется коэффициент к норме затрат труда и к основной заработной плате =1,1 [8]. При определении стоимости работ по ремонту покрытия на поверхностях групп В и Г устройство и разборка лесов, подмостей учитывается отдельно.
1.4.6. При определении стоимости работ по обработке поверхностей, отнесенных к группе Б, учитываются трудозатраты на перемещение рабочих, инструмента и оборудования на штатных передвижных подмостях к местам производства работ.
1.4.7. При определении стоимости работ по антикоррозионной защите внутренних поверхностей коробчатых пролетных строений учитываются затраты на доставку материалов, вынос отработанного абразива (для больших мостов на значительное расстояние), а также затраты на обеспечение принудительной вентиляции внутри коробок.
1.4.8. Некоторые внутренние поверхности становятся доступными только после разборки определенных элементов конструкции. При определении стоимости работ по ремонту покрытия на поверхностях группы Д отдельно учитываются необходимые разборка и монтаж элементов конструкции.
1.4.9. Наиболее простыми с точки зрения доступа являются балочные пролетные строения со сплошной стенкой. В таких конструкциях доступ затруднен, как правило, только к фасадным поверхностям балок, а при отсутствии смотровых передвижных подмостей - к нижним поверхностям нижних поясов балок. Сложным для окраски типом пролетных строений являются арочные мосты с ездой поверху. Для таких конструкций мостов площадь труднодоступных поверхностей, отнесенных к группе "Г", может достигать 10%. Технологический процесс ремонта и восстановления защитного покрытия, особенно подготовка поверхностей к окрашиванию, для таких конструкций требует значительных трудозатрат и может занимать продолжительное время. Не менее сложными конструкциями для выполнения ремонта и восстановления покрытия являются металлические сквозные фермы с решетчатыми клепаными элементами. Качественная очистка, подготовка поверхностей таких конструкций также требует значительных трудозатрат.
1.4.10. В числе факторов, определяющих сложность выполнения определенной операции технологического процесса при обработке поверхностей металлоконструкций мостовых сооружений, существенное значение имеют следующие:
- размеры элемента или узла;
- конфигурация металлоконструкции (ажурность);
- расположение обрабатываемой поверхности относительно горизонтали.
1.4.11. Размеры элемента или узла определяются длиной, шириной поперечного сечения, площадью поверхности. При ширине окрашиваемых конструкций менее 1 м к норме затрат труда и к основной заработной плате вводится коэффициент =1,2 [8].
1.4.12. Сложность выполнения работ, связанная с конфигурацией металлоконструкции (ажурностью), при определении стоимости работ учитывается при окраске решетчатых поверхностей, учитывается введением к норме затрат труда, к основной заработной плате, стоимости материалов и эксплуатации машин и механизмов коэффициента =1,1 [8]. Отдельно может быть учтена стоимость выполнения полосовой окраски кистями, а также герметизации и шпаклевки неплотностей. Для сложных по конфигурации элементов предварительно окрашиваемая кистями площадь поверхности - больше.
