淺談海上鋼構件之防蝕工程

 

前言

位在海上(中)的鋼構件,經年累月受到海水(風)鹽害侵襲,很容易銹蝕而縮短使用的年限,因此於其表面必須施作防蝕處理,才能延長鋼構件的使用年限。以下就金門塔山電廠重油供應設施,於海中施作之鋼管基樁、及於連絡橋上配置之卸油管案例,分享防蝕工程之經驗。

鋼管樁之流電陽極法防蝕

該方法係依海水比電阻(20Ω㎝)、及鋼管樁防蝕電流密度(海水中150mA/m2、拋石中75mA/m2、海土中20mA/m2)設計,其原理係以電位較被防蝕之鋼管樁為低之鋁合金陽極塊,在海水中利用兩者間電位差產生的電流,而達到防蝕之目的。而安裝在鋼管基樁之鋁合金陽極塊之高程及數量,係配合海床高程予以調整。

本工程設備,有15HP之空壓機3台、125KV發電機1台、20000psi水刀1台、30KV交流電焊機2台、300A直流電焊機1台、2.5噸堆高機1台,100HP噴砂機2台、潛水設備4套、水下工具2組、水中攝影機2台及水中通話設備1組等施工機具及設備。

陽極塊經製作及廠驗後,在陸上焊裝陽極塊之支撐鐵板,於鋼管樁表面按設計圖示位置焊裝鐵鉤,將陽極塊徐徐下降至鋼管樁焊裝之鐵鉤,予以掛合、點焊定位,將定位處之鋼管樁表面清理後,將陽極塊焊接固定,經水中檢驗、記錄及電位測試後,完成鋼管樁之防蝕處理。以上水中電焊、焊接處之鋼管樁表面清理、水中檢驗等工作,皆由有經驗之潛水伕施作。

鋼管樁之防蝕包裹

所有基樁位處潮差帶(EL-0.3M以上至混凝土底部)部分,先使用高壓水或鋼刷,將鋼管樁表面附著的硯殼、剝落銹片等,徹底去除乾淨後,以冷包型中性石油脂內襯之化學合成纖維之防蝕帶包裹,再依設計圖示位置,於鋼管樁上裝設固定箍,並確實鎖緊後包覆防蝕帶,最後組合FRP保護套,安裝包覆在防蝕帶上,做為保護面層。

包裹防蝕帶之施工要領為:於固定箍上端之鋼管樁表面,塗佈防蝕底劑,不得少400g/m2
,且自其上端向上,採取螺旋形方式纏繞防蝕帶,每圈纏繞寬度為防蝕帶寬之55%,使用適當之拉力,一面纏繞一面用手撫平施壓,使防蝕帶緊貼鋼管樁表面,不得有水分與氣泡殘留,兩捲防蝕帶之搭接長度,至少15㎝。

FRP保護套組合安裝要領:宜採用3㎜厚的FRP,兩片FRP對開寬度,必須能確保將鋼管樁環繞一圈,沒有外露間隙,且可以束緊為原則。FRP保護套兩側,依設計圖示間距,分別預留螺栓孔,先以50㎜寬之自黏性PVC膠帶,將包裹好的防蝕帶先行固定,然後將FRP保護套,緊貼PVC膠帶面,使用螺栓及螺帽旋緊。為防止FRP保護套受海浪而上下運動,FRP保護套上部需焊裝固定箍並塗防蝕材料,上端固定箍與混凝土底之間隙,則塗膜厚高之彈性防蝕被覆材料。

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鋼管樁處理示意圖

 

 

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防蝕帶包裹及FRP保護套施作大樣圖

 

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經水刀清理後之鋼管樁表面

 

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鋼管樁防蝕帶包裹情形

 

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鋼管樁防蝕處理FRP保護套完成全景

卸油管之防蝕處理

卸油管經過水洗、空氣吹乾、油洗之清管及水壓試驗後,先將卸油管除銹及去污的表面處理,然後外包聚乙烯(PE)冷包型防蝕帶,最後施作陰極防蝕處理,完成卸油管之防蝕處理。

 

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卸油管路(黑色包裹部分)完成防蝕處理全景

結語

除卸油管之防蝕處理,係在連絡橋上施作外,鋼管樁之防蝕帶包裹及其FRP保護套的安裝,皆仰賴有經驗的潛水伕,在海面及海中施作,受天候及海象影響頗大,因此不論是施工的困難度及危險性都很高,值得慶幸的是,本案的防蝕處理工作,係在零災害的情況下順利圓滿的完成。

参考資料

1.金門塔山發電廠重油供應設施工程(90年)。國營會工程品質查核簡報,台電金門工務所編。

2.金門塔山發電廠重油供應設施工程施工報告(91年10月 )。 台電金門工務所土木課編。

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