鋼閘門防腐蝕措施

付景國 王超 朱燕

（1.山東省聊城市河道工程管理處，山東 聊城 252000；2.山東省聊城市位山灌區管理處，山東 聊城 252000）

鋼閘門在干濕交替、長浸水下、雨霧天氣、日光照射以及高速水流等惡劣條件下運行，極易發生腐蝕。鋼材的腐蝕不斷地削弱結構降低承載能力，嚴重的將使鋼結構失去工作能力，發生事故。為延長鋼結構的使用年限，保證結構完整和安全運行，必須及時妥善地予以保護。

一、腐蝕原理

鋼鐵的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。鋼鐵與氧氣或非電解質溶液發生作用而產生的腐蝕稱為化學腐蝕。鋼鐵在各種水中或其他電解質溶液中的腐蝕稱為電化學腐蝕。鋼閘門在水中的腐蝕都屬于電化學腐蝕。鋼閘門在水中的腐蝕實質在于鋼材在電解質溶液中存在著許多個腐蝕電池。由于鋼材在冶煉過程中不可避免地含有一些金屬雜質和非金屬導電雜質（如FeC和石墨等），鋼材在電解質溶液中，這些雜質因電位較高而呈陰極，鋼鐵因電位較低而呈陽極，從而形成一種溶液電池。在陽極區，鐵釋放出自由電子，正離子與極性水分子結合，以水化離子的形式溶于水中，其自由電子沿基體流向陰極區。

在陰極區發生可以在陰極上被還原的物質奪取電子的過程。例如水中的溶解氧得到電子后成為氧離子，氧離子再與水作用生成氫氧離子。

氫氧離子與陽極溶解的鐵離子結合形成氫氧化鐵，即鐵銹。由此可見，在腐蝕電池中，陽極區鐵離子溶解的過程就是鋼鐵的腐蝕過程，而陰極區沒有腐蝕發生，因此鋼鐵的腐蝕不是均勻的腐蝕，而是潰瘍狀腐蝕。所以鋼鐵發生腐蝕必須具備三個條件：1、鋼鐵表面存在著電位差；2、陽極與陰極間有良好的電連接條件；3、陽極與陰極間有水膜連通。鋼閘門在使用時大部分處于水中，具備發生電化學腐蝕的條件。對于常處水上的部位或處于陰暗潮濕的環境中鋼結構，雖然沒有直接浸沒于水中，但在雨、雪、霧、霜、露、水汽的作用下，也能使結構表面形成一薄層導電水膜，同樣具備發生電化學腐蝕的條件。

二、防腐蝕的方法措施

針對鋼鐵發生腐蝕的條件，防腐蝕就是如何防止這些條件的形成。常用的防腐蝕措施有兩種類型，一種是覆蓋層保護：在鋼鐵表面涂裝覆蓋層，借以把鋼鐵基體與氧氣或電解質溶液分離開，使之不能形成電連接關系，達到防止產生化學腐蝕或電化學腐蝕的目的。另一種方式是陰極保護：設法供給適量的保護電能（低壓直流電），使鋼鐵表面積聚足夠的電子，成為一個整體陰極而得到保護。具體防腐蝕方法有：

1涂料保護

涂料是涂裝于物體表面結成具有保護、裝飾和特種功能的薄膜材料。它是各種油漆和涂料的統稱。涂料保護層可以把鋼鐵和電解質溶液或空氣隔離開，從而阻止腐蝕的發生和發展。這種方法可以達到6-10年的保護期效。

施工要點：(1)基層處理：金屬表面的銹皮焊渣、毛刺等用鋼絲刷、砂布、砂輪等刮擦干凈，油污可用汽油、苯類清洗干凈，也可以采用酸洗方法除銹，或者采用噴砂方法處理金屬基層表面，使處理后的基體表面粗糙度達到40-70um，并使表面保持干燥。（2）施工時環境溫度不低于10℃，相對濕度不宜大于60%，當有大風或雨霧天氣時不可施工。涂裝底漆應在鋼材表面清理干凈后盡快進行，在潮濕的環境中應在4小時內涂裝完畢，晴天和較好的天氣下也不宜超過12小時。涂料涂刷要均勻周到，不可遺漏，在每層漆膜涂裝前應對上一層涂層外觀進行檢查，如有漏涂、流墜、皺皮等缺陷要及時處理，完畢后再進行下一層施工。（3）質量檢測：用測厚儀檢測漆膜厚度，測定距離在1.0米左右，85%以上的測點應符合要求，漆膜最小厚度應大于設計值的85%。用針孔檢測儀檢測漆膜針孔，檢測區域中針孔生成率小于20%方為合格。用劃格法對漆膜附著力進行檢測。

2噴鋅保護

噴鋅保護是通過一套專用設備將鋅絲熔融噴射到鋼結構表面上，成為鍍鋅層。這個鍍鋅層對鋼鐵具有雙重的保護作用，一方面能像涂料一樣起到覆蓋保護作用，將鋼鐵基體與水和空氣隔離開；另一方面，當鍍鋅層有空隙或局部鍍鋅層遭到破壞而水與鋼鐵接觸時，鍍鋅層與鋼鐵基體之間就會形成腐蝕電池。在這個電池里，鍍鋅層成為陽極，鋼鐵基體成為陰極，這樣就以鍍鋅層的溶解產生保護電流來阻止鋼鐵的腐蝕，從而發揮犧牲陽極類型的陰極保護作用。在陽極區鋅溶解于水中，釋放出的電子沿鋼鐵基體流向陰極區，即鋼鐵與水接觸處，在陰極區僅發生氧氣及其他物質奪取電子的過程，而無腐蝕發生。隨著鍍鋅層的不斷消耗而保護了鋼鐵基體。這種保護措施保護周期較長，噴鋅0.2-0.3毫米的鋅保護層可使鋼鐵在20-30年內不發生嚴重腐蝕。而且鋅保護層與鋼鐵之間有良好的附著力，結合牢固，具有一定的抗沖擊抗磨損的能力，是一種比較好的保護措施。

施工要點：（1）基層處理：同涂料保護基層處理。（2）施工條件同涂料保護施工條件相同。鋼材表面處理后應在2小時內進行噴涂，天氣較好時最長不超過8小時。噴涂應力求均勻，采用二次噴完，垂直交叉覆蓋。（3）質量檢查：金屬噴涂表面應均勻無雜物、起皮、鼓泡、孔洞、凹凸不平、粗顆粒、掉塊及裂紋等缺陷，遇有少量夾雜可用小刀剔刮；如缺陷面積較大，應鏟除重噴。采用磁性測厚儀測定噴涂厚度，使之符合規范要求。

3外加電流陰極保護與涂料聯合保護

外加電流陰極保護是在鋼鐵上外加一直流電源，使鋼鐵結構成為陰極，并合理布置一些輔助陽極，與電解質溶液構成電解池。電源陰極供給電子，并在鋼鐵表面積聚到足夠數量，使鋼鐵表面電位降低到一定程度，使腐蝕停止。外加電流陰極保護是一個治本的方法，只要陽極布置合理得當，結構表面電位調節到合適的范圍就能高效的保護鋼鐵結構。裸露的鋼鐵結構實施外加電流陰極保護需要消耗較多的電能，可以同時在結構表面涂裝涂料進行聯合防腐，效果更好，并且節省大量的電能。外加電流的作用在于根本上制止了結構的腐蝕，表層涂料就不會被疏松的鐵銹頂起而破壞，從而大大提高了涂料的壽命；涂料覆蓋了裸露的鋼材表面，從而將保護電流降低到很小的程度，二者相輔相成可以起到更好的保護效果。

鋼閘門在使用過程中由于使用條件的不同，會發生不同形式不同程度的腐蝕，相應地應采取不同的防腐措施進行保護，以達到延長使用壽命和安全運行的目的。同時還要考慮技術可行性與經濟合理性的有效結合，做的既經濟合理又安全有效，充分發揮結構的使用效能。

[1]JTJ041-2000.公路橋涵施工技術規范[s].

[2]陳宴松等.基礎工程[M]，北京:人民交通出版社，2002（8）.