冷噴鋅在水利水電工程鋼結構防腐領域的應用

張 鵬 黃 彬 廖有為 ，，3

（1.湖南金磐新材料科技有限公司 長沙市 410124；2.中南林業科技大學材料科學與工程學院 長沙市 410004；3.湖南省腐蝕與防護學會 長沙市 410004）

近年來在國內飛速發展的經濟大環境下，水利行業呈現出前所未有的蓬勃發展，水利、水電工程項目不斷增加，且在我國的各個省市都有所分布。水利水電工程中鋼結構防腐處理是水利水電工程建設關鍵要素之一，這直接影響水利水電工程的質量。10年以前我國建設的大量水利工程目前已進入了維修維護的高峰期，鋼結構的防腐維修是整個維修工程的重點[1]。

水利水電工程鋼結構（如：鋼閘門、攔污柵、引水鋼管等）長期處于惡劣的腐蝕環境中，受氧、水、高速水流、水中漂浮物以及海水等化學和物理的綜合作用，容易產生嚴重的腐蝕。水工鋼結構受到腐蝕損傷后，構件截面面積減少，降低結構承受能力，影響設備正常使用功能，縮短使用壽命[2]。水工鋼結構目前通常采用熱噴鋅進行防腐保護。熱噴鋅在使用及性能等方面存在諸多不足如：高能耗、危害工人身體健康、環境污染、施工難度大、施工效率低、涂層孔隙率高、鋅層易氧化、涂層破損難修復、成本高等等[3]，針對以上問題開發的干膜鋅含量在96%以上的冷噴鋅，能夠提供長效持久的陰極保護。

1 冷噴鋅簡介

冷噴鋅是近年來研制的一種新型噴鋅工藝，該工藝可以取得與熱鍍鋅、熱噴鋅相同的防腐效果。

1.1 冷噴鋅組成及特點[4～8]

（1）一種單組分的重防腐材料，由高純度的鋅粉、揮發性溶劑和導電樹脂組成。

（2）干膜鋅含量高達96%以上，能夠為鋼鐵基材提供與熱噴鋅、熱浸鋅相同的陰極保護效果。

（3）性價比高：每平方綜合使用成本低，使用年限長，施工快、易修補。

（4）施工便捷，可以噴涂、輥涂、刷涂。

1.2 防腐機理（圖1）

圖1 防腐機理

在鋼材料防腐過程中，導電包覆樹脂[9]和超細鋅粉[10～11]共同作用，使冷噴鋅涂層能同時提供陰極保護和屏障保護，并利用自修補效應強化防腐蝕效果。冷噴鋅涂膜完好無損時，致密的涂層能有效隔絕腐蝕介質，保護基材，但涂膜一點受損露出鋼鐵基材時，鋅粉與鋼鐵基材會通過導電網鏈迅速形成腐蝕原電池，鋅的標準電位比鐵低，較鐵活潑，在腐蝕過程中鋅作為陽極優先被氧化，鋼鐵基材作為陰極受到保護。鋅在氧化過程中生成多種腐蝕產物，這些氧化產物粒徑小，表面活性高，形成后會沉積在涂層間隙及缺陷中，使涂膜更為致密。致密的涂層不僅阻止了鋼鐵基材與腐蝕介質進一步接觸，延緩了腐蝕。而且提高了涂膜的機械強度，避免了涂膜再受損害。隨著鋅氧化物的形成，涂層繼續破損而露出新鮮的金屬鋅時，電位差又立即增大，陰極保護重新起主導作用，并且對鋼結構基材提供有效后續防護[12～17]。

1.3 性能指標

冷噴鋅具有優異的陰極保護，極好的耐沖擊性、重涂性好。涂層與鋼鐵底材，以及涂層之間附著力好。能適應重載沖擊和環境溫差引起的熱脹冷縮，長期使用不龜裂，不脫落[18～20]。

冷噴鋅基本性能如表1所示，檢測方式根據相關國標標準[21]。

表1 冷噴鋅基本性能

冷噴鋅較熱噴鋅相比，具有明顯優勢。對比情況見表2所示。

表2 冷噴鋅與熱噴鋅對比

1.4 涂裝配套方案[23～24]

冷噴鋅涂裝盡可能在車間內完成，車間內涂裝具備更好的噴砂和涂裝條件，涂裝周期短，質量容易控制。

涂裝前，需對基材表面進行表面處理：噴砂、拋丸除銹，然后吹掉粉塵。除銹等級Sa2.5，做到無明顯秀皮、銹斑，氧化皮（注意：除銹后2 h內要開始噴冷噴鋅）。噴涂方式及相關參數見表3。

表3 噴涂方式相關參數

冷噴鋅作為底漆使用時，推薦中間涂層為：環氧云鐵；推薦面漆為：氯化橡膠、丙烯酸聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷、冷涂鋅銀面漆（不可與醇酸漆配套）。

2 冷噴鋅在上海市蘇州河水利樞紐工程蘊藻浜西閘上的應用

2.1 工程概述

2002年蘊藻浜西閘閘門鋼結構涂裝面積300 m2，按照業主和設計單位的要求，該閘門采用了新穎的涂裝配套，以冷噴鋅替代熱噴鋅作底漆，再復涂環氧云鐵中層漆、氯化橡膠面漆等重防腐涂料，使鋼閘門具有15年以上的使用壽命。

2.2 根據業主的要求和上述設計原則，確定閘門的涂裝配套為表4所列

環氧云鐵中層漆的特性：環氧云鐵中層漆里面含有鱗片狀云母氧化鐵，具有良好的抗滲透屏蔽性能、封閉性能，可以增強整個涂層的防腐性能。另外，由于冷涂鋅不耐溶劑，而環氧云鐵固含量較高，溶劑少，非常適合冷噴鋅的配套。

表4 閘門涂裝配套表

2.3 工藝流程

噴砂除銹（Sa2.5級）→對焊縫、轉角、切邊、板邊緣以及隱蔽部位預涂一遍冷噴鋅→噴冷噴鋅（共60μm）→噴涂環氧云鐵中層漆噴涂2遍（共60μm）→最后噴涂面漆（100μm）→檢查涂裝質量→修補→交驗。

2.4 鋼結構水閘門的表面處理

鋼材表面處理的質量是整個涂裝工藝的核心。

冷噴鋅對表面處理的要求：鋼材表面經噴砂或拋丸達到GB 8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》Sa 2.5級，鋼材表面應無可見的油污、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡應僅是點狀或條紋狀的輕微色斑。噴砂后鋼板表面粗糙度為（70～80）μm 左右，在切割、焊接、組裝過程中，局部產生的二次銹斑等部位，均用手工打磨清理，清潔度達到St3級。

2.5 涂裝環境條件的掌握

施工環境相對濕度：相對濕度小于95%即可涂裝；鋼材表面溫度：表面溫度低于60℃，高于露點3℃，表面無水和冰；

冷涂鋅層上涂覆其他配套涂料（4～12）h（根據冷涂鋅表面干燥情況）；

噴涂設備：每次施工前后都必須用冷涂鋅專用稀釋劑清洗干凈。

2.6 無氣噴涂技術條件

除預涂外，閘門的涂裝均采用無氣噴涂法，采用重慶長江機械廠QPT3256C型富鋅涂料噴涂機；環氧云鐵采用QPT6528型噴涂機，具體技術條件見表5。

2.7 其他噴涂技術條件

三種涂料都按對應的油漆說明書進行操作。

各涂裝配套的干燥時間、復涂間隔中按表6所示執行。

表5 無氣噴涂技術條件

表6 涂裝配套的干燥時間、復涂間隔

2.8 漆膜表面質量

表面光潔、無流掛、漏噴、針孔、發白、氣泡、等常見的漆膜弊病。

2.9 膜厚質量

膜厚質量包括兩個方面：一是每道配套涂料要達到規定的膜厚的要求。特別是冷噴鋅，必須達到60 μm，以保證鋼閘門的防腐蝕性能；二是涂層的總膜厚度。根據涂裝工藝質量校驗員的檢測：冷噴鋅測試點的干膜厚度平均能達到85%的要求，同時檢測點的干膜總厚度不小于規定膜厚的85%。

3 結語

冷噴鋅是一種長效、環保、施工便捷、性價比高的重防腐材料，將會在水利水電鋼結構防腐事業上得到客戶的認可和廣泛應用。

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湖南省印發第1號總河長令要求各地全面開展河長巡河行動

短 訊

目前，湖南省河長已到位35 696人，其中省級河長5人，市級河長76人，縣級河長1 135人，鄉級河長9 498人，村級河長24 987人。為貫徹落實中央十九大生態文明建設理念，省河長辦印發省委副書記、省長、省總河長許達哲簽署的第1號總河長令，要求全省各級河長認真履行職責，全面開展河長巡河行動。

第1號總河長令指出，落實河長制工作關鍵在各級河長認真履職，巡河是各級河長履行工作職責的主要方式，各地要實現河道問題“早發現、早處理、早解決”。

第1號總河長令要求，省、市、縣、鄉、村五級河長要迅速行動起來，帶領相關責任單位開展巡河。原則上，省級河長每年巡河不少于1次，市級河長每季度巡河不少于1次，縣級河長每月巡河不少于1次，鄉級河長每旬巡河不少于1次，村級河長每周巡河不少于1次。

省、市、縣三級河長巡河，要履行好組織領導、協調督導職責，協調解決河湖管理保護重大問題，對跨行政區域的河湖明晰管理責任，協調上下游、左右岸實行聯防聯控;水利、環保、發改、財政、國土、交通、住建、農業、衛生、林業等部門要積極參與巡河，在河長的組織領導下，依法履行河湖管理保護的相關職責;鄉、村河長巡河，要及時協調處理巡查發現問題，勸阻相關違法行為，對協調、督促處理無效的問題，或者勸阻違法行為無效的，按照規定履行報告職責。

各級河長巡河要認真做好巡查記錄，及時歸檔備查，確保巡有記載，查有依據；市、縣河長要認真分析巡河發現的問題，及時提出解決方案，交辦責任單位限期處理，跟蹤落實辦理情況，直至辦結銷號;鄉、村河長對巡河上報問題要及時了解辦理情況，直至問題解決。

各級河長辦負責對下一級河長巡河情況進行督察，定期通報河長巡河情況，跟蹤督促巡河發現的重點難點問題落實。市州河長辦要加強轄區內信息通報，每月5日前將上月河長巡河情況報省河長辦。

省級主流媒體要加強河長巡河的宣傳報道，營造全社會關愛河湖、珍惜河湖、保護河湖的濃厚氛圍。

——轉載自《湖南水利網》2017-10-31