淺析鋼閘門防腐蝕措施

摘 要： 本文系統的介紹了水工鋼閘門產生腐蝕的原因、鋼閘門噴鋅防腐技術以及質量檢查方法。

關鍵詞： 鋼閘門;防腐蝕;措施

水工鋼閘門是水工建筑物的總要組成部分之一，是封閉水工建筑物的孔口，并能夠按照需要全部或局部開啟這些孔口，以調節上下游水位，泄放流量、灌溉、引水發電、通航、冰塊或其它漂浮物等。水工鋼閘門長期浸沒水下，在啟閉時頻繁的干濕交替，受到高速水流的沖刷，特別是水線部分受到水、日光及水生物的作用，還受到水浪、泥沙、冰凌和其他漂浮物的沖蝕，鋼材很容易腐蝕，鋼閘門的承載能力明顯降低。由此提高鋼閘門的防腐蝕技術是就顯得非常重要，采用噴砂、噴鋅防腐技術對水工鋼閘門進行處理，能夠提高鋼閘門的防腐蝕能力。本文結合實例重點介紹該技術的基本要求、材料選擇、施工工藝、質量檢查等。鋼閘門噴鋅防腐技術是利用氧氣、乙炔或電熱源（大型工件采用電加熱，中小型采用氧氣、乙炔加熱）通過壓縮空氣和專用工具（噴槍）將鋅霧化超高速噴到金屬表面，具有施工簡單、投資少的特點，并且防腐效果十分明顯。

一、工程概況

駟馬山引江工程是以引江灌溉、滁河分洪為主，兼有航運、城鎮供水等綜合利用的大型水利工程。工程分布在皖東江淮丘陵地帶，地跨安徽、江蘇兩省10個縣市，規劃灌溉面積365.4萬畝，其中安徽350.4萬畝，防洪效益40余萬畝。襄河口閘樞紐是控制駟馬山引江工程中上游灌區供水、渠化通航并排泄滁河上游洪水的綜合利用工程，位于安徽省全椒縣十字鎮汊河行政村與和縣石楊鎮新橋行政村交界處，包括節制閘、船閘各一座，1970年10月動工興建，1974年竣工。原來閘門分為深淺孔，深孔閘門型式為潛孔式鋼筋混凝土平面滑動閘門，門體寬5.5m、高3.78m，共7孔。淺孔閘門型式為露頂式鋼筋混凝土平面滑動閘門，門體寬5.5m、高4m，深、淺孔閘門支承均為膠木對特制瓷軌。2001年11月18日襄河口閘除險加固工程開工，2012年4月27日完工。更新為7扇露頂式平面定輪鋼閘門，閘門尺寸（寬×高×厚）為5.02m×7.50m×0.40m，配QPQ2×100kN雙吊點手電兩用卷揚式啟閉機。

由于上游水質較差，存在不同程度的污染，水工平面鋼閘門在運行過程中長期接觸各種侵蝕性介質，腐蝕比較嚴重，使用壽命縮短。期間對個別銹蝕位置用手工除銹后刷底漆和面漆，所以不能徹底解決閘門防腐的問題。在經過將近十五年的運行之后，閘門表面銹蝕面積逐漸加大，每年除銹刷漆的地方也并沒有真正的起到防護作用，在整個鋼閘門表面出現了不同程度的銹坑。

二、鋼閘門腐蝕因素

（1）氣候因案：鋼結構水閘門水上部位易受日曬雨淋等的作用而發生腐蝕。

（2）應力和變形應力和變形越大，腐蝕越甚。

（3）水質：淡水含鹽量較低，閘門的腐蝕視其化學成分及污染情況有所差異。

（4）水流速度：鋼閘門受到水流及水中夾節的泥沙等磨粒處金屬表面高速沖擊，發生沖蝕磨損;同時，水體的流動使極化作用加強比較容易將腐蝕產物從結構表面隨水流沖走，使腐蝕加快，所以經常開閘泄水的閘門比長期關閉的閘門腐蝕嚴重。

（5）水生物：鋼結構水閘門上：常見的生物腐蝕多為點狀腐蝕坑，有時成片狀連接，最大坑深可達2. 5mm。

（6）電偶腐蝕：鋼結構水工鋼閘門整體與相關不同材質等部件在潮濕環境和介質中形成異金屬連接，而發生嚴重的電偶腐蝕。

三、鋼閘門噴鋅防腐技術

1.噴鋅防腐原理

鋼閘門噴鋅使用的主要設備為壓縮空氣系統，氧氣、乙炔系統，金屬氣噴槍及膠管等，是以噴槍中的壓縮空氣為原動力，在驅動裝置推動下，鋅絲通過噴嘴，在氧一乙炔焰的加熱下，成為熔融體，借壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂鋅保護層。由于噴砂后的基體表面凹凸不平，散熱收縮后的金屬涂層能牢固地附在工件表面。鍍鋅層可以將鋼閘門與水、空氣隔離開來，防止鋼閘門的腐蝕，因此噴鋅對鋼閘門具有很好的保護作用。

2.噴鋅防腐施工工藝過程

根據節制閘原圖紙要求：鋼閘門表面噴鋅防腐，噴鋅厚度0.16mm，最小局部厚度不得小于0.12mm，外涂0.05mm環氧云鐵防銹漆做封閉涂料，再涂0.08mm淺灰色氯化橡膠面漆。噴鋅防腐工藝主要包括表面預處理、金屬熱噴涂、涂料涂裝保護三個流程。首先就是表面預處理，金屬結構在進行噴（拋）射清理除銹之前，應清除焊渣、飛濺、毛刺等附著物，并應用砂輪機對銳利的切割邊緣進行處理，然后清洗結構表面可見的油脂及其他污物： 采用溶劑清冼，如使用汽油等溶劑擦洗表面，溶劑和抹布應經常更換。清洗后應用潔凈淡水沖洗2～3遍，并應做干燥處理。噴（拋）射清理后，閘門表面清潔度等級不低于GB8923中規定的Sa2 1/2級，表面粗糙度Rz值根據實際涂層類別選擇，本工程為金屬熱噴涂，粗糙度Rz值取600-100um，具體取值可根據涂層類別按下表選定。

噴（拋）射清理用磨料分為金屬磨料和非金屬磨料，本工程選用0.5-1.5mm鐵砂干式噴射清理方式。干式噴射清理所用的壓縮空氣應經過冷卻裝置及油水分離器處理，油水分離器應定期清理;噴嘴到基體金屬表面的距離宜保持在100-300mm，噴射方向與基體金屬表面法線的夾角應為15°;處理后應清除表面上的粉塵、碎屑和磨料。用鐵砂噴射老鋼閘門的重新防腐工程中尤為顯著，且要保證氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物已被清除干凈。

在噴（拋）射清理完成之后應對表面預處理的質量進行檢驗，檢驗合格后方能進行金屬熱噴涂。熱噴涂金屬絲應光潔、無銹、無油、無折痕，直徑宜為2.0-3.0mm，鋅絲中鋅的含量應不小于99.99%。金屬熱噴涂施工與表面預處理的間隔時間應盡可能縮短，在潮濕或工業大氣等環境條件下，應在2h內噴涂完畢;在晴天或濕度不大的條件下，最長不應超過8h。熱噴涂工藝應按以下要求執行：

1）噴涂用的壓縮空氣應清潔、干燥，壓力不應小于0.4MPa。

2）噴嘴與基體表面的距離宜為100-200mm。

3）噴槍應盡可能與基體表面垂直，噴束中心線與基體表面法線之間的夾角最大不應超過450相鄰噴幅之間應重疊1/3。

4）上下兩遍之間的噴槍走向應相互垂真。

3、金屬涂層質量檢驗

金屬涂層外觀應均勻一致，沒有金屬熔融粗顆粒、起皮、鼓泡、裂紋、掉塊及其他影響使用的缺陷。本工程金屬涂層厚度檢驗要求最小局部厚度不應小于設計規定厚度120um。金屬涂層結合強度檢驗為破壞性試驗，宜做抽檢或做帶樣試驗，采用切割試驗法時，在方格形切樣內無金屬涂層從基底上剝離或剝離發生在涂層的層間而不是在涂層與基底界面處，則認為合格。出現金屬涂層與基底剝離的現象則判定為不合格。采用拉開法進行結合強度定量測試時，結合強度應不低于3.5MPa或由供需雙方商定。拉開法可選用拉脫式涂層附著力測試儀，檢測方法應按儀器說明書的規定進行。

4、 金屬熱噴涂復合保護涂層及質量檢驗

金屬噴涂厚度經過檢查符合設計厚度后，應在任何冷凝發生之前進行涂料封閉。涂料涂裝分二道環氧云鐵防銹漆，二道淺灰色氯化橡膠面漆底漆、面漆組成。復合保護涂層的表面應均勻一致，無流掛、皺紋、鼓泡、針孔、裂紋等缺陷。本工程復合涂層的最小局部厚度不應小于設計規定的金屬涂層厚度和涂料涂層厚度之和290um。復合涂層結合強度的檢驗應按切割實驗法或者拉開法進行。

四、結語

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。

參考文獻

[1]《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗收規范》GB/T14173-2008.

作者介紹：胡曉志（1973-），男，大學本科，水利水電工程師，長期從事水利工程管理工作。