探究水工金屬結構的腐蝕與防護

劉書奇

吉林省水利水電勘測設計研究院 吉林長春 130021

在水工環境當中使用的金屬結構，會遇到較多的腐蝕影響因素，主要也就在于水工環境條件與其他建筑環境條件存在較大的差異，其中水腐蝕占主要因素，同時還有溫度因素加上一些自然環境因素的共同作用，會使得水工環境對于金屬結構的腐蝕效果加劇。換句話說，同樣的金屬結構在一般的建筑工程當中使用，與在水工環境當中使用，明顯水工干濕交替環境對金屬結構造成的腐蝕情況更加嚴重。因此如何有效解決水工環境當中的金屬結構腐蝕問題，也就成為提升水利相關工程穩定性的關鍵。過程當中需要重視和進行腐蝕因素的分析，明確存在的環境因素和其他因素，至此可以采取針對性的方案進行腐蝕問題的解決，提升水工金屬結構的使用效益。本文對水工金屬結構出現的腐蝕情況和背后的因素進行分析，逐步提出有效的水工金屬防護措施[1-2]。

1 水工金屬結構防腐重要性

對于現代化的社會發展和建設而言，水工設施建設至關重要，能夠起到重要的經濟發展保障，進而滿足現代化人們的生產生活需求。然而在水工設施建設和施工過程當中使用的金屬結構，會由于水工環境的影響，導致金屬結構的后續使用出現腐蝕的情況，這樣不僅降低了水工設施的穩定性，也更是帶來了金屬設施使用方面的安全問題，因此需要重視水工金屬結構的防腐。

一方面，有效的水工金屬結構防腐措施可以提升水工設施整體的穩定性和安全性，進而有效發揮水工設施的各方面效益。例如水利水電設施的金屬結構有效防腐，可以提升水利水電工程使用穩定性，在保障穩定發電的同時，可以提升水利水電設施其他的社會效能，保障社會的發展和進步。

另一方面，則是在做好基本的水工金屬結構防腐過程當中，能夠將水工金屬結構設施使用過程當中遇到的一些腐蝕因素進行明確，對于這些因素的明確和了解，可以為后續其他水工建筑和金屬結構的使用提供重要的施工參考和防腐參考，以此能夠提升水工建筑行業整體的技術水平，有效解決和突破以往水工金屬結構使用遇到的腐蝕問題和防腐困境[3]。

2 水工金屬結構目前遇到的一些腐蝕因素分析

水工設施主要是目前的一些水利水電工程設施，根據設施建設的規模大小，在其中使用的金屬結構材料的數量也存在較大的差異。也就是水利水電工程設施的建設規模越大，實際需要使用的金屬結構越多。然而這樣的情況帶來的問題也就是，金屬結構的使用規模越大，實際可能遇到的腐蝕影響面積也就越大，因此需要采取的防腐工作范圍也就越大。同時水工建筑規模的大小，也表示環境當中存在的腐蝕因素的作用效果不同。因此需要首先明確水工金屬結構目前遇到的一些腐蝕情況，對其中的因素進行明確，后續則是提升有效的防護措施。以下具體提出和分析水工金屬結構目前遇到的一些腐蝕因素[4]。

2.1 污染氣體

在日常生產生活當中，金屬結構會受到大氣當中各類不同氣體的腐蝕，但是一般而言，空氣當中氣體帶來的腐蝕可以忽略。但是由于水工金屬結構使用的環境不同，空氣當中存在的一些氣體，會由于各種情況的反應和相互作用，提升對水工金屬的腐蝕效果，這樣也就使得水工金屬結構會遭到較大的腐蝕影響。不利于金屬結構的穩定性。

2.2 水的腐蝕

來自水的直接影響，是造成水工金屬結構腐蝕的關鍵因素和主要問題。具體在于水工金屬結構的使用環境主要在水環境當中，因此一些金屬結構會直接接觸水受到水的腐蝕影響較重。金屬材料對水有著一定的吸收作用，在這樣的情況下，不斷地接觸水、吸收水，也就加重了腐蝕效果。

2.3 溫度及濕度影響

溫度并不會對金屬結構造成直接的影響。主要是在溫度的影響下，會使得金屬結構表面水的作用效果加強，再就是一些金屬結構雖然未直接接觸水，但是在溫度的影響下，使得水出現較大的蒸發，在金屬結構表面形成水膜，不斷地積累造成了不斷的腐蝕。

2.4 其他因素的影響

除去上述一些因素的影響之外，水工環境當中金屬結構還會受到其他因素的影響，例如紫外線、塵土，以及人為作用的影響等，這樣都會使得金屬結構出現較大的腐蝕。

3 水工金屬結構防腐蝕措施

對于目前的水工建設而言，水利水電設施是常見的工程，建設過程當中需要使用較多的金屬結構材料，在能夠保障水利水電設施結構穩定的同時，也更是可能由于金屬結構遇到的腐蝕問題，影響水利水電設施后續的使用安全。因此需要重視解決水利水電金屬結構遇到的腐蝕問題，以及采取有效的措施來規避可能出現的腐蝕問題，將一些主要的腐蝕因素進行控制，這樣能夠有效避免金屬結構出現腐蝕的情況，保障水工建筑的使用穩定和安全。至此，針對上述提到的一些腐蝕因素造成的腐蝕情況，提出有效的防腐措施，解決腐蝕問題[5]。

3.1 水工金屬結構的表面預處理

對于水工金屬結構的實際使用而言，由于使用環境確定，因此需要重視進行表面的預處理，也就是采取有效的措施進行金屬結構表面的防腐處理。最常見的是進行表面的油漆，這樣可以使得一些直接接觸水的金屬結構，在油漆的作用下，分離水與金屬表面的直接接觸，這樣也就能夠有效避免出現腐蝕情況。在進行表面預處理的過程當中，也可以采取其他有效的措施和方法，例如清潔度控制，提升金屬材料的表面結構密度，可以有效降低與水的接觸和減少吸水效果，有效規避出現腐蝕情況。

3.2 涂料防護

對于一般的金屬結構防腐處理，表面的處理使用油漆的方式可以進行解決。然而若是對于一些規模較大，以及重要性更加明顯的水利水電設施而言，其中的水工金屬結構的表面防腐處理，就需要使用更高標準和技術水平的涂料防腐。具體可以采取的涂料防護措施有噴涂、高壓無氣噴涂，以及滾涂等等。不論何種方式的涂料防護，在實際操作之前，都需要根據具體的金屬結構情況，來設計和提出合理的防腐涂料方案，以及重視進行涂料防腐的配比和使用。例如在一些重要的防腐處理過程當中，需要對涂料進行多次的噴涂，使用科學的方法和合理的控制技術。體現在保障第一層噴涂表面那些能達到預期之后，再進行第二次的噴涂，如此以往，直到達到整體要求的噴涂效果。這樣可以有效提升金屬結構整體的防腐效果[6]。

3.3 預埋件防腐處理

在水工金屬結構的使用當中，部分金屬結構需要進行預埋，因此在這樣的情況下，為了有效避免金屬預埋結構出現腐蝕問題，也就需要重視進行預埋件的預先防腐處理。可以采取的措施有選擇規格合適的材料進行涂抹，干燥之后進行預埋，這樣可以達到較好的防腐效果，再就是可以進行金屬結構防腐包裝的使用，例如加上一層防腐保護膜，這樣可以有效防止金屬結構出現腐蝕情況[7-8]。

3.4 壓力鋼管防腐處理

不同級別的水利工程，使用年限要求不同，對于Ⅰ類供水工程，壓力鋼管按百年使用年限考慮設計。這就涉及到鋼管防腐的處理。

從表1分析：

表1 鋼管平均腐蝕（面蝕）與鋼管外壓穩定趨勢分析

（1）光面管方案與加勁環方案相比，管壁Pcr折減更慢，折減率相差大于20%。

（2）趨勢分析雖然不精確，但可以初步判斷同一級別的Pcr值，方案一與方案二相差大約20年左右。

從鋼管面蝕與鋼管外壓穩定趨勢分析可以初步判斷同一級別的Pcr值，方案一與方案二相差大約20年左右。雖然鋼管點蝕對外壓穩定影響不明顯，但從最近小浪底水利樞紐工程沖水沖砂鋼管的腐蝕速率看，壁厚18mm的地下埋管在使用年限內有銹穿的可能。由此可見方案一抗點和面腐蝕的能力均好于方案二。

4 結語

對于水工金屬結構出現的腐蝕情況，多數是由于環境因素的影響，因此為了有效規避水工金屬出現腐蝕問題，進而保障金屬結構的穩定，需要采取有效的防腐措施，具體過程當中需要進行金屬結構使用之前的防腐操作，以及根據金屬結構的使用場景和為主不同，選擇不同方式的防腐處理，這樣可以有效提升金屬結構的防腐效果，保障使用穩定性。