淺談金屬結(jié)構(gòu)在廈門集杏海堤開口水閘的防腐應(yīng)用

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引言

集杏海堤水閘位于廈門西海域最北端，東側(cè)為廈門大橋立交，西側(cè)為園博苑，南臨西海域，北臨杏林灣水庫，使用環(huán)境為海水、淡水交換區(qū)域，水閘單孔凈寬12m，共22孔，總凈寬為264m，采用整體式輕型閘室結(jié)構(gòu)，每2孔一聯(lián)，將22孔水閘分為11聯(lián)閘段。水閘底檻高程為-3.74m，閘室頂高程+5.0m，設(shè)計(jì)最高潮位+4.54m,防洪起調(diào)水位-0.74m，主要功能為杏林灣區(qū)域擋潮排洪，防洪排澇能力由原來10年一遇提高到50年一遇，大大提高杏林灣水庫及周邊的防洪排澇能力，減少洪澇災(zāi)害對周邊人民的生產(chǎn)、生活影響，為集美新城的建設(shè)提供更好的基礎(chǔ)條件。

本工程的金屬結(jié)構(gòu)防腐主要有鋼閘門、柱塞桿等構(gòu)件的防腐。

鋼閘門一部分長期浸沒水中，表面受到海水和微生物的侵蝕，另一部分長期暴露在大氣中，特別是水線部分受到?jīng)_浪和漂浮物的沖擊，同時(shí)受到漲潮、落潮的影響，使這部位鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)常干濕交替，容易生銹，因此提高鋼閘門的耐蝕性尤為重要。

本工程的工作閘門采用平面閘門，規(guī)格12700×5675×1200mm，單件重33.06t，為便于運(yùn)輸在工廠分為二節(jié)制造，運(yùn)至現(xiàn)場焊接組對。

鋼閘門防腐處理分為廠家制作防腐和現(xiàn)場拼接焊縫防腐處理。

1、廠家制作防腐

施工工藝：噴砂除銹+熱噴RMAL（鋁鎂合金）底層+涂云鐵中間漆+氯化橡膠面漆。

（1）表面預(yù)處理采用噴射方法進(jìn)行，石英砂粒徑在0.5～3.0mm范圍內(nèi)，檢查壓縮空氣干燥、無油，空氣壓力在0.4～0.6MPa范圍。噴射除銹時(shí)，施工環(huán)境相對濕度不大于85%，金屬表面溫度不低于露點(diǎn)以上3℃，采用封閉式車間進(jìn)行涂裝施工。

噴砂后按《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》(SL105-2007)中要求，清潔度采用按GB8923中的照片比對法進(jìn)行目視比較，達(dá)到Sa2等級；表面粗糙度采用比較樣塊法進(jìn)行評判。

（2）熱噴RMAL（鋁鎂合金）

材料采用上海迪普保護(hù)工程有限公司的生產(chǎn)材料，RMAL（鋁鎂合金）是用特殊的冶煉方法在純鋁中添加了一定量的強(qiáng)化元素后依靠專門技術(shù)加工成直徑3mm的線材，通過氧—乙炔火焰噴涂方式形成表面涂層，壓力控制范圍：氧氣：0.3MPa；乙炔氣：0.05～0.1 MPa；壓縮空氣：0.5～0.6 MPa；噴槍與工件的噴涂角度為60～90度，距金屬表面的噴涂距離120～150mm，移動速度300～400mm/s，先橫向勻速移動噴涂完第一層，待10分鐘后再縱向勻速移動噴涂完第二層。經(jīng)跟蹤檢測厚度符合設(shè)計(jì)（120～160μm）的厚度要求。

（3）涂裝采用無氣噴涂的施工方法，噴嘴尺寸0.38～0.53mm，出口壓力≥15MPa。先噴涂環(huán)氧清漆封閉底漆一道，干膜厚度大于20μm，再噴涂環(huán)氧云鐵防銹中間漆二道，干膜厚度大于100μm；最后噴涂氯化橡膠面漆二道，干膜厚度大于80μm，涂層總的干膜厚度大于330μm。

2、現(xiàn)場拼接焊縫防腐處理

現(xiàn)場焊縫表面預(yù)處理范圍為焊縫及兩側(cè)100mm(含背面)，采用銅礦砂除銹，這樣可以減少對現(xiàn)場的污染。噴射前檢查銅礦砂的粒徑，必要時(shí)過篩。嚴(yán)格采用濕度儀測試施工環(huán)境的濕度和溫度，噴射過程中檢查空氣壓力的范圍，一旦不滿足要求立即停止作業(yè)。對工地焊縫噴砂處理粗糙度采用粗糙度儀器抽檢，最小檢測值80μm，滿足水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范規(guī)定（60～100μm）；醇溶性無機(jī)富鋅漆具有良好的滲透性，小面積的工地焊縫除銹后涂刷醇溶性無機(jī)富鋅漆，可以向熱噴RmAL（鋁鎂合金）邊緣或工地焊縫破壞邊緣處滲透，解決了接縫處兩種防腐材料的不相容問題，金屬面基層防腐的連續(xù)性得到了保證，再按設(shè)計(jì)要求涂刷封閉漆、中間漆和面漆，沒有降低原設(shè)計(jì)的防腐等級要求。

涂裝采用涂刷的方式：涂刷方向應(yīng)取先上下、后左右的方向涂裝，漆刷蘸漆不能過多，以防滴落，涂裝較大面積時(shí)，漆刷不能拉得太大，以免漆膜過薄，遇有表面粗糙、孔洞、小面積部位、邊緣彎角和凸出等部位，更應(yīng)特別注意，最好先預(yù)涂一道。對局部損傷、缺陷部位從各自損傷層仔細(xì)逐層處理，各層漆實(shí)干且表面清潔后方可涂刷下一層漆。鋼閘門工地涂層厚度如下：

1）醇溶性無機(jī)富鋅底漆一道，涂層干膜厚度大于80μm；

2）封閉底漆為環(huán)氧云鐵一道，干膜厚度大于25μm，比例為100kg環(huán)氧云鐵摻入30%的稀釋劑；

3）中間漆為環(huán)氧云鐵二道，干膜厚度大于160μm；

4）面漆為氯化橡膠二道，干膜厚度大于80μm。涂層總的干膜厚度大于350μm。

3、附著力采用拉拔法檢驗(yàn)

委托中國船舶工業(yè)船舶涂料廈門檢測站對鋼閘門工地焊縫噴砂除銹防腐漆附著力檢測，數(shù)據(jù)見表1-1，滿足水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范規(guī)定（≥3.0Mpa）。或劃格法檢查，劃格檢驗(yàn)附著力檢驗(yàn)結(jié)果≥2級要求。見表1-1。

采用上述防腐方法處理后，可大大提高鋼閘門的耐腐蝕性,防腐年限可達(dá)20年。

本工程的開閘方式采用比較先進(jìn)的液壓啟閉，每一工作閘門有2×650kN液壓啟閉機(jī)雙級垂直單作用油缸，豎式安裝于在閘槽與閘墩結(jié)合部位，安裝高程+3.50m，液壓泵站機(jī)房布置在東側(cè)管理房內(nèi)，遠(yuǎn)方集中控制。啟閉機(jī)主、副油缸柱塞桿原設(shè)計(jì)為2cr13表面鍍鉻防腐，考慮到啟閉機(jī)工作主油缸使用環(huán)境在常海水位線內(nèi)，受海水鹽霧影響大，將經(jīng)常使用的主油缸一級行程柱塞桿由原來鍍變更為防腐等級更高的鍍陶防腐（目前國內(nèi)鍍陶技術(shù)第一家），通過專業(yè)的鹽霧試驗(yàn)(5%鹽水溶液)及惡劣工況的模擬使用，陶瓷活塞桿的耐腐蝕時(shí)間超過2000小時(shí)，相比于普通鍍鉻活塞桿，其使用壽命可以提高5～6倍以上，特別適用于水利工程永久設(shè)備及周邊工況惡劣的特殊環(huán)境（海水腐蝕)。陶瓷活塞桿的陶瓷涂層和母材的結(jié)合強(qiáng)度超過30Mpa，避免了噴涂層的脫落；另外，陶瓷涂層的表面硬度也超過了850HV，這使其具備了極高的耐磨性、卓越的抗彎曲抗沖擊性能，完全可以承擔(dān)高強(qiáng)度的使用負(fù)荷；精加工后的陶瓷活塞桿表面光滑，有效降低了動密封件和導(dǎo)向材料的摩擦系數(shù)，延長了其使用壽命。二級行程柱塞桿使用偏少，依然采用原來的鍍防腐方案。見表1-2。

結(jié)語

鋼閘門、液壓啟閉機(jī)活塞桿作為水利工程使用的一種永久設(shè)備，也是核心部件，其使用年限至關(guān)重要，防腐問題也得到越來越多的廣大工程技術(shù)人員的探索和研究。推廣、使用新技術(shù)、新工藝、新材料對水利工程的金屬結(jié)構(gòu)防腐具有重大意義，從根本上降低了維護(hù)成本，延長了使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益，有著廣闊的應(yīng)用前景，為實(shí)現(xiàn)“十二五”規(guī)劃的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)藍(lán)圖添彩增色！

表1-1（單位：Mpa）

表1-2 TCT 1.0陶瓷活塞桿主要技術(shù)特性和性能