淺談水工鋼閘門的防腐及維修養(yǎng)護(hù)

朱明星 俞慶平 朱帥堂 周 杰

閘門是水利工程的重要組成部分，是發(fā)揮水利工程功能的重要保證。閘門在制作、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行過程中，會(huì)對(duì)防腐層造成一些缺陷和破損，使閘門發(fā)生腐蝕，如果運(yùn)行管理和維護(hù)不足，腐蝕得不到有效控制，就會(huì)直接降低使用壽命，影響安全運(yùn)行，乃至造成閘門運(yùn)行障礙或失事。為延長使用壽命，確保安全運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)水工鋼閘門的防腐和維護(hù)。

一、水工鋼閘門腐蝕的因素

1.鋼閘門的制造缺陷

閘門在制作過程中，盡管有相關(guān)規(guī)范的要求和制造廠的質(zhì)檢體系，但仍然會(huì)有質(zhì)量缺陷存在，從而產(chǎn)生防腐質(zhì)量問題。

由于切割和焊接工藝操作不當(dāng)，或由于環(huán)境因素所造成的焊接缺陷和殘留應(yīng)力，在閘門安裝和運(yùn)行中，隨著應(yīng)力的變化導(dǎo)致變形致使防腐層遭受破壞。

在制作中采用電位不同或電位相差較大的金屬構(gòu)件，容易發(fā)生電位差腐蝕，如埋設(shè)件之間、封水件之間、輪軸配件之間、螺栓組件之間等都可能造成防護(hù)漏洞，產(chǎn)生電位差腐蝕和縫隙腐蝕。

此外，構(gòu)件制作時(shí)邊拐、棱角、毛刺、板面翹曲不平等常見問題，存在缺陷的焊縫和沒有及時(shí)清除的飛濺、割痕、焊痕等缺陷，也會(huì)使防腐層密封不實(shí)導(dǎo)致腐蝕發(fā)生。

2.水工鋼閘門防腐處理階段造成的腐蝕因素

閘門腐蝕很復(fù)雜，防腐處理也是個(gè)復(fù)雜工程，現(xiàn)行廣泛應(yīng)用的是噴鋅加涂料封閉的方法，閘門經(jīng)過表面處理后，噴鋅加涂料封閉，在閘門表面形成致密的保護(hù)層，將閘門與外界腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔離，進(jìn)而達(dá)到防腐的目的。閘門防腐雖然有操作規(guī)程規(guī)范和科學(xué)的檢查檢測(cè)手段，但是由于施工工藝、施工人員的技術(shù)水平、施工人員的責(zé)任心和施工環(huán)境等影響，使表面處理和防腐層存在缺陷，表面處理不達(dá)標(biāo)、施工環(huán)境不好、噴涂不及時(shí)、噴鋅顆粒大、堆積不規(guī)則，使顆粒間存有孔隙。

其次，由于金屬和涂料噴涂層中存在著孔隙和缺陷，同時(shí)表面涂層也會(huì)有流掛、鼓泡、針孔、裂紋等缺陷。

此外，噴涂厚度不均勻，特別是閘門的邊角拐棱及焊縫處，容易產(chǎn)生防腐層的裂紋、掉皮，是防護(hù)最薄弱處。

這些缺陷在介質(zhì)中使防腐層與基體之間構(gòu)成微電池，發(fā)生點(diǎn)蝕、孔蝕等，使防腐層遭受破壞，降低了防腐層的耐久性能。

3.水工鋼閘門在運(yùn)輸安裝階段造成的腐蝕因素

閘門或分部構(gòu)件在運(yùn)輸過程中的擠壓摩擦造成的破損，會(huì)破壞防腐層的完整性。其次，在吊裝時(shí)因撓度過大，構(gòu)件變形使防腐層產(chǎn)生裂紋也是防腐質(zhì)量隱患，因此構(gòu)件的運(yùn)輸和吊裝也需要格外關(guān)注。

此外，在閘門安裝現(xiàn)場(chǎng)，部件組焊時(shí)的防腐處理，也是防腐的薄弱環(huán)節(jié)之一，特別是工地焊縫兩側(cè)的底漆臨時(shí)保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝后，雖然按相同的技術(shù)要求對(duì)預(yù)留部位重新進(jìn)行表面處理及補(bǔ)涂，但是很難達(dá)到在工廠里的處理水平。

4.環(huán)境因素

環(huán)境因素是腐蝕的主要因素之一，隨著工業(yè)的發(fā)展，污水和廢氣的排放，加快了腐蝕速度，高溫和陽光暴曬加快了防腐材料老化，會(huì)引起防腐材料脫落致使防腐層失效。

其次，空氣的濕度對(duì)腐蝕也有重要的影響?？諝獾臐穸却?，使水、氧氣及化學(xué)物質(zhì)通過防腐層缺陷進(jìn)入到基體面，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在防腐層內(nèi)產(chǎn)生腐蝕物，破壞了防腐層。

此外，水體電解質(zhì)濃度、含氧量、微生物、含沙量等，對(duì)腐蝕也有不同程度的影響。電解質(zhì)濃度較高的水體，電阻率低導(dǎo)電性增強(qiáng)，會(huì)增強(qiáng)鋼閘門的腐蝕，流動(dòng)的水體，由于含氧量較高而使鋼閘門生銹速度加快，pH值低的水體加速鋼閘門表面電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕較嚴(yán)重，對(duì)于pH值大于7呈弱堿性的水體，鋼閘門腐蝕較慢，水體含沙量越高，對(duì)鋼閘門的沖擊、沖刷和磨損的力度就越大，越容易破壞表面防腐層。

5.水工鋼閘門在運(yùn)行管理階段造成的腐蝕問題

防腐養(yǎng)護(hù)工作是不容忽視的重要因素。由于閘門長期浸沒在水中，或處于干濕交替，被高速水流沖刷等環(huán)境中，受到各種水質(zhì)、大氣、水生物等的侵蝕，泥沙和其他漂浮物的沖擊摩擦使鋼材發(fā)生腐蝕。其次，防腐層在溫度變化、濕度、陽光暴曬以及應(yīng)力變化等各種因素作用下發(fā)生破壞，由于各種原因出現(xiàn)的裂紋，防腐材料延伸性不夠好被拉裂或拉脫，施工質(zhì)量不良出現(xiàn)起泡、離層、破損，粘結(jié)不牢脫落，防腐層材料的自然老化龜裂等，腐蝕因子通過防腐層缺陷進(jìn)入內(nèi)部發(fā)生腐蝕，就會(huì)加快腐蝕速度，使閘門防腐層失效。此外，由于經(jīng)費(fèi)不足、管理不到位、管護(hù)人員維護(hù)不及時(shí)或措施不當(dāng)，就會(huì)逐步發(fā)展擴(kuò)大腐蝕面積，因此水工鋼閘門防腐的維護(hù)管理工作，對(duì)確保鋼閘門的防腐層的完整及閘門的安全運(yùn)行具有重要意義。

二、水工鋼閘門常見腐蝕形態(tài)和部位

1.全面腐蝕

全面腐蝕是一種常見的腐蝕形態(tài)，它的腐蝕特征是在金屬暴露的表面或一個(gè)大面積上普遍地發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，可以是均勻的，也可以是不均勻的。由于常處在水下或潮濕的環(huán)境，鋼閘門容易積水的主梁、小橫梁等部位發(fā)生大面積腐蝕最為常見，處在門槽內(nèi)的邊梁也容易發(fā)生全面腐蝕。

2.局部腐蝕

局部腐蝕最常見的有沖擊腐蝕、坑蝕、縫隙腐蝕、生物腐蝕、水線腐蝕、焊縫腐蝕等。

（1）沖蝕是由高速水流的破壞與電化學(xué)腐蝕等多種作用的結(jié)果。在高水頭、含沙量大的環(huán)境中，閘門底緣部分、門槽底部、底坎經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這種腐蝕現(xiàn)象。

（2）生物腐蝕在不經(jīng)常啟用或靜水中的閘門上最易發(fā)生，門槽的水下部分、底坎止水埋件和鋼閘門水下部分，特別是邊梁的水下部分和底緣部分生物腐蝕比較常見。

（3）坑蝕和點(diǎn)蝕主要是由于表面除銹缺陷、防腐層的缺陷或安裝運(yùn)行中的破損等原因造成的，在環(huán)境介質(zhì)的作用下，腐蝕不斷向縱深處發(fā)展，若不及時(shí)維護(hù)則可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的腐蝕。

（4）縫隙腐蝕主要發(fā)生在門槽、底坎止水埋件、封水件與壓板及座板之間，在鉚接、螺栓以及法蘭盤聯(lián)接等連接處都不可避免地存在。

（5）焊縫腐蝕主要是在焊縫局部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及各種微觀組織缺陷，兩種因素的綜合作用會(huì)加速焊縫部位的腐蝕，加之焊縫表面粗糙，防腐層保護(hù)效果不好，焊縫會(huì)先腐蝕。

（6）常見的局部腐蝕類型和電偶腐蝕主要發(fā)生在螺栓及其配件上，在行走支承、滾輪、滑道及其配件上，在吊耳部位也常見。

三、水工鋼閘門防腐維護(hù)工作的主要內(nèi)容

首先要觀察啟閉運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部位的潤滑油是否充足，轉(zhuǎn)動(dòng)部件有無卡結(jié)，支承行走部分的滾輪和滑道等有無磨損和銹蝕，埋件有無變形，止水是否完好，門體是否有振動(dòng)剮蹭，閘門焊縫有無異常，防腐層有無雜物沖擊破損、剝落和腐蝕情況。其次要及時(shí)清理梁系框格內(nèi)積水，檢查緊固部件有無松動(dòng)和損壞，及時(shí)清理閘門上的水生物、雜草和其他附著物，清理水工鋼閘門阻塞物，對(duì)防腐層已破壞的點(diǎn)、部位，要及時(shí)記錄登記，采取有效的修補(bǔ)、更換措施完善防腐層，防止繼續(xù)損壞。

此外，閘門維修時(shí)使用的焊條、螺栓以及連接構(gòu)件的耐腐蝕性能應(yīng)與主體材料相近，螺栓、螺母和墊圈應(yīng)采用鍍鋅防護(hù)，采用與主體結(jié)構(gòu)相同的防腐蝕措施，高強(qiáng)螺栓構(gòu)件連接處的接觸面應(yīng)涂防腐涂料，連接縫隙應(yīng)采取措施密封。

四、水工鋼閘門防腐和維護(hù)措施

1.制定嚴(yán)格的管理制度和操作規(guī)程

加強(qiáng)經(jīng)常性檢查，把水工鋼閘門防腐的日常維護(hù)工作納入水利工程管理工作考核中，要根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，定期檢查閘門的防腐層，對(duì)防腐層已破壞的點(diǎn)、部位，要及時(shí)采取有效的修補(bǔ)、更換等措施。

2.建檔立卡

對(duì)每個(gè)水閘、每扇閘門和每個(gè)腐蝕點(diǎn)進(jìn)行登記，建檔立卡。根據(jù)閘門的原防腐設(shè)計(jì)方案和使用年限，結(jié)合本地的水質(zhì)和大氣環(huán)境情況，制定維修養(yǎng)護(hù)方案，定期檢查維護(hù)，把日常維護(hù)、年修和大修結(jié)合起來，及時(shí)完善防腐層，延長閘門的使用壽命，確保閘門的正常運(yùn)行。

3.采用正確的除銹方法

涂層缺陷的局部修補(bǔ)宜采用手工和小型動(dòng)力工具除銹，清除腐蝕物可用高壓空氣，必要時(shí)局部點(diǎn)狀也可用暖風(fēng)干燥后除銹，不同的銹蝕部位可采用不同除銹方法，平面局部銹蝕部位宜采用小型動(dòng)力工具除銹，油漆面較好部位清潔表面后，采用砂紙或鋼絲刷進(jìn)行打毛除銹，表面清潔度等級(jí)應(yīng)達(dá)到規(guī)定等級(jí)。

4.選擇好涂料

防腐層的設(shè)計(jì)壽命短期為5年以下，中期為5～10年，長期10～20年，對(duì)于發(fā)生腐蝕破壞的防腐層的維護(hù)，為了確保質(zhì)量要選擇好涂料，特別要注意涂料的配套性。首先要結(jié)合防腐層的設(shè)計(jì)，清楚涂料品種、涂層配套、涂層厚度、涂裝表面處理和涂裝工藝等。其次，根據(jù)環(huán)境要求選擇涂料，根據(jù)實(shí)際需要選用規(guī)范中推薦的與四大類腐蝕環(huán)境相配套的常用方案，在實(shí)踐中取得良好效果的涂料品種和成熟配套方案也可吸收采納。

此外，盡量采用與原涂層相同或相容的涂料和溶劑，根據(jù)涂料的配套原則盡量選用同一廠家的涂料；如果是不同廠家的涂料，使用前經(jīng)試驗(yàn)配套性良好才可使用。

五、水工鋼閘門防腐和維護(hù)工作的建議

（1）相關(guān)部門應(yīng)制定維修養(yǎng)護(hù)規(guī)程，為防腐層的維修養(yǎng)護(hù)工作提供指導(dǎo)，運(yùn)行管理設(shè)立專門的防腐維修工種，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，建立起專門的防腐工種隊(duì)伍，

（2）培養(yǎng)一支責(zé)任心強(qiáng)、有一定專業(yè)技術(shù)知識(shí)的維修養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，制訂防腐維修養(yǎng)護(hù)定額，并且在養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)上給予適當(dāng)?shù)膬A斜，做到維護(hù)工作有專人，維護(hù)資金有專項(xiàng)。

（3）加強(qiáng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究，針對(duì)不同的環(huán)境，不同的腐蝕部位，不同的腐蝕形態(tài)，制定相應(yīng)的處理措施和方案，為防腐工種的規(guī)范工作和考核提供依據(jù)。

六、結(jié)語

水工鋼閘門在制作、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行過程中，會(huì)對(duì)防腐層造成一些破壞，使閘門的一些特殊部位和部件容易發(fā)生腐蝕，對(duì)此應(yīng)該加強(qiáng)水工鋼閘門在制作、運(yùn)輸和安裝階段的施工管理，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)，盡可能減少缺陷，并按照規(guī)范的要求處理好缺陷，以減輕運(yùn)行管理單位的日常維護(hù)工作量。運(yùn)行管理單位應(yīng)加強(qiáng)制度化的檢查和維修維護(hù)工作，以確保水工鋼閘門防腐層的完整和耐久性，從而延長閘門的使用壽命，保證閘門的安全運(yùn)行■