淺析鋼閘門防腐蝕措施

摘 要： 本文系統(tǒng)的介紹了水工鋼閘門產(chǎn)生腐蝕的原因、鋼閘門噴鋅防腐技術(shù)以及質(zhì)量檢查方法。

關(guān)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(diào)節(jié)上下游水位，泄放流量、灌溉、引水發(fā)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(shù)是就顯得非常重要，采用噴砂、噴鋅防腐技術(shù)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(jié)合實例重點介紹該技術(shù)的基本要求、材料選擇、施工工藝、質(zhì)量檢查等。鋼閘門噴鋅防腐技術(shù)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(zhèn)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(guī)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(qū)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(zhèn)汊河行政村與和縣石楊鎮(zhèn)新橋行政村交界處，包括節(jié)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(zhì)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(zhì)，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(jīng)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(xiàn)了不同程度的銹坑。

二、鋼閘門腐蝕因素

（1）氣候因案：鋼結(jié)構(gòu)水閘門水上部位易受日曬雨淋等的作用而發(fā)生腐蝕。

（2）應(yīng)力和變形應(yīng)力和變形越大，腐蝕越甚。

（3）水質(zhì)：淡水含鹽量較低，閘門的腐蝕視其化學(xué)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(jié)的泥沙等磨粒處金屬表面高速沖擊，發(fā)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(chǎn)物從結(jié)構(gòu)表面隨水流沖走，使腐蝕加快，所以經(jīng)常開閘泄水的閘門比長期關(guān)閉的閘門腐蝕嚴重。

（5）水生物：鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)水工鋼閘門整體與相關(guān)不同材質(zhì)等部件在潮濕環(huán)境和介質(zhì)中形成異金屬連接，而發(fā)生嚴重的電偶腐蝕。

三、鋼閘門噴鋅防腐技術(shù)

1.噴鋅防腐原理

鋼閘門噴鋅使用的主要設(shè)備為壓縮空氣系統(tǒng)，氧氣、乙炔系統(tǒng)，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(qū)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(jù)節(jié)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(huán)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(yù)處理、金屬熱噴涂、涂料涂裝保護三個流程。首先就是表面預(yù)處理，金屬結(jié)構(gòu)在進行噴（拋）射清理除銹之前，應(yīng)清除焊渣、飛濺、毛刺等附著物，并應(yīng)用砂輪機對銳利的切割邊緣進行處理，然后清洗結(jié)構(gòu)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(yīng)經(jīng)常更換。清洗后應(yīng)用潔凈淡水沖洗2～3遍，并應(yīng)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(guī)定的Sa2 1/2級，表面粗糙度Rz值根據(jù)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(jù)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(yīng)經(jīng)過冷卻裝置及油水分離器處理，油水分離器應(yīng)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(yīng)為15°;處理后應(yīng)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(yīng)對表面預(yù)處理的質(zhì)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(yīng)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(yīng)不小于99.99%。金屬熱噴涂施工與表面預(yù)處理的間隔時間應(yīng)盡可能縮短，在潮濕或工業(yè)大氣等環(huán)境條件下，應(yīng)在2h內(nèi)噴涂完畢;在晴天或濕度不大的條件下，最長不應(yīng)超過8h。熱噴涂工藝應(yīng)按以下要求執(zhí)行：

1）噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不應(yīng)小于0.4MPa。

2）噴嘴與基體表面的距離宜為100-200mm。

3）噴槍應(yīng)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(yīng)超過450相鄰噴幅之間應(yīng)重疊1/3。

4）上下兩遍之間的噴槍走向應(yīng)相互垂真。

3、金屬涂層質(zhì)量檢驗

金屬涂層外觀應(yīng)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(yīng)小于設(shè)計規(guī)定厚度120um。金屬涂層結(jié)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(nèi)無金屬涂層從基底上剝離或剝離發(fā)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(xiàn)金屬涂層與基底剝離的現(xiàn)象則判定為不合格。采用拉開法進行結(jié)合強度定量測試時，結(jié)合強度應(yīng)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(yīng)按儀器說明書的規(guī)定進行。

4、 金屬熱噴涂復(fù)合保護涂層及質(zhì)量檢驗

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

四、結(jié)語

鋼閘門在使用過程中由于使用條件的不同，會發(fā)生不同形式不同程度的腐蝕，相應(yīng)地應(yīng)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(shù)可行性與經(jīng)濟合理性的有效結(jié)合，做的既經(jīng)濟合理又安全有效，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)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(guī)范》GB/T14173-2008.

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