鋼閘門腐蝕因素分析

宋斌

摘要 隨著我國水利水電工程快速發(fā)展，鋼閘門用量越來越多，在水利水電行業(yè)發(fā)揮著重要作用，但同時鋼閘門存在著腐蝕問題，影響鋼閘門正常運行和使用功能。本文分別從空氣條件、水質(zhì)條件、養(yǎng)護管理及防腐工藝等角度進行分析，闡述鋼閘門腐蝕的原因及影響因素，并介紹鋼閘門的防腐措施及方法.以確保水工鋼閘門安全運營。

1.概述

我國改革開放以來，水利水電工程快速發(fā)展，已建和在建的水利水電工程有300多座，其中水工鋼閘門使用量近500多萬噸，這種鋼制的水工閘門在水利水電工程中發(fā)揮著重要的作用。然而水工鋼閘門受自身材料特性、使用條件和水利工程特點的影響，盡管已采取防腐措施，閘門在正常使用過程中普遍存在腐蝕問題。因為腐蝕，造成截面有效面積減少，降低結(jié)構(gòu)承載力，減少剛度帶來結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等問題，極大的影響了水工鋼閘門的正常使用和安全運行。本文分析了鋼閘門腐蝕的原因，同時介紹了防腐的工藝及措施，確保鋼閘門的耐久性及正常使用功能。

2.腐蝕因素分析

本節(jié)從空氣、水質(zhì)、養(yǎng)護管理及防腐工藝等因素分析造成水工鋼閘門腐蝕的原因。

（1）空氣因素

水工鋼閘門作業(yè)區(qū)空氣具有一定的溫度和濕度，兩者對鋼材腐蝕有重要的影響。首先，越高的空氣溫度，越強的陽光暴曬，對鋼閘門表面防腐涂層的破壞就越強，引起防腐材料局部脫落，隨著時間推移，防腐材料老化，進而引起鋼閘門防腐涂層失效，成為腐蝕破壞前提。其次，空氣的相對濕度對鋼閘門的腐蝕影響不能小視，據(jù)某研究結(jié)果表明：當(dāng)空氣相對濕度低于60%時，對鋼材腐蝕影響較??；當(dāng)空氣相對濕度達到70%及以上時，對鋼材腐蝕具有明顯的促進作用，加快腐蝕速度。同時空氣中的水分子、氧氣分子及化學(xué)物質(zhì)分子通過防腐涂層缺陷進入鋼材表面，形成導(dǎo)電水膜，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在鋼材防腐涂層內(nèi)產(chǎn)生較大體積腐蝕物，日漸積累膨脹破壞了防腐涂層，進而引起鋼材腐蝕。

水工鋼閘門工作環(huán)境的空氣相對濕度都較大，基本都在臨界濕度以上，加之溫度及日曬等因素，對閘門防腐涂層具有一定的破壞作用，成為鋼材腐蝕的前提。

（2）水質(zhì)因素

水工鋼閘門作業(yè)區(qū)水域，所含的的含鹽量、含氧量、電解質(zhì)濃度、微生物、含沙量等均不同，對水工鋼閘門的腐蝕影響程度不同。對于含鹽量、電解質(zhì)濃度等均較高的水域中，電阻率低，導(dǎo)電性增強，為鋼材腐蝕提供了良好的條件；水工鋼閘門作業(yè)區(qū)，水流飛濺，含氧量較高，鋼材生銹速度就加快，推動鋼材腐蝕。不同水質(zhì)具有不同的pH值，值越低的作業(yè)水域，加快鐵銹的溶解，加速鋼材表面電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕較嚴(yán)重，對于值大于7的水域，呈弱堿性，鋼閘門在這種水域里腐蝕較慢，對構(gòu)件腐蝕破壞影響較小。作業(yè)區(qū)水域含沙量對鋼閘門腐蝕具有一定的影響，含沙量越高，對鋼材的反復(fù)沖擊、沖刷、磨損的力度越大，越容易破壞鋼材表面防腐涂層，進而加快引起鋼材腐蝕。

（3）養(yǎng)護管理因素

水工鋼閘門養(yǎng)護管理工作是不容忽視的重要因素。工作人員要按規(guī)程定期檢查，包括閘門有無水生物、雜草和污物附著；閘門的門葉梁系框格內(nèi)有無積水等；閘門各部位的緊固部件有無松動和損壞；冰凍期閘門上下游有無結(jié)冰，轉(zhuǎn)動部件有無凍結(jié)等四部分內(nèi)容。如果閘門水生物、雜草和漂浮物附著，沒有及時清理，易造成水工鋼閘門阻塞引起漏水、沖擊破壞表面防腐涂層，造成閘門腐蝕在冰凍期，若沒有及時除掉閘門結(jié)冰，引起凍融循環(huán)，造成防腐涂層老化破壞，進而加快了水工鋼閘門的腐蝕；對于已發(fā)現(xiàn)的閘門表面麻點、蜂窩等問題，如不及時采取措施，鋼閘門表面從這些缺陷區(qū)域逐步向外延伸，擴大了腐蝕面積，結(jié)果造成水工鋼閘門的大面積腐蝕破壞。

水工鋼閘門的養(yǎng)護管理工作是鋼閘門檢查、管理、養(yǎng)護的主觀因素，對水工鋼閘門的防腐，確保其安全運行具有重要的意義，如沒有做好，必然給鋼閘門的防腐及安全運行帶來重大的威脅。

（4）防腐工藝因素

目前水工鋼閘門在使用前均進行了防腐處理，防腐處理的工藝主要包括防腐涂料、金屬噴鍍等，兩者的防腐機理基本都是在鋼材表面形成封閉的致密的保護層，將鋼材與外界空氣、水、腐蝕性物質(zhì)進行隔離，進而達到水工鋼閘門防腐。但是，兩者工藝要求較高，處理效果好壞直接影響閘門的防腐性能。例如在施工過程中，金屬表面沒有處理好，無論采用何種工藝，都不能做好防腐涂層，同時也達不到理想的效果；如果在噴鋅防腐過程中，金屬表面未完全除銹，直接引起二次生銹，嚴(yán)重影響了噴鋅防腐的質(zhì)量；防腐工作需要高素質(zhì)施工隊伍，具有嚴(yán)格的質(zhì)量控制及管理，否則，造成工序不符合技術(shù)要求、部分區(qū)域存在質(zhì)量問題，都會直接間接的影響水工鋼閘門的腐蝕破壞。

防腐處理是組織鋼閘門腐蝕破壞的重要環(huán)節(jié)，本部分對工藝、技術(shù)要求較高，如有缺陷，都會影響到水工鋼閘門的耐久性能。

3.鋼閘門防腐處理措施

做好水工鋼閘門的防腐處理，主要從以下兩方面進行介紹。

（1）根據(jù)鋼閘門作業(yè)水域的空氣條件、水質(zhì)條件，選擇適合的防腐方案，從防腐涂料、噴鍍鋅層兩方面著手，嚴(yán)格把控環(huán)節(jié)、施工質(zhì)量，滿足防腐工藝的要求。

（2）運營管理部門，要根據(jù)規(guī)程規(guī)定，定期檢查水工鋼結(jié)構(gòu)部件，對已發(fā)現(xiàn)的附著物、雜草、漂浮物等要及時清理；對防腐涂層已破壞的點、區(qū)域，要及時采取有效的修補、更換等措施，完善防腐涂層；對結(jié)冰區(qū)域，采取科學(xué)合理的措施，除冰防止防腐涂層破壞加強定期監(jiān)管、適時養(yǎng)護，確保水工鋼閘門安全運行。

4.小結(jié)

本文分別從空氣、水質(zhì)、養(yǎng)護管理及防腐工藝等因素進行分析，闡述引起水工鋼閘門腐蝕的原因。同時介紹了水工鋼閘門的防腐處理措施，以便確保水工鋼閘門的耐久性能和安全運營。

參考文獻

[1].郭建斌，鄭圣義.鋼閘門腐蝕安全研究[-丁j.腐蝕科學(xué)與防護技術(shù)，2006（01）：73 75

[2].趙亮.談某水電站泄洪洞鋼閘門腐蝕原因分析及處理[-丁_.山西建筑.2013（11）

[3].張振聲，陳章發(fā).噴鋅工藝在閘門防腐中的應(yīng)用[J].上海水利.1995（02）：3（～31

[4].張文淵.水下及近水金屬結(jié)構(gòu)微生物腐蝕調(diào)查[-T].腐蝕科學(xué)與防護技術(shù).2000，

12（5）：259～63

[5].王芷芳，徐連軍.海水鋼閘門腐蝕防護措施失效原因[_丁_.腐蝕與防護.2008，15（6）