水工金屬結構防腐方案探討

邱祥

摘 要：良好的防腐保護質量不僅可以保障水工金屬結構的整體質量，同時也會對其使用壽命的延長和安全性起到關鍵的保障作用。因此，在具體的水工金屬結構工程建設施工過程中，施工單位一定要注重防腐保護工作，并通過合理的途徑做好防腐保護工程的質量控制。

關鍵詞：水工;金屬結構;防腐方案

中圖分類號：TV34 文獻標識碼：A

1水工金屬結構的腐蝕原理與影響因素

由于水工金屬結構所處環(huán)境的影響，環(huán)境介質和金屬材料之間經常會發(fā)生一定的電化和化學反應，導致水工金屬結構出現(xiàn)變質腐蝕現(xiàn)象。金屬材料腐蝕本身就是一個較為復雜的過程，隨著外界影響因素的改變，腐蝕狀態(tài)也會隨之發(fā)生變化。水工金屬結構最常見的腐蝕類型多為電化學腐蝕，主要是在水分子影響下，電解質溶液中金屬本身呈離子化，當金屬離子和其他電子之間的結合力比與水分子之間的結合力小的時候，金屬表面的部分離子就會進入電解液當中，從而出現(xiàn)電化學腐蝕[1]。研究發(fā)現(xiàn)電化學腐蝕的三個主要影響因素包括金屬通道、電位差及電解質，在三個要素齊全的情況下，必定會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

和水工金屬結構腐蝕相關聯(lián)的因素包括溫度、濕度、污染物含量、氧氣及金屬結構表面狀態(tài)等。溫度主要是影響反應速度，研究發(fā)現(xiàn)，外界溫度每升高10攝氏度，金屬結構的腐蝕速度就會增加一倍。濕度主要和金屬結構表面的水膜形成和厚度存在密切關聯(lián)，金屬結構表面粗糙則易于吸濕形成水膜。水中和大氣中所含的各類污染物會破壞金屬結構表面的鈍化物。氧氣是電化學反應過程中主要的電子接受體。比如，船體閥門在輸水過程中由于長期受高速水流的不斷沖刷，所以需要對防腐層的耐磨性引起重點關注。閘門的水位變幅區(qū)由于干濕環(huán)境的不斷交替，所以非常容易形成一層薄薄的水膜，在氧氣作用下就會發(fā)生電化學腐蝕。

2水工金屬結構防腐蝕的要求

從長效性方面來看，我國大部分水工建筑都建立在戶外，而且支撐水工建筑的一些架構都是常年在電力運行的基礎上所構建的，要對其進行檢查和維修非常困難，導致金屬結構出現(xiàn)的問題很難被及時察覺。因此，在進行水工建筑金屬結構的防腐設計時需要保證其具有長效性。從適應性方面來看，金屬結構的支架結構由于基本在戶外，經常會受到風吹日曬和雷擊雨淋，這些自然氣候條件會對金屬結構產生一定的負面影響[2]。因此，在進行金屬結構防腐蝕方案設計時，要基于支架所處的環(huán)境與氣候等因素綜合考慮，保證方案具備較強的適應性。從防變形方面來看，水工建筑工程中的很多結構都需要利用焊接實現(xiàn)加固與連接，進行防腐蝕施工就非常容易出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，進而影響水工建筑的安全性?；诖耍そㄖ慕饘俳Y構防腐方案必須考慮對其他結構是否會造成影響，然后將環(huán)保、節(jié)能、成本以及使用時間這幾個方面作為出發(fā)點進行考慮，使設計出的防腐方案更科學、合理。

3水工金屬結構防腐蝕方案

從目前的實際情況來看，金屬結構中最為常用的防腐法有金屬覆蓋層防腐法、有機涂層防腐法、無機非金屬涂層防腐法三種。有機涂層防腐法是利用表面涂層對金屬結構實施保護，可保證金屬結構的抗腐蝕效果，若在涂刷時出現(xiàn)不合理的情況，則會導致保護層非常薄弱，有可能就會消失，故金屬結構會出現(xiàn)銹蝕的情況。一般情況下，為保證水工建筑的穩(wěn)定運行，盡量不要進行斷電檢修。涂抹保護層的方法雖然比較可觀，但當保護層消失時需要再次涂抹，這時整個水工建筑都需要斷電，這是有機涂層防腐法的缺點。無機非金屬涂層防腐法可以提高金屬結構的耐腐蝕能力，在抗高溫和絕緣等性能上具有相應的優(yōu)勢，但是這種防腐法的柔韌性不強，易受腐蝕，因此在水工建筑金屬結構的防腐工作中往往受到許多方面的限制，但經過防腐涂料的研究和使用，這種現(xiàn)狀發(fā)生了很大的變化。從實際調研資料來看，金屬包覆這一方法一般采用熱鍍鋅和熱噴鋅來實現(xiàn)防腐效果，但在某些變電所支架金屬結構的防腐中，熱鍍鋅的應用范圍更為廣泛。如今，我國科學技術逐步完善，冷噴鋅技術已在國內外推廣應用，我國也積極地對這種防腐法進行了試驗驗證，并逐步推廣到各個水工建筑的金屬結構防腐工作中。

防腐即通過利用各種技術措施延緩或者抑制金屬結構腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，常見的防腐措施包括以下幾種：一，選用耐腐蝕的合金或者金屬材料。二，采取犧牲陽極的陰極保護法。三，涂層封閉隔絕防腐法。四，在腐蝕中介中添加一定量的緩蝕劑。

相比較而言，采用耐腐蝕的金屬措施代價比較大，所以不易用于一些規(guī)模比較大的工程。添加緩蝕劑防腐措施知識和應用于介質相對比較固定的特殊工業(yè)領域。我國目前水工金屬結構防腐措施主要白用涂層保護法和陰極保護法兩種[3]。前幾年金屬熱噴涂方法曾一度受到了水利工程領域的青睞，主要包括噴鋁、噴鋅和噴涂鋅呂合金，這種防腐措施最大的缺陷就是污染較為嚴重，而且會危害施工人員的身體健康。隨著低碳環(huán)保節(jié)能理念的提出，這一工藝的實施和推行遇到了很大的阻礙。再加上國際上大力倡導發(fā)展無公害、無污染、經濟高效且節(jié)約能源的防腐涂料，所以近些年無論海工、還是船舶制造和風電行業(yè)，都更加傾向于采用綜合性能優(yōu)異的重金屬涂料防腐涂裝方案[4]。在此大環(huán)境下，要求我們充分結合水工行業(yè)特點，制定最為科學合理的防腐方案，保證可以很好地滿足國家環(huán)保相關要求，這是目前最為迫切的一個問題。

總而言之，水工金屬結構所處的環(huán)境不同，對防腐涂層的技術要求也存在一定的差異性，所以就需要差異化設計防腐方案，并嚴格把控施工操作質量，提高最終防腐效果，有效延長水工金屬結構使用壽命。

參考文獻

[1]耿會濤，李子豫.提高水工鋼筋混凝土結構耐久性措施探究[J].河南科技，2018（13）：99-101.

[2]祁建華.水工金屬結構腐蝕的圖像識別技術[J].低碳世界，2017（29）：197-198.

[3]梁建鵬，楊玉峰.水工混凝土結構腐蝕檢測與評估方法[J].江西水利科技，2016，42（05）：342-347.

[4]周兵.水工金屬結構防腐蝕涂裝施工質量檢測單元劃分[J].中國高新技術企業(yè)，2014（29）：60-61.