摘　要 具體分析了水工鋼閘門極易發(fā)生銹蝕的原因,介紹了水工鋼閘門防腐蝕方法。對海河二道閘水工鋼閘門的表面處理和防腐施工進(jìn)行了論述。

　　關(guān)鍵詞 　海河二道閘 鋼閘門 防腐

　　Abstract: The paper makes a specific analysis on the causes of hydraulic steel gate easily being rusted, introduces the methods for anti-corrosion of hydraulic steel gate, and expounds the treatment and anti-corrosion construction of hydraulic steel gate of the second sluice on Haihe River.

　　Key words: the second sluice on Haihe River; steel gate; anti-corrosion

　　中圖分類號：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

　　1基本情況

　　天津位于九河下梢，瀕臨渤海，節(jié)制閘、擋潮閘眾多，它們?yōu)楸Ｕ咸旖蚴泄まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活用水發(fā)揮著巨大作用。由于節(jié)制閘、擋潮閘水工鋼閘門長期處在水(污水、海水、鹽霧侵蝕)和泥沙沖刷等惡劣環(huán)境之中， 在電化學(xué)、機(jī)械因素和生物因素腐蝕的共同作用下鋼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重， 機(jī)械強(qiáng)度降低，使用壽命縮短。因此，做好鋼閘門的防腐工作，延長其使用壽命顯得尤為重要。

　　海河二道閘工程于1984年5月12日經(jīng)國家計(jì)委批準(zhǔn)興建。同年8月開工。1985年10月份竣工。位于天津市津南區(qū)東泥沽村東側(cè)的海河干流上，上距市區(qū)解放橋30Km，下離入海口39Km。主要功能是：保護(hù)上游水質(zhì)，開發(fā)下游航運(yùn);與海河防潮閘聯(lián)合運(yùn)用，充分發(fā)揮海河泄洪、排水、供水、蓄水、通航、觀光等綜合功能，是促進(jìn)濱海地區(qū)建設(shè)實(shí)現(xiàn)天津市總體規(guī)劃的一項(xiàng)重要工程措施。

　　工程主體為8孔節(jié)制閘設(shè)計(jì)流量為1200立方米/秒。其中中孔6孔閘孔凈寬為10米，高9米;邊孔2孔閘孔凈寬為13.5米，高6.9米。工作閘門設(shè)雙向止水平板直升式鋼閘門采用柱塞式液壓啟閉機(jī)進(jìn)行啟閉。檢修閘門為疊梁式結(jié)構(gòu)，中孔檢修門上、下游各一套，每套4扇;邊孔檢修門上、下游各一套，每套3扇。

　　2 鋼閘門腐蝕機(jī)理及防腐措施

　　2.1 鋼閘門腐蝕機(jī)理

　　水工鋼閘門腐蝕按其腐蝕原理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類。水工鋼閘門由于其所處的環(huán)境(海水、鹽霧、污水等)主要受電化學(xué)腐蝕

　　1.電化學(xué)作用

　　鋼鐵在冶煉過程中會滲入許多雜質(zhì)這些雜質(zhì)在金屬體內(nèi)可形成很多不同的電極，當(dāng)含有雜質(zhì)的鋼材與水或空氣中的水分接觸時(shí)，由于鋼鐵與所含雜質(zhì)的電位不同形成了無數(shù)短路的小原電池。鋼材電位較低成了原電池的陽極，所含雜質(zhì)與不活潑金屬的電位較高，形成原電池的陰極。這樣鋼材與水接觸時(shí)放出電子。這些電子進(jìn)入水中與溶解于水中的氧作用產(chǎn)生鐵銹鋼材就不斷被腐蝕。由于鐵銹為多孔性的物質(zhì)易受潮解不能阻止鋼材進(jìn)一步腐蝕鋼閘門在水中就不斷被銹蝕直到破壞。亦即水工鋼閘門的腐蝕主要是鋼板在電介質(zhì)水中產(chǎn)生了電化學(xué)作用的結(jié)果。如果鋼閘門是由不同鋼材組成的比如是不銹鋼與一般軟鋼組成，軟鋼將起到犧牲陽極的作用而被腐蝕掉。

　　2.酸堿腐蝕　若鋼閘門接觸的水中含有酸堿物質(zhì)或空氣中有腐蝕氣體等鋼材與腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也會造成鋼閘門的腐蝕。

　　3.鹽分引起的腐蝕 在近海地區(qū)水工鋼閘門下游側(cè)和上游側(cè)的水所含鹽分濃度不同。當(dāng)啟閉閘門時(shí)閘門附近海水和淡水因密度不同常呈層狀分布。水的電阻率沿水深方向的分布差異也很大底部電阻一般比水面小。鹽分濃度高的部位(河底)容易發(fā)生腐蝕。

　　4.水流速度的影響 水流速度對腐蝕也有影響。鋼閘門受到水流沖擊速度的大小不同、部位不同腐蝕程度也不同。凡受到較大流速沖擊的部位(如弧形閘門的邊緣)容易受到腐蝕。

　　5.風(fēng)浪的影響 由于風(fēng)浪的作用，水面附近的溶解氧較多，使氧的離子化過程加速，容易造成局部陽極的迅速溶解，所以鋼閘門靠近水面波動部位的銹蝕要比其余部位嚴(yán)重;深水部位則因氧的離子化過程緩慢銹蝕程度相對較輕。

　　6.氣候因子的影響 鋼閘門水上部位由于受到日光照射和潮濕空氣的作用發(fā)生化學(xué)腐蝕 。

　　2.2 鋼閘門的防腐措施

　　鋼閘門的腐蝕現(xiàn)象是普遍存在的，國內(nèi)外對鋼閘門的防腐研究十分廣泛，各自采取不同的措施對閘門進(jìn)行防腐處理，目前水工鋼閘門的防腐蝕措施主要有如下三種：采用涂刷環(huán)氧瀝青漆、氯磺化聚乙烯涂料，噴鋅以及陰極保護(hù)等都起封閉、隔離腐蝕電流、氧氣的作用，以延長鋼閘門的使用壽命，降低維修費(fèi)用。

　　2.2.1　涂料保護(hù)

　　在覆蓋層保護(hù)方面常采用防腐蝕涂料。一方面涂料在鋼材表面干結(jié)成一層附著堅(jiān)固的漆膜把鋼材表面與空氣或水等介質(zhì)隔絕開來;另一方面可在涂料中加入一些具有防腐蝕能力的顏料它們與鋼鐵接觸時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一層薄膜覆蓋在金屬表面上防止腐蝕介質(zhì)浸入或抑制鋼鐵的銹蝕起到防腐蝕作用。水工鋼閘門的涂料多采用兩層底漆和兩層面漆，底漆主要起防銹作用，面漆主要是保護(hù)防銹底漆不直接受到介質(zhì)作用，并有一定裝飾作用。

　　涂料往往采用油漆，水工上常用的油漆有紅丹底漆、銀灰色面漆、830瀝青鋁粉船底漆、831黑棕船底防銹漆、環(huán)氧二乙烯紅丹漆 、環(huán)氧二乙烯乙炔鋁粉面漆、醇酸瀝青鋁粉面漆等。涂料要有一定的稀釋劑，使其達(dá)到適宜的稠度，以利施工操作。防銹涂料稀釋劑摻和量不宜過多，一般以不超過涂料量的2%～3%為宜。

　　2.2.2　噴鋅保護(hù)

　　噴鋅保護(hù)是利用鋅經(jīng)過熔融及霧化噴射到閘門表面形成鋅鍍層在鋼材表面被覆一層防銹性能好的金屬層來保護(hù)鋼材不被腐蝕。該鍍層具有當(dāng)鍍層有孔隙或局部損壞與水與基體接觸式起犧牲陽極類型的陰極保護(hù)作用。噴鋅鍍層厚度一般為0.3mm，施工要求嚴(yán)格操作復(fù)雜，需要一套專門設(shè)備。

　　2.2.3 電化學(xué)保護(hù)法

　　陰極保護(hù)是根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，在鋼閘門附近放一個(gè)輔助陽極(鋼、鑄鐵、石墨、呂銀合金)，在兩者之間加上電流電源，鋼閘門與輔助陽極之間通過介質(zhì)(水)連接成一個(gè)回路，鋼閘門成為陰極，在電化學(xué)作用下，輔助陽極犧牲而陰極得到保護(hù)，為節(jié)省陽極金屬材料，也可采用陰極保護(hù)與涂料保護(hù)聯(lián)合使用的防腐蝕措施。

　　3 二道閘水工鋼閘門的防腐處理

　　2004年海河二道閘實(shí)施了水閘整體的加固改造，當(dāng)時(shí)工作閘門、檢修閘門的防腐措施是在噴砂除銹的基礎(chǔ)上底層噴鋅、中間層為環(huán)氧云鐵中間漆、面層采用了氯化橡膠漆進(jìn)行封閉。經(jīng)過多年運(yùn)行發(fā)現(xiàn)工作閘門的門葉、橫縱梁的原有封閉層下出現(xiàn)大量鼓包，防腐涂層(中間涂層和面層)基本上完全脫落，個(gè)別部位的底層噴鋅亦發(fā)生脫落，因此導(dǎo)致海河二道閘工作閘門銹蝕非常嚴(yán)重，特別是工作閘門局部的金屬基體已經(jīng)遭到侵蝕。

　　介于此海河二道閘工作閘門、檢修閘門急需進(jìn)行全面的防腐維護(hù)否則將會極大地縮短工作閘門、檢修閘門的使用壽命。

　　根據(jù)上述情況和我所多年的防腐工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮防腐效果和工程投入，經(jīng)對比確定鋼閘門應(yīng)以環(huán)氧瀝青類為底、面漆，因?yàn)榄h(huán)氧瀝青漆有一定的防腐能力，且價(jià)格較低，適宜大面積涂刷。這種方法優(yōu)點(diǎn)是:施工方法簡便，物盡其用，造價(jià)合理，便于管理人員正常維護(hù)，保護(hù)效果比較理想。同時(shí)要保證良好的防腐效果。

　　3.1施工標(biāo)準(zhǔn)

　　水工鋼閘門防腐施工嚴(yán)格遵照《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》(SL105-2007)、《水工鋼閘門和啟閉機(jī)安全檢測技術(shù)規(guī)程》(SL101-94)的要求實(shí)施。

　　3.2施工方法

　　3.2.1閘門的銹蝕處理

　　防腐施工前，需要對水工鋼閘門表面產(chǎn)生的污染物進(jìn)行處理，因?yàn)樗�的存在�?yán)重影響各種涂層或噴鋅層的附著能力，使保護(hù)層過早失效。如果污染物除不凈面層的防腐做得再好也起不到應(yīng)有的作用。鋼閘門常用的表面處理方法見表1。

　　表1 鋼閘門的表面處理方法

　　處理方法適用情況工具及材料注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

　　人工敲鏟清除鐵銹、氧化皮、舊漆鏟子、刮刀、錘子、鋼絲刷、銼鋼絲束不要過分簡便、質(zhì)量好勞動強(qiáng)度大

　　機(jī)械處理清除浮銹、氧化皮、舊漆、焊縫修整風(fēng)動刷子、除銹槍、電動刷、電動砂輪、電動錘、針束除銹器不要過分效率高、質(zhì)量好勞動強(qiáng)度大

　　化學(xué)除銹清除氧化皮和浮銹帶銹底漆或除銹劑需防護(hù)功效高、質(zhì)量好深銹需多次處理

　　噴砂除銹防腐要求高、噴鋅、使用周期長的鋼閘門空壓機(jī)、貯壓筒、冷卻器、空氣濾清器、噴砂筒、石英砂需防護(hù)效率高、質(zhì)量好、表面清潔與除層結(jié)合好損耗大、工藝復(fù)雜

　　對工作閘門、檢修閘門原防腐層采用噴砂除銹進(jìn)行處理，清污除銹達(dá)到Sa2.5級。其標(biāo)準(zhǔn)為：完全除去金屬表面上的油脂、氧化皮、銹蝕產(chǎn)物等一切雜物，可見的陰影條紋、斑痕等殘留物不得超過單位面積的5% 。

　　石英砂應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈符合規(guī)定級配含泥量(沖洗法)小于3%硫化物及硫酸鹽含量(折算為SO3)小于1%。

　　3.2.2環(huán)氧漆涂層刷涂料

　　乙種環(huán)氧瀝青漆，分為底、磁漆二種，

　　1.涂刷厚漿型環(huán)氧煤瀝青漆底漆二遍干膜厚度需達(dá)到140～160μm，涂刷環(huán)氧煤瀝青漆面漆二遍干膜厚度需達(dá)到160μm。在工作閘門水位變化部位可增加涂刷環(huán)氧煤瀝青漆面漆一遍干膜厚度達(dá)到80μm。

　　2.材料配制及使用方法

　　乙種環(huán)氧底漆、磁漆配比為:成份一:成份二=100:5.5及100:7.2，施工前按兩組份的配比將漆配好，放置0.5h后再用，涂裝工藝習(xí)以噴涂、刷涂及輥涂，以噴涂為宜。底磁漆噴涂時(shí)可分別加入15%～ 6h(25℃)，超過此時(shí)間，粘度逐漸上升，直至成膠無用。因此，應(yīng)用多少配制多少，以免造成浪費(fèi)。涂裝間隔時(shí)間，底漆最短12h(25℃)，最長3d。磁漆最短24h(25℃)，最長4d，一般每天一道。底漆要求涂裝均勻，不得漏涂。實(shí)干后，將底漆用砂紙輕輕打磨，即可涂裝磁漆，施工溫度不低于15℃以下，干燥時(shí)間要適當(dāng)延長，10℃以下不宜施工，涂裝間隔過長直接影響面漆的附著力。

　　3.3 施工質(zhì)量檢查

　　3.3.1 噴砂除銹

　　1.基底處理是很重要的一道工序，在施工中一定要將鋼間門特別是梁格的各個(gè)部位進(jìn)行噴砂除銹，嚴(yán)格按除銹標(biāo)準(zhǔn)(達(dá)到近白級)執(zhí)行，對較小的梁格和輪子周圍等關(guān)鍵部位，要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。

　　2.施工時(shí)要選擇天氣晴朗、濕度較小的春秋季節(jié)進(jìn)行。

　　材料選用石英砂為最佳，要求砂粒堅(jiān)硬而有棱角、干燥(含水量(3%)，無泥土及其它雜質(zhì);

　　3.3.2涂刷防腐涂料

　　環(huán)氧瀝青漆應(yīng)選用有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，無污染無放射性，材料的物理性質(zhì)及化學(xué)成分應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)。購置環(huán)氧煤瀝青漆應(yīng)索取并檢驗(yàn)其生產(chǎn)合格證。

　　1.鋼閘門表面處理后要盡快涂漆防止第二次生銹或污染。

　　2.外觀檢查:涂層要飽滿、均勻，表面黑亮的漆膜，對皺褶、膨泡等要進(jìn)行修整。

　　3.附著力檢查:涂層完全固化后(一般為7d)用小刀拉舌形切口，再用力掀開，破壞處鋼鐵表面仍為漆層所覆蓋，不得露鐵。

　　針孔檢查:可用直流火花檢漏儀，用2000伏檢查，發(fā)現(xiàn)針孔應(yīng)予補(bǔ)涂。

　　4.油漆時(shí)一定要等第一遍油漆干透后，再刷第二遍，要保證漆膜均勻，不起泡，不漏

　　4 結(jié)束語

　　海河二道閘工作閘門、檢修閘門防腐面積總計(jì)6200平方米。2009年對其中的1～4孔工作閘門和邊孔檢修閘門采用乙種環(huán)氧瀝青漆涂層進(jìn)行了防腐處理。

　　幾年來，經(jīng)過觀察，此閘在海河污水成份較復(fù)雜的情況下，閘門大部位沒有起泡、起鼓等損壞現(xiàn)象，漆膜光亮。證明該漆可以經(jīng)受有害水質(zhì)考驗(yàn)，是一種良好的水下鋼結(jié)構(gòu)涂料，防腐蝕性能優(yōu)異。根據(jù)目前情況，使用壽命可達(dá)4年以上，大大減少了除銹噴涂次數(shù)，延長了設(shè)備使用壽命，節(jié)省開支，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1.《水工鋼閘門的防腐與處理》 孫文祥等 《天津水利》(2001.3)

　　2.《H52--S4環(huán)氧厚漿涂料在小洋口閘鋼閘門防腐中的應(yīng)用》 朱建偉等 《水利建設(shè)與管理》(2005.3)