淺談水閘金屬結構防腐處理措施

莊萬里 劉 偉 嚴岳同

淮河流域氣候復雜，加之黃河長期奪淮，水旱災害問題較為突出。新中國成立后我國大力推進水利建設，水利工程點多面廣量大，大部分工程建于20 世紀50 ～70年代，工程建設時間久、標準低、質量不高，多年的運行導致存在較多的安全隱患，運行管理風險大。水閘工程在防洪、調節控制水位和合理利用水資源方面起著重要的作用。研究淮河流域上的水閘防腐問題，對消除水利工程安全隱患和保障國家人民生命財產安全有著重要意義。本文將針對淮河流域水閘防腐處理措施進行分析研究，并提出合理建議。

一、水閘防腐問題的成因

1.防腐材料以及工藝不符合標準

淮河流域建有大小形式不同的水閘，在淮河流域防洪、水量控制調節方面發揮著重要作用。但是很多水閘工程建設時，工程技術和工程材料較為落后，在修筑水閘的過程中，工程師常會根據當時市場情況和經驗選擇水閘防腐材料（簡單的覆蓋層）以及涂抹技術。這些落后的技術、材料以及工藝導致水閘防腐能力不達標，在較長的時間運行下會出現一些嚴重的水閘腐蝕問題。

2.水閘防腐設計結構不合理

水利工程是一個高技術的建筑工程項目。水閘的防腐設計結構是否合理是影響水利工程能否安全運行的一個重要因素。淮河流域的水利工程普遍建設時間早，由于技術能力上的落后和當地環境以及地勢地貌等因素的限制，水閘防腐設計方案水平較低，也沒有結合惡劣的腐蝕環境規避重要金屬部位，在同樣的防腐周期下這些部位會受到程度更深的腐蝕，故而有些水閘重要部位存在較大安全風險。

3.流域氣候影響水閘防腐周期

水閘的壽命周期取決于它的防腐周期。影響水閘防腐周期的因素非常多，其中最重要的就是流域氣候。例如：北方大多屬于常年干燥型氣候，南方大多屬于潮濕型氣候，南方的陰冷潮濕大大縮短了大多數混凝土金屬結構水閘的防腐周期，因此北方水閘相比南方水閘防腐周期更長；黃河流域泥沙含量較大，常年因氣候變化導致洪水泛濫，水閘在泄洪時受到含沙量大的水流沖擊侵蝕，導致水閘防腐周期變短，使用壽命逐漸縮短。故此在對水閘金屬結構進行防腐處理時要求充分考慮流域氣候的影響。

二、水閘常用的防腐措施

針對水閘所處地域環境的不同，應采用不同的水閘防腐措施。

1.涂料保護法

目前我國在水閘防腐措施上使用最多的方式是涂料保護法，即在水閘表層涂上防腐材料，可以防止水閘與空氣中的氧氣、水直接接觸，避免了水閘金屬材料發生銹蝕的問題。防腐涂料的品種很多，主要有油脂漆、環氧樹脂漆、瀝青漆、氯化橡膠漆和船體防銹漆等。防腐涂層一般由底漆、中間漆和面漆三部分組成。其中，底漆應具有良好的附著性、耐蝕性；面漆應具有良好的耐候性、耐干濕交替性；中間漆應能提高底漆和面漆的黏合性。實踐表明這種涂料保護法價格低且周期能達十年以上。

2.金屬噴鍍法

金屬噴鍍法在水閘防腐方面效果顯著，但使用成本較高。金屬噴鍍法需要利用鋁或鋅等金屬材料，通過對鋁和鋅進行溶解等物理和化學反應，將它們噴射在水閘金屬表面，這樣就可以有效地防止金屬水閘被腐蝕，從而延長其使用壽命。金屬噴鍍法相對于涂料法來說具有很大的優勢，但成本較高。

3.陰極保護法

陰極保護法是利用物理科學的方法來保護水閘防腐周期的一種措施，防腐原理是在水閘金屬上加上一定的直流電流，使其產生陰極極化，當金屬位于某一電位值時，腐蝕的陽極溶解過程就會得到抑制。根據電流的不同，陰極保護法分為犧牲陽極法和外加電流法兩種：犧牲陽極法是將一種電位更負的金屬與被保護的金屬結構物電性連接，通過不斷溶解消耗電負性金屬或合金，向金屬提供保護電流，使金屬獲得保護；后者將外部交流電轉換成低壓交流電，通過輔助陽極將保護電流傳遞給被保護的金屬結構物，讓水閘的腐蝕得到抑制。這兩種方法可根據實際情況進行選擇。

4.多元方式合理利用

國家鼓勵水利工程采用多元化的水閘防腐措施，積極學習世界各國優秀的水閘防腐處理經驗。通過陰極保護和涂覆層的組合應用，可以使水下金屬結構獲得最經濟有效的保護，良好的涂覆層可以保護水閘百分之九十以上的外表面不受腐蝕，水下的金屬結構通常在使用前涂覆保護涂層以將金屬與電介質環境隔離，如果金屬構筑物能夠做到完全絕緣隔離，金屬在電介質中的腐蝕電池的形成受到抑制，腐蝕電流將無法產生，從而有效解決水閘防腐問題。此外，近些年引進了一種新型包覆技術，主要是在被保護鋼結構面層包裹覆蓋可延緩或防止鋼結構腐蝕的材料，這種方法比較適用于形狀統一規矩、面積較大和易包覆的鋼材，但該技術目前有待進一步探索研究。

三、結語

綜上所述，淮河流域水閘防腐問題的解決需要水利工程團隊綜合考慮各方面的因素：一要仔細分析水閘出現腐蝕問題的成因，考慮自然環境對水利工程項目的制約，根據不同情況具體分析選擇防銹蝕方案；二要通過各種方式提高水閘管理人員的專業技術能力，不斷更新專業知識，提升整體管理水平；三要合理地借鑒國內外水閘防腐先進技術措施，緊跟國際科技前沿，將其利用到我國水利工程項目之中。只有制定合理有效的水閘防腐措施，才能確保水利工程項目持續發揮其應有的作用■