淺談水工鋼閘門的防腐及維修養護

朱明星 俞慶平 朱帥堂 周 杰

閘門是水利工程的重要組成部分，是發揮水利工程功能的重要保證。閘門在制作、運輸、安裝和運行過程中，會對防腐層造成一些缺陷和破損，使閘門發生腐蝕，如果運行管理和維護不足，腐蝕得不到有效控制，就會直接降低使用壽命，影響安全運行，乃至造成閘門運行障礙或失事。為延長使用壽命，確保安全運行，應加強水工鋼閘門的防腐和維護。

一、水工鋼閘門腐蝕的因素

1.鋼閘門的制造缺陷

閘門在制作過程中，盡管有相關規范的要求和制造廠的質檢體系，但仍然會有質量缺陷存在，從而產生防腐質量問題。

由于切割和焊接工藝操作不當，或由于環境因素所造成的焊接缺陷和殘留應力，在閘門安裝和運行中，隨著應力的變化導致變形致使防腐層遭受破壞。

在制作中采用電位不同或電位相差較大的金屬構件，容易發生電位差腐蝕，如埋設件之間、封水件之間、輪軸配件之間、螺栓組件之間等都可能造成防護漏洞，產生電位差腐蝕和縫隙腐蝕。

此外，構件制作時邊拐、棱角、毛刺、板面翹曲不平等常見問題，存在缺陷的焊縫和沒有及時清除的飛濺、割痕、焊痕等缺陷，也會使防腐層密封不實導致腐蝕發生。

2.水工鋼閘門防腐處理階段造成的腐蝕因素

閘門腐蝕很復雜，防腐處理也是個復雜工程，現行廣泛應用的是噴鋅加涂料封閉的方法，閘門經過表面處理后，噴鋅加涂料封閉，在閘門表面形成致密的保護層，將閘門與外界腐蝕介質進行隔離，進而達到防腐的目的。閘門防腐雖然有操作規程規范和科學的檢查檢測手段，但是由于施工工藝、施工人員的技術水平、施工人員的責任心和施工環境等影響，使表面處理和防腐層存在缺陷，表面處理不達標、施工環境不好、噴涂不及時、噴鋅顆粒大、堆積不規則，使顆粒間存有孔隙。

其次，由于金屬和涂料噴涂層中存在著孔隙和缺陷，同時表面涂層也會有流掛、鼓泡、針孔、裂紋等缺陷。

此外，噴涂厚度不均勻，特別是閘門的邊角拐棱及焊縫處，容易產生防腐層的裂紋、掉皮，是防護最薄弱處。

這些缺陷在介質中使防腐層與基體之間構成微電池，發生點蝕、孔蝕等，使防腐層遭受破壞，降低了防腐層的耐久性能。

3.水工鋼閘門在運輸安裝階段造成的腐蝕因素

閘門或分部構件在運輸過程中的擠壓摩擦造成的破損，會破壞防腐層的完整性。其次，在吊裝時因撓度過大，構件變形使防腐層產生裂紋也是防腐質量隱患，因此構件的運輸和吊裝也需要格外關注。

此外，在閘門安裝現場，部件組焊時的防腐處理，也是防腐的薄弱環節之一，特別是工地焊縫兩側的底漆臨時保護，現場拼裝后，雖然按相同的技術要求對預留部位重新進行表面處理及補涂，但是很難達到在工廠里的處理水平。

4.環境因素

環境因素是腐蝕的主要因素之一，隨著工業的發展，污水和廢氣的排放，加快了腐蝕速度，高溫和陽光暴曬加快了防腐材料老化，會引起防腐材料脫落致使防腐層失效。

其次，空氣的濕度對腐蝕也有重要的影響。空氣的濕度大，使水、氧氣及化學物質通過防腐層缺陷進入到基體面，發生電化學反應，在防腐層內產生腐蝕物，破壞了防腐層。

此外，水體電解質濃度、含氧量、微生物、含沙量等，對腐蝕也有不同程度的影響。電解質濃度較高的水體，電阻率低導電性增強，會增強鋼閘門的腐蝕，流動的水體，由于含氧量較高而使鋼閘門生銹速度加快，pH值低的水體加速鋼閘門表面電化學反應，腐蝕較嚴重，對于pH值大于7呈弱堿性的水體，鋼閘門腐蝕較慢，水體含沙量越高，對鋼閘門的沖擊、沖刷和磨損的力度就越大，越容易破壞表面防腐層。

5.水工鋼閘門在運行管理階段造成的腐蝕問題

防腐養護工作是不容忽視的重要因素。由于閘門長期浸沒在水中，或處于干濕交替，被高速水流沖刷等環境中，受到各種水質、大氣、水生物等的侵蝕，泥沙和其他漂浮物的沖擊摩擦使鋼材發生腐蝕。其次，防腐層在溫度變化、濕度、陽光暴曬以及應力變化等各種因素作用下發生破壞，由于各種原因出現的裂紋，防腐材料延伸性不夠好被拉裂或拉脫，施工質量不良出現起泡、離層、破損，粘結不牢脫落，防腐層材料的自然老化龜裂等，腐蝕因子通過防腐層缺陷進入內部發生腐蝕，就會加快腐蝕速度，使閘門防腐層失效。此外，由于經費不足、管理不到位、管護人員維護不及時或措施不當，就會逐步發展擴大腐蝕面積，因此水工鋼閘門防腐的維護管理工作，對確保鋼閘門的防腐層的完整及閘門的安全運行具有重要意義。

二、水工鋼閘門常見腐蝕形態和部位

1.全面腐蝕

全面腐蝕是一種常見的腐蝕形態，它的腐蝕特征是在金屬暴露的表面或一個大面積上普遍地發生化學或電化學反應，可以是均勻的，也可以是不均勻的。由于常處在水下或潮濕的環境，鋼閘門容易積水的主梁、小橫梁等部位發生大面積腐蝕最為常見，處在門槽內的邊梁也容易發生全面腐蝕。

2.局部腐蝕

局部腐蝕最常見的有沖擊腐蝕、坑蝕、縫隙腐蝕、生物腐蝕、水線腐蝕、焊縫腐蝕等。

（1）沖蝕是由高速水流的破壞與電化學腐蝕等多種作用的結果。在高水頭、含沙量大的環境中，閘門底緣部分、門槽底部、底坎經常會出現這種腐蝕現象。

（2）生物腐蝕在不經常啟用或靜水中的閘門上最易發生，門槽的水下部分、底坎止水埋件和鋼閘門水下部分，特別是邊梁的水下部分和底緣部分生物腐蝕比較常見。

（3）坑蝕和點蝕主要是由于表面除銹缺陷、防腐層的缺陷或安裝運行中的破損等原因造成的，在環境介質的作用下，腐蝕不斷向縱深處發展，若不及時維護則可能導致更嚴重的腐蝕。

（4）縫隙腐蝕主要發生在門槽、底坎止水埋件、封水件與壓板及座板之間，在鉚接、螺栓以及法蘭盤聯接等連接處都不可避免地存在。

（5）焊縫腐蝕主要是在焊縫局部產生的內應力及各種微觀組織缺陷，兩種因素的綜合作用會加速焊縫部位的腐蝕，加之焊縫表面粗糙，防腐層保護效果不好，焊縫會先腐蝕。

（6）常見的局部腐蝕類型和電偶腐蝕主要發生在螺栓及其配件上，在行走支承、滾輪、滑道及其配件上，在吊耳部位也常見。

三、水工鋼閘門防腐維護工作的主要內容

首先要觀察啟閉運轉是否靈活，檢查轉動部位的潤滑油是否充足，轉動部件有無卡結，支承行走部分的滾輪和滑道等有無磨損和銹蝕，埋件有無變形，止水是否完好，門體是否有振動剮蹭，閘門焊縫有無異常，防腐層有無雜物沖擊破損、剝落和腐蝕情況。其次要及時清理梁系框格內積水，檢查緊固部件有無松動和損壞，及時清理閘門上的水生物、雜草和其他附著物，清理水工鋼閘門阻塞物，對防腐層已破壞的點、部位，要及時記錄登記，采取有效的修補、更換措施完善防腐層，防止繼續損壞。

此外，閘門維修時使用的焊條、螺栓以及連接構件的耐腐蝕性能應與主體材料相近，螺栓、螺母和墊圈應采用鍍鋅防護，采用與主體結構相同的防腐蝕措施，高強螺栓構件連接處的接觸面應涂防腐涂料，連接縫隙應采取措施密封。

四、水工鋼閘門防腐和維護措施

1.制定嚴格的管理制度和操作規程

加強經常性檢查，把水工鋼閘門防腐的日常維護工作納入水利工程管理工作考核中，要根據有關規程規定，定期檢查閘門的防腐層，對防腐層已破壞的點、部位，要及時采取有效的修補、更換等措施。

2.建檔立卡

對每個水閘、每扇閘門和每個腐蝕點進行登記，建檔立卡。根據閘門的原防腐設計方案和使用年限，結合本地的水質和大氣環境情況，制定維修養護方案，定期檢查維護，把日常維護、年修和大修結合起來，及時完善防腐層，延長閘門的使用壽命，確保閘門的正常運行。

3.采用正確的除銹方法

涂層缺陷的局部修補宜采用手工和小型動力工具除銹，清除腐蝕物可用高壓空氣，必要時局部點狀也可用暖風干燥后除銹，不同的銹蝕部位可采用不同除銹方法，平面局部銹蝕部位宜采用小型動力工具除銹，油漆面較好部位清潔表面后，采用砂紙或鋼絲刷進行打毛除銹，表面清潔度等級應達到規定等級。

4.選擇好涂料

防腐層的設計壽命短期為5年以下，中期為5～10年，長期10～20年，對于發生腐蝕破壞的防腐層的維護，為了確保質量要選擇好涂料，特別要注意涂料的配套性。首先要結合防腐層的設計，清楚涂料品種、涂層配套、涂層厚度、涂裝表面處理和涂裝工藝等。其次，根據環境要求選擇涂料，根據實際需要選用規范中推薦的與四大類腐蝕環境相配套的常用方案，在實踐中取得良好效果的涂料品種和成熟配套方案也可吸收采納。

此外，盡量采用與原涂層相同或相容的涂料和溶劑，根據涂料的配套原則盡量選用同一廠家的涂料；如果是不同廠家的涂料，使用前經試驗配套性良好才可使用。

五、水工鋼閘門防腐和維護工作的建議

（1）相關部門應制定維修養護規程，為防腐層的維修養護工作提供指導，運行管理設立專門的防腐維修工種，加強相關技術培訓，建立起專門的防腐工種隊伍，

（2）培養一支責任心強、有一定專業技術知識的維修養護隊伍，制訂防腐維修養護定額，并且在養護經費上給予適當的傾斜，做到維護工作有專人，維護資金有專項。

（3）加強檢測和實驗研究，針對不同的環境，不同的腐蝕部位，不同的腐蝕形態，制定相應的處理措施和方案，為防腐工種的規范工作和考核提供依據。

六、結語

水工鋼閘門在制作、運輸、安裝和運行過程中，會對防腐層造成一些破壞，使閘門的一些特殊部位和部件容易發生腐蝕，對此應該加強水工鋼閘門在制作、運輸和安裝階段的施工管理，強化質量意識，盡可能減少缺陷，并按照規范的要求處理好缺陷，以減輕運行管理單位的日常維護工作量。運行管理單位應加強制度化的檢查和維修維護工作，以確保水工鋼閘門防腐層的完整和耐久性，從而延長閘門的使用壽命，保證閘門的安全運行■