防腐處理技術在水利閘門金屬結構中的應用

雷劍

摘 要：本文首先分析了水利閘門出現腐蝕的原因和不同位置的腐蝕情況，然后討論目前常用的閘門金屬結構防腐技術，最后總結防腐技術的選擇和使用。以幫助技術人員有效控制水利閘門金屬結構的腐蝕，保證整個結構的安全性和可靠性。

關鍵詞：防腐處理技術;水利閘門;金屬結構

中圖分類號：TV663 文獻標識碼：A

0 引言

水利閘門所處的環境水分的含量很高，而且長期處在陽光的曝曬下，導致閘門金屬很容易受到腐蝕。如果腐蝕問題過于嚴重，將會影響閘門的工作，因此需要做好閘門的防腐工作，選擇合適的防腐技術。

1 水利閘門腐蝕分析

1.1 水利閘門腐蝕的主要原因

干燥空氣對金屬結構的腐蝕速度比較慢，但是由于水利閘門長期處在含水量比較高的環境中，所以會加快空氣對閘門的腐蝕速度。閘門表面由于空氣的影響會覆蓋一層水膜，氧氣的作用下，水膜中的水分很容易和金屬結構發生作用，從而出現金屬腐蝕。空氣中、水中的電解質作用也會加快對閘門金屬結構的腐蝕，并且在水分的作用下加快腐蝕速度。

1.2 水利閘門不同位置的腐蝕

（1）裸露區域。水利閘門周圍的空氣濕度較高，即便在裸露位置的空氣也有較多的水分，而且空氣中的塵埃粒子也比較多，一旦在閘門上附著就會有金屬表面腐蝕的情況。

（2）飛濺區域。飛濺區域即閘門和空氣接觸的臨界點，由于水會隨著潮汐作用和風力的影響產生運動，沖擊閘門并產生水汽膜，加快閘門的腐蝕速度[1]。根據工作經驗，由于飛濺區域在水和潮濕空氣的共同作用下，因此一般都是腐蝕情況最為嚴重的區域。

（3）浸水區域。閘門的浸水區域也有很多不穩定因素的影響，當溫度上升時，水中的含氧量也會升高，并導致水流流速逐漸加快，加重腐蝕程度。同時，不同深度和生物量也會讓閘門的腐蝕情況有很大不同，如果有生物在閘門附近附著，就會消耗周圍的氧氣，導致腐蝕速度減慢。

（4）淤泥區域。淤泥的位置有很多的電解質，但是淤泥中缺少化學反應所必需的氧氣，電解質不能發揮出最大的作用，所以淤泥區域的腐蝕速度一般會比較慢，腐蝕的現象相比其他區域也比較輕。

2 水利閘門金屬結構防腐處理方式

2.1 涂料保護

涂料防護是最普遍的處理方式，能在任何環境中使用，而且防腐的效率很高。在水利閘門的金屬結構涂刷防腐涂料，不會對閘門地帶來任何不良影響，而且成本很低。但由于水利開發、水域破壞的原因，金屬結構產生腐蝕的原因不斷增多，導致傳統方式已經不能滿足閘門金屬結構的防腐要求。

2.2 噴金屬防護

技術的進步，讓人們發現噴金屬獲得的涂層封閉效果極好，其防腐質量和作用要遠高于傳統的防腐涂料涂刷。該方法主要為噴鋁和噴鋅，將鋁線和鋅線用高溫熔融，之后吹入壓縮空氣將其吹成霧狀顆粒并噴射到金屬閘門上，就可以在閘門上構成一層涂層，從而達到陰極保護的目的。噴金屬的方式能對腐蝕物質絕緣，而且能保持很長時間的防腐效果。還可以加入稀土改變噴鋁、噴鋅后涂層的性能和延長防腐時間，但是使用該方法也有成本高、技術復雜的劣勢。

2.3 噴金屬加涂料

噴金屬的基礎上再加一層涂料，能讓防腐的時間更長，但是這一方法對工藝的要求較高，需要在噴鋁、噴鋅之后封閉水閘，所使用的涂料必須有足夠的粘度而且耐磨性較強[2]。使用該工藝時，先完成噴鋁、噴鋅的工作，然后對水閘的兩面噴涂涂料，最大幅度提升水閘的耐腐蝕性。涂料的選擇根據水閘的類型和工作環境，對于長期在水中浸泡的水閘，使用瀝青或者環氧涂料;如果水閘會經常面對干濕交替的環境中，也就是飛濺區域較大，就需要采用氯化橡膠作為涂料。同時，為了保證效果，鋅的純度要求極高，一般要控制鋅絲的純度超過99.99%才能達到最好的防腐效果。

2.4 陰極保護

陰極保護會對金屬施加陰極電流消除電位差，不斷將金屬陰極化，能夠有效減緩金屬的腐蝕速度，具有較高的安全性、可靠性、可行性，也被稱為主動防腐。但是該方法同樣有成本高的問題，需要較大的電量，并且對原料的選擇也有很高的要求，因此只能針對長期處在水下的水利閘門，對于其他情況下的防腐工作難以完成。

3 水利閘門金屬結構防腐技術應用

3.1 鋼閘門表面處理

鋼閘門表面處理主要包括人工除銹、噴砂除銹和化學除銹三種方式。人工除銹是目前工藝水平最差的方式，并且勞動強度非常大，工作效率較低，但是有著除銹工作簡單的優勢，因此目前依然被廣泛使用。噴砂除銹的工作效率較高而且一般質量較好，會選擇粒徑在0.5 mm～1.5 mm的石英砂，一般噴射的距離都在15 cm～30 cm米，噴射角度控制在45°～80°，噴砂除銹一般在水利工程閘門中的應用比較多。化學除銹會用水、鹽酸配合烏洛托品制除銹膏，原理在于除去結構中的舊漆、浮銹或者氧化皮，雖然能在處理之后使表面光滑，但是也要對涂層銹蝕進行多次處理才能確保涂料的結合效果，但是化學除銹方法工藝比較簡單，所以在交通不便、閘門數量也比較少的情況下，一般都會使用化學除銹的方法。

3.2 涂料材料的使用

（1）環氧富鋅底漆。該材料在使用之前需要對閘門做好表面處理，而且由于涂料在化學保護的性能上也比較強，以及擁有較強的防銹能力，因此有比較廣泛的使用范圍。

（2）環氧瀝青漆。環氧瀝青漆對閘門表面處理要求比較低，化學性能和機械性能都較強，并且有較強的封閉性和附著力。但是環氧瀝青不耐曬，陽光作用下容易出現裂縫和粉化。

（3）紅丹環氧清漆。該材料對水閘門的表面處理要求并不高，而且擁有較好的物理性能，十分耐水，而且機械性能良好，附著力也非常強。可以在經常雨水接觸的溫熱閘門表面進行防腐，也可以作為防銹底漆，擁有極高的防腐性能。

（4）氯化橡膠。氯化橡膠對水利閘門的表面處理要求也很高，是一種性能較高的涂料，干燥速度快而且比較耐老化，施工工作不會受季節限制，并且擁有非常強的防腐性能，對鋼鐵的粘合力也非常強，在修補和粉刷時都比較簡單。

3.3 涂料使用要求

刷涂必須要刷掉下垂和流掛，以保證膜厚度的均勻性，確保涂層的平滑，對于特殊情況，可以使用輥筒進行刷涂工作。在使用噴涂工藝時，需要在表面附近均勻涂敷每道涂層，使用毛刷和蘸料對螺母、螺絲、小支架、焊縫、邊緣等位置進行預涂，確保噴涂質量。在第一道底漆涂裝前，必須做好閘門的清潔工作，確保表面是干凈無塵的，防止垃圾和污染影響涂料的防腐效果。清洗時，可以使用真空吸塵器對容器進行清理。整個刷涂工作都要遵守材料的使用要求，包括干燥時間控制、配合比、專業設備、作業方法、稀釋劑用量等等，涂裝過程中要做好對開裂、流掛、氣泡等問題的控制，并避免溶劑殘留和表面缺陷。

3.4 熱噴涂鋁

熱噴涂鋁過程中需要注意周圍的環境情況，假如周圍的濕度很大，就不能進行熱噴涂鋁工作，必須要在工件的表面濕度升高到3℃以上才能繼續開展工作。噴涂過程中，會使用惰性氣體、壓縮空氣、乙炔、氧氣（氣體壓力和流速如表1所示），需要根據不同的噴涂厚度要求和工件形狀，來做好對工件、噴槍移動速度的控制。

4 結束語

防腐技術對水利閘門的金屬結構應用十分重要，能避免閘門受到腐蝕，確保閘門穩定工作。由于防腐工作時周圍的環境決定了防腐的效果，因此需要做好施工時間的選擇，并且在防腐完成后干燥一段時間，保證防腐的效果。

參考文獻：

[1]劉澤毅.水工鋼閘門腐蝕分析及防腐處理技術研究[J].黑龍江水利科技，2019，47（04）：160-161+172.

[2]余火明.水工鋼閘門防腐措施分析[J].黑龍江水利科技，2019，47（04）：170-172.