防腐处理技术在水利闸门金属结构中的应用

雷剑

摘 要：本文首先分析了水利閘门出现腐蚀的原因和不同位置的腐蚀情况，然后讨论目前常用的闸门金属结构防腐技术，最后总结防腐技术的选择和使用。以帮助技术人员有效控制水利闸门金属结构的腐蚀，保证整个结构的安全性和可靠性。

关键词：防腐处理技术;水利闸门;金属结构

中图分类号：TV663 文献标识码：A

0 引言

水利闸门所处的环境水分的含量很高，而且长期处在阳光的曝晒下，导致闸门金属很容易受到腐蚀。如果腐蚀问题过于严重，将会影响闸门的工作，因此需要做好闸门的防腐工作，选择合适的防腐技术。

1 水利闸门腐蚀分析

1.1 水利闸门腐蚀的主要原因

干燥空气对金属结构的腐蚀速度比较慢，但是由于水利闸门长期处在含水量比较高的环境中，所以会加快空气对闸门的腐蚀速度。闸门表面由于空气的影响会覆盖一层水膜，氧气的作用下，水膜中的水分很容易和金属结构发生作用，从而出现金属腐蚀。空气中、水中的电解质作用也会加快对闸门金属结构的腐蚀，并且在水分的作用下加快腐蚀速度。

1.2 水利闸门不同位置的腐蚀

（1）裸露区域。水利闸门周围的空气湿度较高，即便在裸露位置的空气也有较多的水分，而且空气中的尘埃粒子也比较多，一旦在闸门上附着就会有金属表面腐蚀的情况。

（2）飞溅区域。飞溅区域即闸门和空气接触的临界点，由于水会随着潮汐作用和风力的影响产生运动，冲击闸门并产生水汽膜，加快闸门的腐蚀速度[1]。根据工作经验，由于飞溅区域在水和潮湿空气的共同作用下，因此一般都是腐蚀情况最为严重的区域。

（3）浸水区域。闸门的浸水区域也有很多不稳定因素的影响，当温度上升时，水中的含氧量也会升高，并导致水流流速逐渐加快，加重腐蚀程度。同时，不同深度和生物量也会让闸门的腐蚀情况有很大不同，如果有生物在闸门附近附着，就会消耗周围的氧气，导致腐蚀速度减慢。

（4）淤泥区域。淤泥的位置有很多的电解质，但是淤泥中缺少化学反应所必需的氧气，电解质不能发挥出最大的作用，所以淤泥区域的腐蚀速度一般会比较慢，腐蚀的现象相比其他区域也比较轻。

2 水利闸门金属结构防腐处理方式

2.1 涂料保护

涂料防护是最普遍的处理方式，能在任何环境中使用，而且防腐的效率很高。在水利闸门的金属结构涂刷防腐涂料，不会对闸门地带来任何不良影响，而且成本很低。但由于水利开发、水域破坏的原因，金属结构产生腐蚀的原因不断增多，导致传统方式已经不能满足闸门金属结构的防腐要求。

2.2 喷金属防护

技术的进步，让人们发现喷金属获得的涂层封闭效果极好，其防腐质量和作用要远高于传统的防腐涂料涂刷。该方法主要为喷铝和喷锌，将铝线和锌线用高温熔融，之后吹入压缩空气将其吹成雾状颗粒并喷射到金属闸门上，就可以在闸门上构成一层涂层，从而达到阴极保护的目的。喷金属的方式能对腐蚀物质绝缘，而且能保持很长时间的防腐效果。还可以加入稀土改变喷铝、喷锌后涂层的性能和延长防腐时间，但是使用该方法也有成本高、技术复杂的劣势。

2.3 喷金属加涂料

喷金属的基础上再加一层涂料，能让防腐的时间更长，但是这一方法对工艺的要求较高，需要在喷铝、喷锌之后封闭水闸，所使用的涂料必须有足够的粘度而且耐磨性较强[2]。使用该工艺时，先完成喷铝、喷锌的工作，然后对水闸的两面喷涂涂料，最大幅度提升水闸的耐腐蚀性。涂料的选择根据水闸的类型和工作环境，对于长期在水中浸泡的水闸，使用沥青或者环氧涂料;如果水闸会经常面对干湿交替的环境中，也就是飞溅区域较大，就需要采用氯化橡胶作为涂料。同时，为了保证效果，锌的纯度要求极高，一般要控制锌丝的纯度超过99.99%才能达到最好的防腐效果。

2.4 阴极保护

阴极保护会对金属施加阴极电流消除电位差，不断将金属阴极化，能够有效减缓金属的腐蚀速度，具有较高的安全性、可靠性、可行性，也被称为主动防腐。但是该方法同样有成本高的问题，需要较大的电量，并且对原料的选择也有很高的要求，因此只能针对长期处在水下的水利闸门，对于其他情况下的防腐工作难以完成。

3 水利闸门金属结构防腐技术应用

3.1 钢闸门表面处理

钢闸门表面处理主要包括人工除锈、喷砂除锈和化学除锈三种方式。人工除锈是目前工艺水平最差的方式，并且劳动强度非常大，工作效率较低，但是有着除锈工作简单的优势，因此目前依然被广泛使用。喷砂除锈的工作效率较高而且一般质量较好，会选择粒径在0.5 mm～1.5 mm的石英砂，一般喷射的距离都在15 cm～30 cm米，喷射角度控制在45°～80°，喷砂除锈一般在水利工程闸门中的应用比较多。化学除锈会用水、盐酸配合乌洛托品制除锈膏，原理在于除去结构中的旧漆、浮锈或者氧化皮，虽然能在处理之后使表面光滑，但是也要对涂层锈蚀进行多次处理才能确保涂料的结合效果，但是化学除锈方法工艺比较简单，所以在交通不便、闸门数量也比较少的情况下，一般都会使用化学除锈的方法。

3.2 涂料材料的使用

（1）环氧富锌底漆。该材料在使用之前需要对闸门做好表面处理，而且由于涂料在化学保护的性能上也比较强，以及拥有较强的防锈能力，因此有比较广泛的使用范围。

（2）环氧沥青漆。环氧沥青漆对闸门表面处理要求比较低，化学性能和机械性能都较强，并且有较强的封闭性和附着力。但是环氧沥青不耐晒，阳光作用下容易出现裂缝和粉化。

（3）红丹环氧清漆。该材料对水闸门的表面处理要求并不高，而且拥有较好的物理性能，十分耐水，而且机械性能良好，附着力也非常强。可以在经常雨水接触的温热闸门表面进行防腐，也可以作为防锈底漆，拥有极高的防腐性能。

（4）氯化橡胶。氯化橡胶对水利闸门的表面处理要求也很高，是一种性能较高的涂料，干燥速度快而且比较耐老化，施工工作不会受季节限制，并且拥有非常强的防腐性能，对钢铁的粘合力也非常强，在修补和粉刷时都比较简单。

3.3 涂料使用要求

刷涂必须要刷掉下垂和流挂，以保证膜厚度的均匀性，确保涂层的平滑，对于特殊情况，可以使用辊筒进行刷涂工作。在使用喷涂工艺时，需要在表面附近均匀涂敷每道涂层，使用毛刷和蘸料对螺母、螺丝、小支架、焊缝、边缘等位置进行预涂，确保喷涂质量。在第一道底漆涂装前，必须做好闸门的清洁工作，确保表面是干净无尘的，防止垃圾和污染影响涂料的防腐效果。清洗时，可以使用真空吸尘器对容器进行清理。整个刷涂工作都要遵守材料的使用要求，包括干燥时间控制、配合比、专业设备、作业方法、稀释剂用量等等，涂装过程中要做好对开裂、流挂、气泡等问题的控制，并避免溶剂残留和表面缺陷。

3.4 热喷涂铝

热喷涂铝过程中需要注意周围的环境情况，假如周围的湿度很大，就不能进行热喷涂铝工作，必须要在工件的表面湿度升高到3℃以上才能继续开展工作。喷涂过程中，会使用惰性气体、压缩空气、乙炔、氧气（气体压力和流速如表1所示），需要根据不同的喷涂厚度要求和工件形状，来做好对工件、喷枪移动速度的控制。

4 结束语

防腐技术对水利闸门的金属结构应用十分重要，能避免闸门受到腐蚀，确保闸门稳定工作。由于防腐工作时周围的环境决定了防腐的效果，因此需要做好施工时间的选择，并且在防腐完成后干燥一段时间，保证防腐的效果。

参考文献：

[1]刘泽毅.水工钢闸门腐蚀分析及防腐处理技术研究[J].黑龙江水利科技，2019，47（04）：160-161+172.

[2]余火明.水工钢闸门防腐措施分析[J].黑龙江水利科技，2019，47（04）：170-172.