钢闸门防腐蚀措施

付景国 王超 朱燕

（1.山东省聊城市河道工程管理处，山东 聊城 252000；2.山东省聊城市位山灌区管理处，山东 聊城 252000）

钢闸门在干湿交替、长浸水下、雨雾天气、日光照射以及高速水流等恶劣条件下运行，极易发生腐蚀。钢材的腐蚀不断地削弱结构降低承载能力，严重的将使钢结构失去工作能力，发生事故。为延长钢结构的使用年限，保证结构完整和安全运行，必须及时妥善地予以保护。

一、腐蚀原理

钢铁的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。钢铁与氧气或非电解质溶液发生作用而产生的腐蚀称为化学腐蚀。钢铁在各种水中或其他电解质溶液中的腐蚀称为电化学腐蚀。钢闸门在水中的腐蚀都属于电化学腐蚀。钢闸门在水中的腐蚀实质在于钢材在电解质溶液中存在着许多个腐蚀电池。由于钢材在冶炼过程中不可避免地含有一些金属杂质和非金属导电杂质（如FeC和石墨等），钢材在电解质溶液中，这些杂质因电位较高而呈阴极，钢铁因电位较低而呈阳极，从而形成一种溶液电池。在阳极区，铁释放出自由电子，正离子与极性水分子结合，以水化离子的形式溶于水中，其自由电子沿基体流向阴极区。

在阴极区发生可以在阴极上被还原的物质夺取电子的过程。例如水中的溶解氧得到电子后成为氧离子，氧离子再与水作用生成氢氧离子。

氢氧离子与阳极溶解的铁离子结合形成氢氧化铁，即铁锈。由此可见，在腐蚀电池中，阳极区铁离子溶解的过程就是钢铁的腐蚀过程，而阴极区没有腐蚀发生，因此钢铁的腐蚀不是均匀的腐蚀，而是溃疡状腐蚀。所以钢铁发生腐蚀必须具备三个条件：1、钢铁表面存在着电位差；2、阳极与阴极间有良好的电连接条件；3、阳极与阴极间有水膜连通。钢闸门在使用时大部分处于水中，具备发生电化学腐蚀的条件。对于常处水上的部位或处于阴暗潮湿的环境中钢结构，虽然没有直接浸没于水中，但在雨、雪、雾、霜、露、水汽的作用下，也能使结构表面形成一薄层导电水膜，同样具备发生电化学腐蚀的条件。

二、防腐蚀的方法措施

针对钢铁发生腐蚀的条件，防腐蚀就是如何防止这些条件的形成。常用的防腐蚀措施有两种类型，一种是覆盖层保护：在钢铁表面涂装覆盖层，借以把钢铁基体与氧气或电解质溶液分离开，使之不能形成电连接关系，达到防止产生化学腐蚀或电化学腐蚀的目的。另一种方式是阴极保护：设法供给适量的保护电能（低压直流电），使钢铁表面积聚足够的电子，成为一个整体阴极而得到保护。具体防腐蚀方法有：

1涂料保护

涂料是涂装于物体表面结成具有保护、装饰和特种功能的薄膜材料。它是各种油漆和涂料的统称。涂料保护层可以把钢铁和电解质溶液或空气隔离开，从而阻止腐蚀的发生和发展。这种方法可以达到6-10年的保护期效。

施工要点：(1)基层处理：金属表面的锈皮焊渣、毛刺等用钢丝刷、砂布、砂轮等刮擦干净，油污可用汽油、苯类清洗干净，也可以采用酸洗方法除锈，或者采用喷砂方法处理金属基层表面，使处理后的基体表面粗糙度达到40-70um，并使表面保持干燥。（2）施工时环境温度不低于10℃，相对湿度不宜大于60%，当有大风或雨雾天气时不可施工。涂装底漆应在钢材表面清理干净后尽快进行，在潮湿的环境中应在4小时内涂装完毕，晴天和较好的天气下也不宜超过12小时。涂料涂刷要均匀周到，不可遗漏，在每层漆膜涂装前应对上一层涂层外观进行检查，如有漏涂、流坠、皱皮等缺陷要及时处理，完毕后再进行下一层施工。（3）质量检测：用测厚仪检测漆膜厚度，测定距离在1.0米左右，85%以上的测点应符合要求，漆膜最小厚度应大于设计值的85%。用针孔检测仪检测漆膜针孔，检测区域中针孔生成率小于20%方为合格。用划格法对漆膜附着力进行检测。

2喷锌保护

喷锌保护是通过一套专用设备将锌丝熔融喷射到钢结构表面上，成为镀锌层。这个镀锌层对钢铁具有双重的保护作用，一方面能像涂料一样起到覆盖保护作用，将钢铁基体与水和空气隔离开；另一方面，当镀锌层有空隙或局部镀锌层遭到破坏而水与钢铁接触时，镀锌层与钢铁基体之间就会形成腐蚀电池。在这个电池里，镀锌层成为阳极，钢铁基体成为阴极，这样就以镀锌层的溶解产生保护电流来阻止钢铁的腐蚀，从而发挥牺牲阳极类型的阴极保护作用。在阳极区锌溶解于水中，释放出的电子沿钢铁基体流向阴极区，即钢铁与水接触处，在阴极区仅发生氧气及其他物质夺取电子的过程，而无腐蚀发生。随着镀锌层的不断消耗而保护了钢铁基体。这种保护措施保护周期较长，喷锌0.2-0.3毫米的锌保护层可使钢铁在20-30年内不发生严重腐蚀。而且锌保护层与钢铁之间有良好的附着力，结合牢固，具有一定的抗冲击抗磨损的能力，是一种比较好的保护措施。

施工要点：（1）基层处理：同涂料保护基层处理。（2）施工条件同涂料保护施工条件相同。钢材表面处理后应在2小时内进行喷涂，天气较好时最长不超过8小时。喷涂应力求均匀，采用二次喷完，垂直交叉覆盖。（3）质量检查：金属喷涂表面应均匀无杂物、起皮、鼓泡、孔洞、凹凸不平、粗颗粒、掉块及裂纹等缺陷，遇有少量夹杂可用小刀剔刮；如缺陷面积较大，应铲除重喷。采用磁性测厚仪测定喷涂厚度，使之符合规范要求。

3外加电流阴极保护与涂料联合保护

外加电流阴极保护是在钢铁上外加一直流电源，使钢铁结构成为阴极，并合理布置一些辅助阳极，与电解质溶液构成电解池。电源阴极供给电子，并在钢铁表面积聚到足够数量，使钢铁表面电位降低到一定程度，使腐蚀停止。外加电流阴极保护是一个治本的方法，只要阳极布置合理得当，结构表面电位调节到合适的范围就能高效的保护钢铁结构。裸露的钢铁结构实施外加电流阴极保护需要消耗较多的电能，可以同时在结构表面涂装涂料进行联合防腐，效果更好，并且节省大量的电能。外加电流的作用在于根本上制止了结构的腐蚀，表层涂料就不会被疏松的铁锈顶起而破坏，从而大大提高了涂料的寿命；涂料覆盖了裸露的钢材表面，从而将保护电流降低到很小的程度，二者相辅相成可以起到更好的保护效果。

钢闸门在使用过程中由于使用条件的不同，会发生不同形式不同程度的腐蚀，相应地应采取不同的防腐措施进行保护，以达到延长使用寿命和安全运行的目的。同时还要考虑技术可行性与经济合理性的有效结合，做的既经济合理又安全有效，充分发挥结构的使用效能。

[1]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[s].

[2]陈宴松等.基础工程[M]，北京:人民交通出版社，2002（8）.