葛洲坝水电站二江泄水闸弧门防腐概述

谷传伟，朱思思，王占华，郭光辉，李东明

（1.中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌，443002；2.水利部水工金属结构质量检验测试中心，河南郑州，450044）



葛洲坝水电站二江泄水闸弧门防腐概述

谷传伟1，朱思思1，王占华2，郭光辉1，李东明2

（1.中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌，443002；2.水利部水工金属结构质量检验测试中心，河南郑州，450044）

葛洲坝电站二江泄水闸弧门已安全运行20多年，弧门出现大面积锈蚀。针对弧门运行工况特点，弧门防腐维修时，确定了弧门迎水面采取刷环氧胶泥、背水面采用喷锌和涂料复合保护的方案。通过制订严格的喷砂、喷锌、喷漆、刮环氧胶泥防腐工艺，确保了防腐质量。综合考虑宜昌的环境条件，制订合理的施工方案，保证了弧门防腐维修工期能够得到控制。

弧门；喷锌；环氧胶泥；防腐

1　概述

葛洲坝水电站是长江干流上第一座大型水利水电枢纽工程［1］。二江泄水闸弧门作为葛洲坝电站主要的泄水设施之一，承担着排泄上游来水、控制泄水流量的任务，对电站安全和正常运行有着举足轻重的作用。

二江泄水闸是葛洲坝电站的主要泄洪排沙建筑物，共有27孔，上扇为平板门，下扇为弧形门。葛洲坝电站二江泄水闸弧门水头和底坎高程分别是29.0 m和37.0 m。弧门宽12 m，高12.45 m，单扇重212.3 t。每年冬修期间对弧门按计划进行不同程度的维护检修，尤其是在1986～1989年间，对27扇弧门进行了全面的防腐维修处理，至今已20多年。

2　现状

近几年冬修期间对弧门表面检查时发现，弧门不同部位存在着不同程度的涂层质量缺陷和锈蚀：弧门门叶迎水面和背水面普遍出现了大面积涂层脱落，脱落面积比例达到80%，见图1（a）和图1（b）；弧门门叶迎水面露出了锌涂层并伴随局部锈点，见图1（b）和图1（d）；弧门背水面面板则出现大面积锈蚀，锌涂层已大部分消耗完，清除掉涂层后可见明显蚀坑，见图1（a）；面板水封座板锈蚀严重，水封磨损老化，见图1（c）。

为了准确了解闸门腐蚀状况，葛洲坝电厂于2013年委托水利部水工金属结构质量检验测试中心采用超声波测厚方法对部分闸门进行了蚀余厚度测量，根据测量结果计算出闸门构件厚度减薄比例。表1中列出了17号、19号和20号弧形工作闸门主要构件厚度最大减薄百分比数据。

从表中数据可以看出，各构件厚度减薄比例不尽相同。腹板和面板厚度减薄比例较大，构件厚度减薄比例最大位置在闸门面板上，最大减薄比例达到20.83%。

鉴于上述原因，急需对闸门进行再次防腐处理。

图1　弧门锈蚀照片Fig.1 Corrosion of Erjiang sluice's radial gate

表1　弧门构件最大减薄百分比（单位：%）Table 1 Maximum percentage of thickness reduction of the radical gate parts

3　防腐方案选择

金属结构常用的防腐方法有覆盖层防腐和电化学保护两大类［2］，各种防腐方法的比较见表2。

表2　常用防腐方法的优势与劣势比较Table 2 Characteristics of different anti-corrosion methods

葛洲坝电厂二江泄水闸弧门工作环境恶劣，不便于日常维护，防腐要求高。葛洲坝电厂二江泄水闸弧门的保护周期为15年，施工还要虑及葛洲坝枢纽的安全性。综合考虑各种防腐方法的特点后，弧门门叶迎水面选用了耐冲击、耐磨性较好的环氧胶泥，弧门门叶背水面则选用了金属喷涂加涂料涂层进行复合保护的方法。此外，葛洲坝二江泄水闸弧门位于长江流域淡水环境中，该段水体pH值一般在6.8～9.1之间［3］，背水面金属涂层选用了更适合碱性水体的锌材料。闸门具体防腐方案见表3。

表3　弧门防腐方案Table 3 Anti-corrosion measures for radical gates

4　设备材料

施工主要设备和配件有空气压缩机、压力储气罐、冷却滤清器、装砂钢瓶漏斗、耐压镀锌管、耐压胶管和小胶管、喷砂枪、喷锌枪、喷漆枪、电源电缆开关配电箱。根据现场施工需求，主要设备配置要求见表4。

主要材料包括锌丝（锌量应大于99.99%，锌丝直径2～3 mm，优先选用3 mm）、乙炔和氧气、铁矿砂、环氧清漆、环氧富锌、环氧云铁防锈漆、氯化橡胶、环氧胶泥。环氧清漆、环氧富锌、环氧云铁防锈漆、氯化橡胶的耐盐水性要求在5%NaCl溶液中浸泡7 d后漆膜无气泡、不脱落、无返锈，其他性能指标要求见表5。

表4　主要设备配置Table 4 Required operating equipment

表5　防锈漆指标要求Table 5 Requirements for properties of anti-corrosion paint

5　施工工艺

葛洲坝电站二江泄水闸弧门曾采取不同方法材料进行防腐［5］，根据多年的防腐效果，现阶段采取的防腐工艺流程见表6所示。5.1背水面

表6　弧门防腐工艺流程Table 6 Technological process of anti-corrosion construction for radical gate

5.1.1喷砂

受施工现场条件所限，磨料选用石英砂，考虑到喷砂过程中会产生大量的灰尘，必须用蓬布进行遮盖。喷砂时，喷嘴到基体金属表面宜保持100～ 300 mm的距离，喷射方向与基体金属表面法线的夹角以15°～30°为宜，喷嘴孔口直径增大25%时更换喷嘴。喷砂后的表面预处理清洁度不低于GB 8923.1-2011［6］中所规定的DSa21/2级，表面粗糙度不低于SL 105-2007［7］中规定的Rz60～100 μm。喷砂质量是影响防腐效果的主要工序，因此，应对喷砂质量进行严格控制。

5.1.2喷锌

喷砂质量经验收合格后方能进行喷锌。采用氧气-乙炔进行火焰喷锌时，喷枪尽可能与闸门表面成直角，大于45°，与弧门面板距离保持在100～200 mm之间。喷枪移动速度以一次喷锌厚度达到25～28 μm为宜，各喷幅之间应有1/3的宽度重叠。厚度要尽可能均匀，各喷锌层之间的喷锌走向应相互垂直交叉覆盖。采用电弧喷涂时，与弧门面板距离保持在250～300 mm范围之间。锌层厚度是影响防腐年限的重要因素，因此，必须保证锌层厚度达到工艺要求。

5.1.3喷漆

喷锌工序结束后，最好在锌层表面发生冷凝之前进行环氧封闭施工，且宜采用刷涂方式。环氧清漆主要作用是封闭喷锌层中的孔隙，因此，其粘度一定要小。喷涂环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆时，应控制好涂层的间隔时间。环氧云铁间隔时间不低于24 h，而氯化橡胶至少不低于6 h。喷漆过程中，应对前面业已施工完成的喷漆层进行外观检查，如发现鼓泡、漏涂、流挂、皱纹、针孔等缺陷，应及时处理。

5.2迎水面

弧门顶止水以下迎水面面板表面预处理工艺与背水面相同。喷砂检验合格后，先涂刮一遍concresive1438 A、B双组分环氧粘结胶浆一道进行打底，厚度≥30 μm；第二遍刮涂环氧胶泥两道，使用的环氧粘结胶浆为concresive 1438 A、B组分环氧粘结胶浆+水泥，配比A∶B∶水泥=1.5∶0.545∶0.9，厚度≥2000μm。待涂层固化后，对涂层表面的刮痕或其他凸起进行打磨，涂层表面打磨光滑后再涂concresive 1438双组分环氧粘结胶浆一道，厚度≥30 μm，最终涂层总厚度≥2 060 μm。每道涂层施工之间间隔时间也不低于24 h。施工完毕后的涂层表面应光滑、颜色均匀一致。

5.3施工环境

表面预处理、喷锌、涂层施工时，为了保证涂层施工质量，施工环境温度应不低于10℃，空气相对湿度小于85%，所施工弧门金属表面温度应大于露点温度3℃以上。

6　质量工期控制

防腐涂层质量的好坏首先取决于防腐工艺材料的选择，但施工方法、环境和操作人员技术水平也是重要的影响因素，因此，开工前要组织技术人员编制施工作业指导书，向所有施工人员做好技术交底，加强对施工人员专业技术知识、操作技能和质量意识的培训，施工过程中严格按规范开展检测工作，保证施工质量。

葛洲坝二江泄水闸弧门每年汛期都承担着重要的泄水任务，每年基本需进行3～4扇弧门的检修防腐，施工时间基本在每年10月中旬至来年的5月上旬，防腐工程存在工期紧、任务重的特点。而宜昌市城区降水的时空分布具有以下气候特征：降水量主要集中于上半年，春夏两季降水总量约占全年降水量的72%，秋季占22%，而冬季降水量迅速减少，仅占全年的6%。春夏两季降水量大，冬季降水较少，1月最少。为了保证弧门防腐质量以及汛期弧门能及时运行，要尽量保证在冬季气候干燥少雨时节进行施工，因此需两扇弧门同时进行防腐，且单孔弧门防腐施工工期不超过35日历天。根据工期安排，采用了喷砂、喷锌和环氧胶泥工序交叉作业方案，及时进行现场清理及设备转场，大大缩短了施工时间，满足了工期紧、任务重的需要。

7　结语

葛洲坝二江泄水闸弧门是葛洲坝电站重要组成部分，对保证电站安全运行有十分重要的作用和意义。长江电力检修厂选择维修防腐方案设计时，考虑了闸门运行时各部位所受影响因素不同，结合工程实际，对背水面选用喷锌和涂料复合保护方案，而迎水面则选用了刷环氧胶泥浆的防腐方案。方案从2013年12月实施以来，整体防腐效果较好，防腐工程质量满足要求，为以后弧门防腐过程维修提供了很好的借鉴意义。通过方案实施运行，总结出以下建议：

（1）弧门不同部位工作环境不同，涂层脱落和锈蚀程度也不同，可针对不同部位采取不同的防腐工艺和要求。

（2）弧门防腐的关键在于控制表面预处理的质量，因此施工过程中要重视表面预处理质量检查。

（3）弧门迎水面防腐采用涂刷环氧胶泥浆的方法，取得了良好的效果，可尝试在其他工程上使用。

（4）考虑施工环境及季节因素，合理安排施工作业顺序，可以缩短工期。

［1］赵木森.葛洲坝水电厂水工钢结构防腐蚀［J］.中国三峡，2002，9（6）：25-27.

［2］杨华，叶兰华.水工钢闸门防腐的方法及优缺点［J］.科技传播，2012，（6）：22.

［3］张敏，刘元绘，简迎辉.葛洲坝工程水工钢结构防腐蚀概述［J］.人民长江，2002，33（11）：50-52.

［4］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 25263-2010，氯化橡胶防腐涂料［S］.北京：中国标准出版社，2011-08-01.

［5］刘畅快，刘诚，张壮志.葛洲坝水利枢纽泄洪、冲砂闸金属结构防腐技术研究［J］.大坝与安全，2007（2）：80-83.

［6］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 8923.1-2011，涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级［S］.北京：中国标准出版社，2012-10-01.

［7］SL 105-2007，水工金属结构防腐蚀规范［S］.

Erjiang sluice's radial gates of Gezhouba hydropower station has been safely operated for more than 20 years，and severe corrosion occurred on the gates.Protection plan and measures are proposed according to operation conditions and function characteristics of the radial gate，which is to brush epoxy daub on the upstream face and use zinc spraying and painting on the back side.In order to ensure the anticorrosion quality，strict construction procedures are made，including sandblasting，zinc spraying，painting and epoxy daub scraping.In consideration of the local environmental conditions of Yichang city，reasonable construction scheme is made to ensure the schedule under control.

radial gate；zinc spraying；epoxy daub；anticorrosion

TV663

B

1671-1092（2016）02-0064-05

2015-11-12；

2015-11-29

谷传伟（1988-），男，山东潍坊人，工程师，本科，长江电力检修厂水工检修部技术主管，现主要从事水利水电金属结构检修和研究工作。

作者邮箱：408880858@qq.com

Title：Introduction of anticorrosion technology for Erjiang sluice's radial gate of Gezhouba hydropower station//by GU Chuan-wei，ZHU Si-si，WANG Zhan-hua，GUO Guang-hui and LI Dong-ming//China Yangze Power Co.，Ltd.