冷喷锌在水利水电工程钢结构防腐领域的应用

张 鹏 黄 彬 廖有为 ，，3

（1.湖南金磐新材料科技有限公司 长沙市 410124；2.中南林业科技大学材料科学与工程学院 长沙市 410004；3.湖南省腐蚀与防护学会 长沙市 410004）

近年来在国内飞速发展的经济大环境下，水利行业呈现出前所未有的蓬勃发展，水利、水电工程项目不断增加，且在我国的各个省市都有所分布。水利水电工程中钢结构防腐处理是水利水电工程建设关键要素之一，这直接影响水利水电工程的质量。10年以前我国建设的大量水利工程目前已进入了维修维护的高峰期，钢结构的防腐维修是整个维修工程的重点[1]。

水利水电工程钢结构（如：钢闸门、拦污栅、引水钢管等）长期处于恶劣的腐蚀环境中，受氧、水、高速水流、水中漂浮物以及海水等化学和物理的综合作用，容易产生严重的腐蚀。水工钢结构受到腐蚀损伤后，构件截面面积减少，降低结构承受能力，影响设备正常使用功能，缩短使用寿命[2]。水工钢结构目前通常采用热喷锌进行防腐保护。热喷锌在使用及性能等方面存在诸多不足如：高能耗、危害工人身体健康、环境污染、施工难度大、施工效率低、涂层孔隙率高、锌层易氧化、涂层破损难修复、成本高等等[3]，针对以上问题开发的干膜锌含量在96%以上的冷喷锌，能够提供长效持久的阴极保护。

1 冷喷锌简介

冷喷锌是近年来研制的一种新型喷锌工艺，该工艺可以取得与热镀锌、热喷锌相同的防腐效果。

1.1 冷喷锌组成及特点[4～8]

（1）一种单组分的重防腐材料，由高纯度的锌粉、挥发性溶剂和导电树脂组成。

（2）干膜锌含量高达96%以上，能够为钢铁基材提供与热喷锌、热浸锌相同的阴极保护效果。

（3）性价比高：每平方综合使用成本低，使用年限长，施工快、易修补。

（4）施工便捷，可以喷涂、辊涂、刷涂。

1.2 防腐机理（图1）

图1 防腐机理

在钢材料防腐过程中，导电包覆树脂[9]和超细锌粉[10～11]共同作用，使冷喷锌涂层能同时提供阴极保护和屏障保护，并利用自修补效应强化防腐蚀效果。冷喷锌涂膜完好无损时，致密的涂层能有效隔绝腐蚀介质，保护基材，但涂膜一点受损露出钢铁基材时，锌粉与钢铁基材会通过导电网链迅速形成腐蚀原电池，锌的标准电位比铁低，较铁活泼，在腐蚀过程中锌作为阳极优先被氧化，钢铁基材作为阴极受到保护。锌在氧化过程中生成多种腐蚀产物，这些氧化产物粒径小，表面活性高，形成后会沉积在涂层间隙及缺陷中，使涂膜更为致密。致密的涂层不仅阻止了钢铁基材与腐蚀介质进一步接触，延缓了腐蚀。而且提高了涂膜的机械强度，避免了涂膜再受损害。随着锌氧化物的形成，涂层继续破损而露出新鲜的金属锌时，电位差又立即增大，阴极保护重新起主导作用，并且对钢结构基材提供有效后续防护[12～17]。

1.3 性能指标

冷喷锌具有优异的阴极保护，极好的耐冲击性、重涂性好。涂层与钢铁底材，以及涂层之间附着力好。能适应重载冲击和环境温差引起的热胀冷缩，长期使用不龟裂，不脱落[18～20]。

冷喷锌基本性能如表1所示，检测方式根据相关国标标准[21]。

表1 冷喷锌基本性能

冷喷锌较热喷锌相比，具有明显优势。对比情况见表2所示。

表2 冷喷锌与热喷锌对比

1.4 涂装配套方案[23～24]

冷喷锌涂装尽可能在车间内完成，车间内涂装具备更好的喷砂和涂装条件，涂装周期短，质量容易控制。

涂装前，需对基材表面进行表面处理：喷砂、抛丸除锈，然后吹掉粉尘。除锈等级Sa2.5，做到无明显秀皮、锈斑，氧化皮（注意：除锈后2 h内要开始喷冷喷锌）。喷涂方式及相关参数见表3。

表3 喷涂方式相关参数

冷喷锌作为底漆使用时，推荐中间涂层为：环氧云铁；推荐面漆为：氯化橡胶、丙烯酸聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷、冷涂锌银面漆（不可与醇酸漆配套）。

2 冷喷锌在上海市苏州河水利枢纽工程蕴藻浜西闸上的应用

2.1 工程概述

2002年蕴藻浜西闸闸门钢结构涂装面积300 m2，按照业主和设计单位的要求，该闸门采用了新颖的涂装配套，以冷喷锌替代热喷锌作底漆，再复涂环氧云铁中层漆、氯化橡胶面漆等重防腐涂料，使钢闸门具有15年以上的使用寿命。

2.2 根据业主的要求和上述设计原则，确定闸门的涂装配套为表4所列

环氧云铁中层漆的特性：环氧云铁中层漆里面含有鳞片状云母氧化铁，具有良好的抗渗透屏蔽性能、封闭性能，可以增强整个涂层的防腐性能。另外，由于冷涂锌不耐溶剂，而环氧云铁固含量较高，溶剂少，非常适合冷喷锌的配套。

表4 闸门涂装配套表

2.3 工艺流程

喷砂除锈（Sa2.5级）→对焊缝、转角、切边、板边缘以及隐蔽部位预涂一遍冷喷锌→喷冷喷锌（共60μm）→喷涂环氧云铁中层漆喷涂2遍（共60μm）→最后喷涂面漆（100μm）→检查涂装质量→修补→交验。

2.4 钢结构水闸门的表面处理

钢材表面处理的质量是整个涂装工艺的核心。

冷喷锌对表面处理的要求：钢材表面经喷砂或抛丸达到GB 8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》Sa 2.5级，钢材表面应无可见的油污、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。喷砂后钢板表面粗糙度为（70～80）μm 左右，在切割、焊接、组装过程中，局部产生的二次锈斑等部位，均用手工打磨清理，清洁度达到St3级。

2.5 涂装环境条件的掌握

施工环境相对湿度：相对湿度小于95%即可涂装；钢材表面温度：表面温度低于60℃，高于露点3℃，表面无水和冰；

冷涂锌层上涂覆其他配套涂料（4～12）h（根据冷涂锌表面干燥情况）；

喷涂设备：每次施工前后都必须用冷涂锌专用稀释剂清洗干净。

2.6 无气喷涂技术条件

除预涂外，闸门的涂装均采用无气喷涂法，采用重庆长江机械厂QPT3256C型富锌涂料喷涂机；环氧云铁采用QPT6528型喷涂机，具体技术条件见表5。

2.7 其他喷涂技术条件

三种涂料都按对应的油漆说明书进行操作。

各涂装配套的干燥时间、复涂间隔中按表6所示执行。

表5 无气喷涂技术条件

表6 涂装配套的干燥时间、复涂间隔

2.8 漆膜表面质量

表面光洁、无流挂、漏喷、针孔、发白、气泡、等常见的漆膜弊病。

2.9 膜厚质量

膜厚质量包括两个方面：一是每道配套涂料要达到规定的膜厚的要求。特别是冷喷锌，必须达到60 μm，以保证钢闸门的防腐蚀性能；二是涂层的总膜厚度。根据涂装工艺质量校验员的检测：冷喷锌测试点的干膜厚度平均能达到85%的要求，同时检测点的干膜总厚度不小于规定膜厚的85%。

3 结语

冷喷锌是一种长效、环保、施工便捷、性价比高的重防腐材料，将会在水利水电钢结构防腐事业上得到客户的认可和广泛应用。

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湖南省印发第1号总河长令要求各地全面开展河长巡河行动

短 讯

目前，湖南省河长已到位35 696人，其中省级河长5人，市级河长76人，县级河长1 135人，乡级河长9 498人，村级河长24 987人。为贯彻落实中央十九大生态文明建设理念，省河长办印发省委副书记、省长、省总河长许达哲签署的第1号总河长令，要求全省各级河长认真履行职责，全面开展河长巡河行动。

第1号总河长令指出，落实河长制工作关键在各级河长认真履职，巡河是各级河长履行工作职责的主要方式，各地要实现河道问题“早发现、早处理、早解决”。

第1号总河长令要求，省、市、县、乡、村五级河长要迅速行动起来，带领相关责任单位开展巡河。原则上，省级河长每年巡河不少于1次，市级河长每季度巡河不少于1次，县级河长每月巡河不少于1次，乡级河长每旬巡河不少于1次，村级河长每周巡河不少于1次。

省、市、县三级河长巡河，要履行好组织领导、协调督导职责，协调解决河湖管理保护重大问题，对跨行政区域的河湖明晰管理责任，协调上下游、左右岸实行联防联控;水利、环保、发改、财政、国土、交通、住建、农业、卫生、林业等部门要积极参与巡河，在河长的组织领导下，依法履行河湖管理保护的相关职责;乡、村河长巡河，要及时协调处理巡查发现问题，劝阻相关违法行为，对协调、督促处理无效的问题，或者劝阻违法行为无效的，按照规定履行报告职责。

各级河长巡河要认真做好巡查记录，及时归档备查，确保巡有记载，查有依据；市、县河长要认真分析巡河发现的问题，及时提出解决方案，交办责任单位限期处理，跟踪落实办理情况，直至办结销号;乡、村河长对巡河上报问题要及时了解办理情况，直至问题解决。

各级河长办负责对下一级河长巡河情况进行督察，定期通报河长巡河情况，跟踪督促巡河发现的重点难点问题落实。市州河长办要加强辖区内信息通报，每月5日前将上月河长巡河情况报省河长办。

省级主流媒体要加强河长巡河的宣传报道，营造全社会关爱河湖、珍惜河湖、保护河湖的浓厚氛围。

——转载自《湖南水利网》2017-10-31