浅谈水闸金属结构防腐处理措施

庄万里 刘 伟 严岳同

淮河流域气候复杂，加之黄河长期夺淮，水旱灾害问题较为突出。新中国成立后我国大力推进水利建设，水利工程点多面广量大，大部分工程建于20 世纪50 ～70年代，工程建设时间久、标准低、质量不高，多年的运行导致存在较多的安全隐患，运行管理风险大。水闸工程在防洪、调节控制水位和合理利用水资源方面起着重要的作用。研究淮河流域上的水闸防腐问题，对消除水利工程安全隐患和保障国家人民生命财产安全有着重要意义。本文将针对淮河流域水闸防腐处理措施进行分析研究，并提出合理建议。

一、水闸防腐问题的成因

1.防腐材料以及工艺不符合标准

淮河流域建有大小形式不同的水闸，在淮河流域防洪、水量控制调节方面发挥着重要作用。但是很多水闸工程建设时，工程技术和工程材料较为落后，在修筑水闸的过程中，工程师常会根据当时市场情况和经验选择水闸防腐材料（简单的覆盖层）以及涂抹技术。这些落后的技术、材料以及工艺导致水闸防腐能力不达标，在较长的时间运行下会出现一些严重的水闸腐蚀问题。

2.水闸防腐设计结构不合理

水利工程是一个高技术的建筑工程项目。水闸的防腐设计结构是否合理是影响水利工程能否安全运行的一个重要因素。淮河流域的水利工程普遍建设时间早，由于技术能力上的落后和当地环境以及地势地貌等因素的限制，水闸防腐设计方案水平较低，也没有结合恶劣的腐蚀环境规避重要金属部位，在同样的防腐周期下这些部位会受到程度更深的腐蚀，故而有些水闸重要部位存在较大安全风险。

3.流域气候影响水闸防腐周期

水闸的寿命周期取决于它的防腐周期。影响水闸防腐周期的因素非常多，其中最重要的就是流域气候。例如：北方大多属于常年干燥型气候，南方大多属于潮湿型气候，南方的阴冷潮湿大大缩短了大多数混凝土金属结构水闸的防腐周期，因此北方水闸相比南方水闸防腐周期更长；黄河流域泥沙含量较大，常年因气候变化导致洪水泛滥，水闸在泄洪时受到含沙量大的水流冲击侵蚀，导致水闸防腐周期变短，使用寿命逐渐缩短。故此在对水闸金属结构进行防腐处理时要求充分考虑流域气候的影响。

二、水闸常用的防腐措施

针对水闸所处地域环境的不同，应采用不同的水闸防腐措施。

1.涂料保护法

目前我国在水闸防腐措施上使用最多的方式是涂料保护法，即在水闸表层涂上防腐材料，可以防止水闸与空气中的氧气、水直接接触，避免了水闸金属材料发生锈蚀的问题。防腐涂料的品种很多，主要有油脂漆、环氧树脂漆、沥青漆、氯化橡胶漆和船体防锈漆等。防腐涂层一般由底漆、中间漆和面漆三部分组成。其中，底漆应具有良好的附着性、耐蚀性；面漆应具有良好的耐候性、耐干湿交替性；中间漆应能提高底漆和面漆的黏合性。实践表明这种涂料保护法价格低且周期能达十年以上。

2.金属喷镀法

金属喷镀法在水闸防腐方面效果显著，但使用成本较高。金属喷镀法需要利用铝或锌等金属材料，通过对铝和锌进行溶解等物理和化学反应，将它们喷射在水闸金属表面，这样就可以有效地防止金属水闸被腐蚀，从而延长其使用寿命。金属喷镀法相对于涂料法来说具有很大的优势，但成本较高。

3.阴极保护法

阴极保护法是利用物理科学的方法来保护水闸防腐周期的一种措施，防腐原理是在水闸金属上加上一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属位于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到抑制。根据电流的不同，阴极保护法分为牺牲阳极法和外加电流法两种：牺牲阳极法是将一种电位更负的金属与被保护的金属结构物电性连接，通过不断溶解消耗电负性金属或合金，向金属提供保护电流，使金属获得保护；后者将外部交流电转换成低压交流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，让水闸的腐蚀得到抑制。这两种方法可根据实际情况进行选择。

4.多元方式合理利用

国家鼓励水利工程采用多元化的水闸防腐措施，积极学习世界各国优秀的水闸防腐处理经验。通过阴极保护和涂覆层的组合应用，可以使水下金属结构获得最经济有效的保护，良好的涂覆层可以保护水闸百分之九十以上的外表面不受腐蚀，水下的金属结构通常在使用前涂覆保护涂层以将金属与电介质环境隔离，如果金属构筑物能够做到完全绝缘隔离，金属在电介质中的腐蚀电池的形成受到抑制，腐蚀电流将无法产生，从而有效解决水闸防腐问题。此外，近些年引进了一种新型包覆技术，主要是在被保护钢结构面层包裹覆盖可延缓或防止钢结构腐蚀的材料，这种方法比较适用于形状统一规矩、面积较大和易包覆的钢材，但该技术目前有待进一步探索研究。

三、结语

综上所述，淮河流域水闸防腐问题的解决需要水利工程团队综合考虑各方面的因素：一要仔细分析水闸出现腐蚀问题的成因，考虑自然环境对水利工程项目的制约，根据不同情况具体分析选择防锈蚀方案；二要通过各种方式提高水闸管理人员的专业技术能力，不断更新专业知识，提升整体管理水平；三要合理地借鉴国内外水闸防腐先进技术措施，紧跟国际科技前沿，将其利用到我国水利工程项目之中。只有制定合理有效的水闸防腐措施，才能确保水利工程项目持续发挥其应有的作用■