水库闸门金属结构防腐处理分析

2022-03-15张欣

黑龙江水利科技 2022年10期

张欣

(新疆额尔齐斯河投资开发(集团)有限公司，乌鲁木齐 830000)

在当前社会快速发展中，国家对水资源的保护力度不断提高，水库闸门是蓄水体系中重要组成部分，在主体结构方面以金属材料为主，并且水库闸门长时间处于一个比较潮湿的空气中，可能会受到泥沙的影响出现锈蚀，严重的锈蚀将无法保证水库闸门正常运行，给防洪蓄水产生负面影响，所以，做好水库闸门防腐处理工作是极为必要的。在实际中，相关部门要想提高水库闸门金属结构防腐性，应结合水库闸门所处环境，对水库闸门腐蚀问题进行调查分析，了解腐蚀产生原因，从采取相关措施进行处理，提高水库闸门整体质量，给中国水利工程运行发展奠定良好基础。

1 水库闸门金属结构防腐处理方法

1.1 金属喷镀法

金属喷镀法也就是一种金属结构防腐处理中较为常见的保护方式，其施工工艺在于，把选择的铝线或者锌丝在高温环境下进行熔融处理，在熔融以后，通过压缩空气方式把铝线或者锌线制作成一个雾状的颗粒，之后将其喷射在金属结构表面，在这种施工工艺上，能够在金属结构表面形成一个保护层，起到保护效果。对于金属喷镀法来说，作为一种高效的保护方式，防腐时间>20a，并且在选用锌线或者是铝线中适当的添加少量稀土，能够让锌和铝物理性能不断变化，防腐性能更强。但是，在使用金属喷镀法的弊端过程中，施工工艺比较复杂，投资成本多，没有得到全面推广[1]。

1.2 外加电源的阴极保护法

在当前闸门中，广泛采用的材料为铁质材料，在水的混合物作用下形成电解质，容易受到侵蚀，外加电源的阴极保护方式属于一种电化学保护方式，其工作原理也就在被腐蚀的金属结构表面加入外加电流，让闸门形成阴极，对金属腐蚀产生的电子迁移现象进行抑制，从根源上减少闸门腐蚀问题的产生。在电解质中阴极电流作用下，对金属结构的保护，通过电解质让金属阴极化处理，从而降低金属结构发生腐蚀问题的效率。阴极保护法在金属结构防腐保护方面有着明显效果，效率高，同时方式应用简单，优势在于能够提高电流输出的连续性和可调节性，保护范畴比较大，不会受到环境电阻率等因素影响，保护装置使用周期长，适合应用在长时间处于潮湿环境中的闸门金属结构中。但是这种方式在具体应用上展现出局限性，通常腐蚀介质导电量比较大，对这种长时间处于水环境中的金属结构和普通防腐材料比较，成本大。

1.3 金属喷镀加涂料法

这种方式也就是把金属喷镀法和涂料法进行结合后续形成的一种方式，能够有效地延长喷镀法使用期限，在喷涂选择锌、铝等金属材料以后，之后把涂料涂抹在金融结构表面，让涂料与结构表面充分连接，增强涂层的耐磨性和防腐蚀性。结合闸门种类，选择对应的涂料，从而获得良好的防腐效果。例如，如果是长时间处于水环境中的金属结构，一般选用的沥青材料或者环氧类的涂料，给金属结构创建一个比较密封的环境。如果是长时间处于空气中的金属结构，可以选择铝粉等涂料；如果是在水中和空气中的金属结构，则需要选择氯化橡胶类涂料，并且要想获得良好的防腐效果，锌类涂料纯度≥99%，采用适宜的喷涂工艺。现阶段，广泛采用的防腐处理方式有线材铝或是锌，之后涂抹两层氯化橡胶漆，这样不但让水库闸门更具防腐性，也能延长闸门使用期限[2]。

2 水库闸门金属结构的防腐处理工艺

在对水库闸门金属结构进行防腐处理过程中，需要根据水库闸门具体位置，选择对应的防腐处理方式。例如，针对深孔门位置，应该按照特殊性处理要求，工程量大的金属结构则需要采用喷铝喷锌加涂料方式处理。要想进一步展现出水库闸门金属结构防腐处理方式的应用效果，需要结合实际情况，深入分析。以某平原水库为例，放水兼放空涵洞弧形工作闸门设计水头20m，开度为任意开度，操作特性为动水启闭，设计流量25m3/s。弧形闸门作为工作闸门，常年在水下运行，由于长时间浸泡在水中，水质、温度水生物及泥沙都会对闸门产生较大的影响，发生锈蚀的几率比较大，一旦受到腐蚀以后，会给水库运行产生严重影响。

在防腐施工中，一般采用的是涂料材料质量控制方式，也就是在涂漆技术的作用下，根据实际情况，确定施工要求，注重涂料型号和种类选择，让其更好地满足水库闸门防腐处理要求。在表面预处理过程中，采用的是喷砂法，在对钢材表面处理以后，让其满足要求的除锈等级Sa2.5 级，粗糙度应该控制在设计图纸要求范畴内。在油漆质量方面，需要按照调制和涂料产品说明要求进行，在喷砂施工之前，应对构件表面进行清理，通过使用对应的清洗剂来对金属表面的油渍、污渍等进行清理，保证构件表面的干净。在喷砂处理过程中，需要采取压缩空气经过冷却装置以及油水分离装置，提高压缩空气干燥性，喷砂中的喷嘴到基体金属表面距离应满足施工要求，一般控制在180mm左右，喷射方向应该与基体金属表面法线夹角控制在30°左右，并做好遮蔽保护工作。针对没有喷砂的位置，需要采用贴纸方式掩盖处理。

在展金属结构防腐处理过程中，在使用喷锌处理方式时，应该注意闸门金属结构外露位置在喷射之前需要做好预处理，不可存在污染物。喷锌表面在预处理4h内进行，通过压缩空气方式保证清洁性，压力≥0.4MPa。喷带间需要设有1/3宽度重叠，确保厚度均匀，各个喷层之间的喷枪走向应该做到垂直交叉覆盖，涂层表面温度在≤70℃的情况下需要重新喷涂一次[3]。在此工作完成以后，需要进行质量检查，对外观质量情况进行检查，检查金属涂层厚度情况，在检查通过以后，才能开展封闭层油漆施工工作，从而强化闸门金属结构防腐蚀效果。

3 提高水库闸门金属结构防腐处理质量的相关措施

3.1 闸门表面处理

不同涂料在闸门表面处理要求上各不相同，结合涂料具体使用要求，处理好闸门表面，这也是防腐处理工作的基础。在对闸门表面处理过程中，通常会采取化学除锈、喷砂除锈、人工除锈等，其中，人工除锈在操作上比较简单，质量不太理想。喷砂除锈质量以及工作效率比较好，但是对砂料质量有着严格要求，砂料粒径控制在1.0mm左右。在喷砂过程中，压力差不可太大，在喷射过程中，应该确认角度控制在30°左右，距离≤18cm。如果采用的是化学除锈方式，主要选用的材料是盐酸、水和乌洛托品，按照一定比例制作

除锈膏，操作工艺相对比较简单，整体效果好，但是容易造成表面过于光滑，无法保证涂料的附着力、黏合力。所以，在结束除锈工作以后，需要对其反复处理，直到满足施工要求。

3.2 涂料喷涂方法

在涂料喷涂过程中，广泛采用的方式有两个，一个是喷涂，另一个是刷涂。其中，刷涂工艺在涂料黏稠度方面有着严格的要求，需要不断调试，确保防腐效果，并且涂料黏稠度将会给刷涂遮盖效果带来一点影响，刷涂厚度则决定了防腐效果。

在人工刷涂施工过程中，应结合涂料具体使用要求，将涂料价值全面发挥。通常情况下，防腐涂料呈现出颗粒状，如果颗粒比较粗，则会给涂层均匀性产生影响，甚至会出现麻点等问题，无法保证涂料质量。基于此，在实际操作过程中，应该采用垂直刷涂法，按照由上至下的要求进行，保证涂抹厚度均匀，防止涂料中含有大量气孔。涂料厚度应该通过涂层方式进行调整，结合施工要求均匀涂抹。在涂抹过程中，保证气候干燥，防止阳光暴晒，在涂料干燥施工之前，避免受到外界因素影响，如大风。喷涂法整体效率远远强于刷涂法，在对涂膜质量有着较高要求的环境下，可以采用干涂料。喷涂工艺一般涉及四个工序，涂抹厚度有着较高标准。在涂抹施工前，需要取出粗皮，之后适当增加涂料黏度。在实际施工中，控制好气压，相关人员佩戴好防护措施，做好安全保护工作，防止涂料给其身体健康产生影响。

3.3 优化金属结构防腐蚀措施

闸门金属结构防腐措施在使用期限上有着严格要求，对于保护期限来说，也就是结合不同防腐涂料和防腐工作计划，确定保护期限，应对各项因素进行思考。针对一些长时间处于水中或者潮湿环境下的闸门金属结构，如果是腐蚀对发电、防洪等影响不大，其保护期限通常控制在10a左右。如果是长时间处于水中，或者潮湿环境下的水库闸门金属结构，收到腐蚀后，给其发电、防洪产生严重影响，其保护时间≥20a。如果是暴露在空气环境下的闸门金属结构，其室外使用期限应>20a，室内则要在25a左右[4]。如果在外观方面有着严格要求的水库工程，要想满足外观要求，应具备耐光、耐雨等功能，保护期限≥5a。