摘要：針對(duì)水工鋼結(jié)構(gòu)水閘門的嚴(yán)重腐蝕環(huán)境，分析了影響其腐蝕的主要因素，比較分析了鋼結(jié)構(gòu)水閘門常用的幾種腐蝕防護(hù)方法，由于電弧葉涂復(fù)合涂層具有30年以上的長(zhǎng)效防腐壽命和涂層結(jié)合強(qiáng)度高、免維護(hù)等特點(diǎn)，因而成為鋼結(jié)構(gòu)水閘門防腐蝕的優(yōu)選技術(shù)方案。文中還列舉了國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)水閘門熱噴涂防腐的應(yīng)用實(shí)例及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐的立法和推廣應(yīng)用提出了自己的看法。
　　1、引言
　　鋼結(jié)構(gòu)水閘門是水電站、水庫(kù)、水閘、船閘等水工建筑物中控制水位的重要構(gòu)件，它要長(zhǎng)期浸沒水下，在啟閉時(shí)頻繁的干濕交替，受到高速水流的沖刷，特別是水線部分受到水、日光及水生物的作用，還受到水浪、泥沙、冰凌和其它漂浮物的沖蝕，鋼材很容易腐蝕，顯著降低了鋼閘門的承載能力，嚴(yán)重影響水利工程的安全。有的采用涂料保護(hù)，一般使用3~5年就失效，工效低，維護(hù)費(fèi)用高。如沿海的某座擋潮閘門，因受到海水的嚴(yán)重腐蝕，使整個(gè)閘門體失去穩(wěn)定而破壞，導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。又如云南陸良響水壩弧形閘門1958年運(yùn)行后，采用涂料防腐，開始5年左右涂刷一次，以后防腐周期愈來(lái)愈短，兩年一到銹蝕嚴(yán)重，有的已部分更換。葛洲壩電廠一期工程1981年投產(chǎn)運(yùn)行，金屬結(jié)構(gòu)為油漆防腐蝕，三年后一期工程的閘門及攔污柵普遍發(fā)生銹蝕。
　　腐蝕不僅影響結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，還要消耗大量的人力、物力、財(cái)力來(lái)進(jìn)行防腐蝕工作，據(jù)一些水閘工程統(tǒng)計(jì)，每年用于閘門防腐的經(jīng)費(fèi)約占全年維修費(fèi)用的一半，同時(shí)還要調(diào)動(dòng)大量的勞動(dòng)力來(lái)除銹、油漆或噴涂等。因此，為了有效地控制鋼鐵的腐蝕，延長(zhǎng)鋼閘門的使用壽命，確保水利水電工程的完整和安全，鋼閘門的長(zhǎng)效防腐問(wèn)題已引起人們的廣泛關(guān)注。
　　2、鋼結(jié)構(gòu)水閘門的腐蝕環(huán)境及影響腐蝕的因素
　　2.1鋼結(jié)構(gòu)水閘門的腐蝕環(huán)境
　　水利水電工程中的鋼結(jié)構(gòu)水閘門及鋼結(jié)構(gòu)，有的長(zhǎng)期浸于各種水質(zhì)(海水、淡水、工業(yè)廢水等)中；有的由于水位變化或閘門啟閉常處于干濕交替的環(huán)境：有的還會(huì)受到高速水流的沖擊和泥沙、漂浮物、冰凌的磨擦；位于水面或水上部分還受到水蒸發(fā)的潮濕氣氛和飛濺的水霧作用；處于大氣中工作的結(jié)構(gòu)還受到日光、空氣的作用。因?yàn)樗�工閘門的工作環(huán)境惡劣，影響因素眾多，我們有必要對(duì)腐蝕因素做一下分析。
　　2.2腐蝕的因素
　　⑴氣候因素：鋼結(jié)構(gòu)水閘門水上部位易受日曬雨淋、潮濕氣氛等的作用而發(fā)生腐蝕。
　�、其摻Y(jié)構(gòu)表面狀態(tài)：粗糙、機(jī)械損傷、空穴、焊接缺陷、縫隙等對(duì)腐蝕影響很大。
　　⑶應(yīng)力和變形：應(yīng)力和變形越大，腐蝕越甚。
　�、人�質(zhì)：淡水含鹽量較低，閘門的腐蝕視其化學(xué)成分及污染情況有所差異；海水含鹽量高，導(dǎo)電性好，海水中含大量氯離子，對(duì)鋼鐵的腐蝕性大，鋼閘門在海水中比在淡水中腐蝕嚴(yán)重。
　�、伤�流速度：鋼閘門受到水流及水中夾帶的泥沙等磨粒對(duì)金屬表面高速?zèng)_擊，產(chǎn)生沖蝕磨損；同時(shí)，水體的流動(dòng)使極化作用加強(qiáng)，比較容易將腐蝕產(chǎn)物從結(jié)構(gòu)表面隨水流沖走，使腐蝕加快，所以經(jīng)常開閘泄水的閘門比長(zhǎng)期關(guān)閉的閘門腐蝕嚴(yán)重。
　�、孰s散電流：焊接作業(yè)或外加電流陰極保護(hù)均可能產(chǎn)生雜散電流，電流雜散的結(jié)果，常在雜散結(jié)構(gòu)的陽(yáng)極區(qū)發(fā)生不同程度的腐蝕，雜散電流越大，腐蝕越嚴(yán)重。這種腐蝕后果非常嚴(yán)重但還未引起足夠重視。
　　⑺水生物：鋼結(jié)構(gòu)水閘門上常見的生物腐蝕多為點(diǎn)狀腐蝕坑，有時(shí)成片狀連接，最大坑深可達(dá)2.5mm。
　　⑻電偶腐蝕：鋼結(jié)構(gòu)水閘門整體與相關(guān)不同材質(zhì)零部件在潮濕環(huán)境和介質(zhì)中形成異金屬連接，而發(fā)生嚴(yán)重的電偶腐蝕。
　　3、鋼結(jié)構(gòu)水閘門常用防腐方法
　　鋼結(jié)構(gòu)水閘門常用防腐方法中，工程上用得最多的是覆蓋層防腐和電化學(xué)保護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)水閘門常用的覆蓋層防腐方法主要有涂料防腐和噴涂防腐�！　�
　　注：電化學(xué)保護(hù)在其它行業(yè)應(yīng)用很廣，但在水工金屬結(jié)構(gòu)上應(yīng)用很少，這是因?yàn)椋旱�水中電解質(zhì)少，犧牲陽(yáng)極作用不明顯；水工金屬結(jié)構(gòu)受條件限制，用外加電流保護(hù)在管理上有困難，無(wú)推廣條件。
　　從上表中可以看出，水工鋼結(jié)構(gòu)水閘門由于腐蝕環(huán)境惡劣，在以上防腐方法中，采用電弧噴涂金屬涂層外加封閉層的防腐方法，由于具有涂層與鋼鐵基體結(jié)合強(qiáng)度高、防腐年限長(zhǎng)(可達(dá)30年以上)、很少需要維護(hù)、經(jīng)濟(jì)上省等諸多優(yōu)點(diǎn)，是鋼閘門的最佳防腐方案。近年來(lái)，電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)正日漸成為國(guó)際上鋼結(jié)構(gòu)件防腐的主流技術(shù)，在許多工程實(shí)踐中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

　　4、國(guó)內(nèi)外熱噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)水閘門上成功應(yīng)用實(shí)例
　　4.1法國(guó)典型實(shí)例
　　1922年巴黎附近的圣丹尼斯運(yùn)河的船閘閘門上噴涂鋅保護(hù)層，1954年（32年）檢查發(fā)現(xiàn)涂層腐蝕而鋼基體仍完好。
　　1945年巴黎圣馬丁運(yùn)河第一船閘采用噴鋅防腐，1952年其第二船閘也采用噴鋅外涂封閉漆防腐。
　　1949年大澳斯河的桑勃魯白克斯閘門噴涂鋁防腐，1969年(20年)檢查發(fā)現(xiàn)漆膜降解故重新涂覆底漆和兩層外漆；1972年(23年)檢查發(fā)現(xiàn)金屬涂層和漆膜保持良好。
　　1957年法國(guó)朗塞潮汐發(fā)電站的調(diào)水閘，采用噴鋅外涂2道封閉漆和1道面漆防腐。
　　1972年巴黎的圣馬丁運(yùn)河的一座水閘門，采用噴鋅外涂封閉漆防腐。
　　4.2英國(guó)典型實(shí)例
　　1952年對(duì)某造紙廠的三孔閘門噴鋅防腐再用涂料封閉，至1964年僅重涂油漆一次，于1977年也即保護(hù)25年后，鋅涂層表面仍舊完好。
　　林肯郡波士頓的威特姆河上的三座大型鋼船閘，采用電弧噴涂鋁防腐。
　　4.3美國(guó)典型實(shí)例
　　1939年密西西比河第15大壩采用噴鋅防腐；
　　1952年在小帕克斯頓一造紙廠的一系列閘門，采用噴鋅外加涂料封閉；1962年檢查僅漆膜變薄金屬涂層完好，重機(jī)關(guān)報(bào)刷涂原來(lái)的涂料；1977年（20年）又一次刷涂時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬涂層仍保持完好。
　　1979年在貝德福德附近金盾的卡斯萊米爾河上的一座船閘，采用噴鋁外加封閉漆。諾福克縣韋爾斯海濱勝地的攔洪閘，采用電弧噴涂鋁防腐。
　　4.4中國(guó)典型實(shí)例
　　1985年長(zhǎng)江葛洲壩大型水閘門，采用噴涂鋅加涂料封閉防腐。1986年黃河龍羊峽大型水閘門，采用噴涂鋁加涂料封閉防腐。此外，江蘇三河閘管理處采用熱噴涂工藝對(duì)大型鋼閘門進(jìn)行大面積噴鋅并加涂一層氯化橡膠鋁粉漆；山東德州地區(qū)水利局在大型鋼閘門上大面積噴鋁，加涂一層瀝青漆，均大大提高了鋼閘門的耐腐蝕性能，使用16年后檢查涂層完好，預(yù)計(jì)壽命可超過(guò)30年，比原油漆涂層壽命提高6～10倍。
　　熱噴涂特別是電弧噴涂技術(shù)在國(guó)外得到了大量應(yīng)用，實(shí)踐表明，用電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)對(duì)永久性大型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐是最佳的防腐蝕選擇。我國(guó)也正在逐步開始大量應(yīng)用電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)來(lái)防護(hù)大型水工鋼結(jié)構(gòu)，如正在建設(shè)中的跨世紀(jì)工程——長(zhǎng)江三峽工程中的大量鋼結(jié)構(gòu)均采用了電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)。
　　5、熱噴涂長(zhǎng)效防腐在鋼閘門上應(yīng)用的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
　�、貸YJ230-88 海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)定熱噴涂是鋼結(jié)構(gòu)件指定防腐方法之一。
　　②AWS C2.2-67(美國(guó)焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)) 認(rèn)為在海水介質(zhì)下應(yīng)噴鋁防腐，淡水介質(zhì)下噴鋅保護(hù)。
　�、跧SO/DIS14713 (1996)鋼鐵結(jié)構(gòu)防腐蝕—金屬涂層—指南：水環(huán)境、高濕和鹽霧腐蝕的鋼鐵結(jié)構(gòu)采用噴鋅、鋁可以提供20年以上的保護(hù)。
　�、躍L 105-95(中國(guó)水利部標(biāo)準(zhǔn))水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范：閘門等水工金屬結(jié)構(gòu)采用噴鋅噴鋁進(jìn)行長(zhǎng)效防腐。
　　在這此標(biāo)準(zhǔn)中，AWS和ISO是國(guó)際知名標(biāo)準(zhǔn)，得到長(zhǎng)期應(yīng)用和廣泛承認(rèn)。我國(guó)在一些防腐蝕規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)防腐蝕要|考試大|求的等級(jí)，使我國(guó)更多的重要鋼結(jié)構(gòu)工程能得到更長(zhǎng)期和有效的保護(hù)。
　　6、結(jié)語(yǔ)
　　針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)水閘門的嚴(yán)重腐蝕環(huán)境，各種防腐方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但總的來(lái)說(shuō)，電弧噴涂鋁或鋅加封閉的復(fù)合保護(hù)涂層，同現(xiàn)有其它防腐方法比較，具有技術(shù)先進(jìn)、涂層防腐壽命長(zhǎng)久、30年內(nèi)不需進(jìn)行任何防腐維護(hù)、可現(xiàn)場(chǎng)施工、年均防腐費(fèi)用最低、經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)，是鋼結(jié)構(gòu)水閘門等水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕的優(yōu)選方案。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用熱噴涂鋁或鋅來(lái)對(duì)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)水閘門已有較久的歷史，其成功|考試大|應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也充分證明了這一點(diǎn)。國(guó)內(nèi)仍需要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐的立法，并繼續(xù)大力推廣電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)。