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摘 要： 本文系统的介绍了水工钢闸门产生腐蚀的原因、钢闸门喷锌防腐技术以及质量检查方法。
关键词： 钢闸门;防腐蚀;措施
水工钢闸门是水工建筑物的总要组成部分之一，是封闭水工建筑物的孔口，并能够按照需要全部或局部开启这些孔口，以调节上下游水位，泄放流量、灌溉、引水发电、通航、冰块或其它漂浮物等。水工钢闸门长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其他漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀，钢闸门的承载能力明显降低。由此提高钢闸门的防腐蚀技术是就显得非常重要，采用喷砂、喷锌防腐技术对水工钢闸门进行处理，能够提高钢闸门的防腐蚀能力。本文结合实例重点介绍该技术的基本要求、材料选择、施工工艺、质量检查等。钢闸门喷锌防腐技术是利用氧气、乙炔或电热源（大型工件采用电加热，中小型采用氧气、乙炔加热）通过压缩空气和专用工具（喷枪）将锌雾化超高速喷到金属表面，具有施工简单、投资少的特点，并且防腐效果十分明显。
一、工程概况
驷马山引江工程是以引江灌溉、滁河分洪为主，兼有航运、城镇供水等综合利用的大型水利工程。工程分布在皖东江淮丘陵地带，地跨安徽、江苏两省10个县市，规划灌溉面积365.4万畝，其中安徽350.4万亩，防洪效益40余万亩。襄河口闸枢纽是控制驷马山引江工程中上游灌区供水、渠化通航并排泄滁河上游洪水的综合利用工程，位于安徽省全椒县十字镇汊河行政村与和县石杨镇新桥行政村交界处，包括节制闸、船闸各一座，1970年10月动工兴建，1974年竣工。原来闸门分为深浅孔，深孔闸门型式为潜孔式钢筋混凝土平面滑动闸门，门体宽5.5m、高3.78m，共7孔。浅孔闸门型式为露顶式钢筋混凝土平面滑动闸门，门体宽5.5m、高4m，深、浅孔闸门支承均为胶木对特制瓷轨。2001年11月18日襄河口闸除险加固工程开工，2012年4月27日完工。更新为7扇露顶式平面定轮钢闸门，闸门尺寸（宽×高×厚）为5.02m×7.50m×0.40m，配QPQ2×100kN双吊点手电两用卷扬式启闭机。
由于上游水质较差，存在不同程度的污染，水工平面钢闸门在运行过程中长期接触各种侵蚀性介质，腐蚀比较严重，使用寿命缩短。期间对个别锈蚀位置用手工除锈后刷底漆和面漆，所以不能彻底解决闸门防腐的问题。在经过将近十五年的运行之后，闸门表面锈蚀面积逐渐加大，每年除锈刷漆的地方也并没有真正的起到防护作用，在整个钢闸门表面出现了不同程度的锈坑。
二、钢闸门腐蚀因素
（1）气候因案：钢结构水闸门水上部位易受日晒雨淋等的作用而发生腐蚀。
（2）应力和变形应力和变形越大，腐蚀越甚。
（3）水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异。
（4）水流速度：钢闸门受到水流及水中夹节的泥沙等磨粒处金属表面高速冲击，发生冲蚀磨损;同时，水体的流动使极化作用加强比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走，使腐蚀加快，所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。
（5）水生物：钢结构水闸门上：常见的生物腐蚀多为点状腐蚀坑，有时成片状连接，最大坑深可达2. 5mm。
（6）电偶腐蚀：钢结构水工钢闸门整体与相关不同材质等部件在潮湿环境和介质中形成异金属连接，而发生严重的电偶腐蚀。
三、钢闸门喷锌防腐技术
1.喷锌防腐原理
钢闸门喷锌使用的主要设备为压缩空气系统，氧气、乙炔系统，金属气喷枪及胶管等，是以喷枪中的压缩空气为原动力，在驱动装置推动下，锌丝通过喷嘴，在氧一乙炔焰的加热下，成为熔融体，借压缩空气使之雾化成微粒并喷射到工件上，形成热喷涂锌保护层。由于喷砂后的基体表面凹凸不平，散热收缩后的金属涂层能牢固地附在工件表面。镀锌层可以将钢闸门与水、空气隔离开来，防止钢闸门的腐蚀，因此喷锌对钢闸门具有很好的保护作用。
2.喷锌防腐施工工艺过程
根据节制闸原图纸要求：钢闸门表面喷锌防腐，喷锌厚度0.16mm，最小局部厚度不得小于0.12mm，外涂0.05mm环氧云铁防锈漆做封闭涂料，再涂0.08mm浅灰色氯化橡胶面漆。喷锌防腐工艺主要包括表面预处理、金属热喷涂、涂料涂装保护三个流程。首先就是表面预处理，金属结构在进行喷（抛）射清理除锈之前，应清除焊渣、飞溅、毛刺等附着物，并应用砂轮机对锐利的切割边缘进行处理，然后清洗结构表面可见的油脂及其他污物： 采用溶剂清冼，如使用汽油等溶剂擦洗表面，溶剂和抹布应经常更换。清洗后应用洁净淡水冲洗2～3遍，并应做干燥处理。喷（抛）射清理后，闸门表面清洁度等级不低于GB8923中规定的Sa2 1/2级，表面粗糙度Rz值根据实际涂层类别选择，本工程为金属热喷涂，粗糙度Rz值取600-100um，具体取值可根据涂层类别按下表选定。
喷（抛）射清理用磨料分为金属磨料和非金属磨料，本工程选用0.5-1.5mm铁砂干式喷射清理方式。干式喷射清理所用的压缩空气应经过冷却装置及油水分离器处理，油水分离器应定期清理;喷嘴到基体金属表面的距离宜保持在100-300mm，喷射方向与基体金属表面法线的夹角应为15°;处理后应清除表面上的粉尘、碎屑和磨料。用铁砂喷射老钢闸门的重新防腐工程中尤为显著，且要保证氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已被清除干净。
在喷（抛）射清理完成之后应对表面预处理的质量进行检验，检验合格后方能进行金属热喷涂。热喷涂金属丝应光洁、无锈、无油、无折痕，直径宜为2.0-3.0mm，锌丝中锌的含量应不小于99.99%。金属热喷涂施工与表面预处理的间隔时间应尽可能缩短，在潮湿或工业大气等环境条件下，应在2h内喷涂完毕;在晴天或湿度不大的条件下，最长不应超过8h。热喷涂工艺应按以下要求执行：
1）喷涂用的压缩空气应清洁、干燥，压力不应小于0.4MPa。
2）喷嘴与基体表面的距离宜为100-200mm。
3）喷枪应尽可能与基体表面垂直，喷束中心线与基体表面法线之间的夹角最大不应超过450相邻喷幅之间应重叠1/3。
4）上下两遍之间的喷枪走向应相互垂真。
3、金属涂层质量检验
金属涂层外观应均匀一致，没有金属熔融粗颗粒、起皮、鼓泡、裂纹、掉块及其他影响使用的缺陷。本工程金属涂层厚度检验要求最小局部厚度不应小于设计规定厚度120um。金属涂层结合强度检验为破坏性试验，宜做抽检或做带样试验，采用切割试验法时，在方格形切样内无金属涂层从基底上剥离或剥离发生在涂层的层间而不是在涂层与基底界面处，则认为合格。出现金属涂层与基底剥离的现象则判定为不合格。采用拉开法进行结合强度定量测试时，结合强度应不低于3.5MPa或由供需双方商定。拉开法可选用拉脱式涂层附着力测试仪，检测方法应按仪器说明书的规定进行。
4、 金属热喷涂复合保护涂层及质量检验
金属喷涂厚度经过检查符合设计厚度后，应在任何冷凝发生之前进行涂料封闭。涂料涂装分二道环氧云铁防锈漆，二道浅灰色氯化橡胶面漆底漆、面漆组成。复合保护涂层的表面应均匀一致，无流挂、皱纹、鼓泡、针孔、裂纹等缺陷。本工程复合涂层的最小局部厚度不应小于设计规定的金属涂层厚度和涂料涂层厚度之和290um。复合涂层结合强度的检验应按切割实验法或者拉开法进行。
四、结语
钢闸门在使用过程中由于使用条件的不同，会发生不同形式不同程度的腐蚀，相应地应采取不同的防腐措施进行保护，以达到延长使用寿命和安全运行的目的。同时还要考虑技术可行性与经济合理性的有效结合，做的既经济合理又安全有效，充分发挥结构的使用效能。
参考文献
[1]《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T14173-2008.
作者介绍：胡晓志（1973-），男，大学本科，水利水电工程师，长期从事水利工程管理工作。
关键词： 钢闸门;防腐蚀;措施
水工钢闸门是水工建筑物的总要组成部分之一，是封闭水工建筑物的孔口，并能够按照需要全部或局部开启这些孔口，以调节上下游水位，泄放流量、灌溉、引水发电、通航、冰块或其它漂浮物等。水工钢闸门长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其他漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀，钢闸门的承载能力明显降低。由此提高钢闸门的防腐蚀技术是就显得非常重要，采用喷砂、喷锌防腐技术对水工钢闸门进行处理，能够提高钢闸门的防腐蚀能力。本文结合实例重点介绍该技术的基本要求、材料选择、施工工艺、质量检查等。钢闸门喷锌防腐技术是利用氧气、乙炔或电热源（大型工件采用电加热，中小型采用氧气、乙炔加热）通过压缩空气和专用工具（喷枪）将锌雾化超高速喷到金属表面，具有施工简单、投资少的特点，并且防腐效果十分明显。
一、工程概况
驷马山引江工程是以引江灌溉、滁河分洪为主，兼有航运、城镇供水等综合利用的大型水利工程。工程分布在皖东江淮丘陵地带，地跨安徽、江苏两省10个县市，规划灌溉面积365.4万畝，其中安徽350.4万亩，防洪效益40余万亩。襄河口闸枢纽是控制驷马山引江工程中上游灌区供水、渠化通航并排泄滁河上游洪水的综合利用工程，位于安徽省全椒县十字镇汊河行政村与和县石杨镇新桥行政村交界处，包括节制闸、船闸各一座，1970年10月动工兴建，1974年竣工。原来闸门分为深浅孔，深孔闸门型式为潜孔式钢筋混凝土平面滑动闸门，门体宽5.5m、高3.78m，共7孔。浅孔闸门型式为露顶式钢筋混凝土平面滑动闸门，门体宽5.5m、高4m，深、浅孔闸门支承均为胶木对特制瓷轨。2001年11月18日襄河口闸除险加固工程开工，2012年4月27日完工。更新为7扇露顶式平面定轮钢闸门，闸门尺寸（宽×高×厚）为5.02m×7.50m×0.40m，配QPQ2×100kN双吊点手电两用卷扬式启闭机。
由于上游水质较差，存在不同程度的污染，水工平面钢闸门在运行过程中长期接触各种侵蚀性介质，腐蚀比较严重，使用寿命缩短。期间对个别锈蚀位置用手工除锈后刷底漆和面漆，所以不能彻底解决闸门防腐的问题。在经过将近十五年的运行之后，闸门表面锈蚀面积逐渐加大，每年除锈刷漆的地方也并没有真正的起到防护作用，在整个钢闸门表面出现了不同程度的锈坑。
二、钢闸门腐蚀因素
（1）气候因案：钢结构水闸门水上部位易受日晒雨淋等的作用而发生腐蚀。
（2）应力和变形应力和变形越大，腐蚀越甚。
（3）水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异。
（4）水流速度：钢闸门受到水流及水中夹节的泥沙等磨粒处金属表面高速冲击，发生冲蚀磨损;同时，水体的流动使极化作用加强比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走，使腐蚀加快，所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。
（5）水生物：钢结构水闸门上：常见的生物腐蚀多为点状腐蚀坑，有时成片状连接，最大坑深可达2. 5mm。
（6）电偶腐蚀：钢结构水工钢闸门整体与相关不同材质等部件在潮湿环境和介质中形成异金属连接，而发生严重的电偶腐蚀。
三、钢闸门喷锌防腐技术
1.喷锌防腐原理
钢闸门喷锌使用的主要设备为压缩空气系统，氧气、乙炔系统，金属气喷枪及胶管等，是以喷枪中的压缩空气为原动力，在驱动装置推动下，锌丝通过喷嘴，在氧一乙炔焰的加热下，成为熔融体，借压缩空气使之雾化成微粒并喷射到工件上，形成热喷涂锌保护层。由于喷砂后的基体表面凹凸不平，散热收缩后的金属涂层能牢固地附在工件表面。镀锌层可以将钢闸门与水、空气隔离开来，防止钢闸门的腐蚀，因此喷锌对钢闸门具有很好的保护作用。
2.喷锌防腐施工工艺过程
根据节制闸原图纸要求：钢闸门表面喷锌防腐，喷锌厚度0.16mm，最小局部厚度不得小于0.12mm，外涂0.05mm环氧云铁防锈漆做封闭涂料，再涂0.08mm浅灰色氯化橡胶面漆。喷锌防腐工艺主要包括表面预处理、金属热喷涂、涂料涂装保护三个流程。首先就是表面预处理，金属结构在进行喷（抛）射清理除锈之前，应清除焊渣、飞溅、毛刺等附着物，并应用砂轮机对锐利的切割边缘进行处理，然后清洗结构表面可见的油脂及其他污物： 采用溶剂清冼，如使用汽油等溶剂擦洗表面，溶剂和抹布应经常更换。清洗后应用洁净淡水冲洗2～3遍，并应做干燥处理。喷（抛）射清理后，闸门表面清洁度等级不低于GB8923中规定的Sa2 1/2级，表面粗糙度Rz值根据实际涂层类别选择，本工程为金属热喷涂，粗糙度Rz值取600-100um，具体取值可根据涂层类别按下表选定。
喷（抛）射清理用磨料分为金属磨料和非金属磨料，本工程选用0.5-1.5mm铁砂干式喷射清理方式。干式喷射清理所用的压缩空气应经过冷却装置及油水分离器处理，油水分离器应定期清理;喷嘴到基体金属表面的距离宜保持在100-300mm，喷射方向与基体金属表面法线的夹角应为15°;处理后应清除表面上的粉尘、碎屑和磨料。用铁砂喷射老钢闸门的重新防腐工程中尤为显著，且要保证氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已被清除干净。
在喷（抛）射清理完成之后应对表面预处理的质量进行检验，检验合格后方能进行金属热喷涂。热喷涂金属丝应光洁、无锈、无油、无折痕，直径宜为2.0-3.0mm，锌丝中锌的含量应不小于99.99%。金属热喷涂施工与表面预处理的间隔时间应尽可能缩短，在潮湿或工业大气等环境条件下，应在2h内喷涂完毕;在晴天或湿度不大的条件下，最长不应超过8h。热喷涂工艺应按以下要求执行：
1）喷涂用的压缩空气应清洁、干燥，压力不应小于0.4MPa。
2）喷嘴与基体表面的距离宜为100-200mm。
3）喷枪应尽可能与基体表面垂直，喷束中心线与基体表面法线之间的夹角最大不应超过450相邻喷幅之间应重叠1/3。
4）上下两遍之间的喷枪走向应相互垂真。
3、金属涂层质量检验
金属涂层外观应均匀一致，没有金属熔融粗颗粒、起皮、鼓泡、裂纹、掉块及其他影响使用的缺陷。本工程金属涂层厚度检验要求最小局部厚度不应小于设计规定厚度120um。金属涂层结合强度检验为破坏性试验，宜做抽检或做带样试验，采用切割试验法时，在方格形切样内无金属涂层从基底上剥离或剥离发生在涂层的层间而不是在涂层与基底界面处，则认为合格。出现金属涂层与基底剥离的现象则判定为不合格。采用拉开法进行结合强度定量测试时，结合强度应不低于3.5MPa或由供需双方商定。拉开法可选用拉脱式涂层附着力测试仪，检测方法应按仪器说明书的规定进行。
4、 金属热喷涂复合保护涂层及质量检验
金属喷涂厚度经过检查符合设计厚度后，应在任何冷凝发生之前进行涂料封闭。涂料涂装分二道环氧云铁防锈漆，二道浅灰色氯化橡胶面漆底漆、面漆组成。复合保护涂层的表面应均匀一致，无流挂、皱纹、鼓泡、针孔、裂纹等缺陷。本工程复合涂层的最小局部厚度不应小于设计规定的金属涂层厚度和涂料涂层厚度之和290um。复合涂层结合强度的检验应按切割实验法或者拉开法进行。
四、结语
钢闸门在使用过程中由于使用条件的不同，会发生不同形式不同程度的腐蚀，相应地应采取不同的防腐措施进行保护，以达到延长使用寿命和安全运行的目的。同时还要考虑技术可行性与经济合理性的有效结合，做的既经济合理又安全有效，充分发挥结构的使用效能。
参考文献
[1]《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T14173-2008.
作者介绍：胡晓志（1973-），男，大学本科，水利水电工程师，长期从事水利工程管理工作。