水利工程溢洪道钢闸门防腐处理的研究与应用

 张伟超

（中国水电建设集团国际工程有限公司，北京  100044）

摘  要：为确保钢闸门的安全运行，对在役闸门的主要构件的锈蚀量进行检测，并对钢闸门重锈蚀部位锈蚀量和锈蚀速率进行分析。针对具体工程的钢闸门防腐项目，通过分析研究，提出了钢闸门防腐处理的材料选择、施工工艺、质量控制等具体方法，并应用于实际工程。结果表明，该方法具有可行性和合理性。

关键词：钢闸门；锈蚀率；防腐：施工 DOI:10. 13206/j.gjg201604024

1  概  述

 大多数水利工程中的钢闸门在运行多年后会出现腐蚀现象，腐蚀的主要表现为锈皮泛起、局部密布锈坑等。腐蚀减小了构件的截面面积，使得截面应力提高，削弱了结构的强度及刚度。腐蚀对水利工程中钢闸门的运行安全构成了严重威胁。为了确保闸门的安全运行，必须及时检测现役钢闸门的腐蚀现状，根据测试的腐蚀结果进行分析，给出诊断结论并进行合适的工程处理。由于水利工程中钢闸门的应用很普遍，相应的闸门安全性保障工作具有十分重要的意义。

2水工钢闸门腐蚀分析

某水利工程溢洪道闸门为潜孔式平面定轮钢闸门，已运行15年后，闸门锈蚀情况严重，为延长闸门的使用寿命，保证闸门的安全运行，决定采用高压喷砂除锈、喷涂锌层保护和重涂防腐涂料封闭的方法进行彻底的防腐处理。由于钢闸门长时间浸水，在于湿交替、高速水流、水生物腐蚀等恶劣环境下工作，造成电化学腐蚀的发生。随着工业化进程，大量工业废水和生活污水排入河道及湖泊，使地表水系遭到严重污染，水体中酸、碱、盐及某些有机物等污染物质增加，加速了水工钢闸门的电化学腐蚀效应和腐蚀速率。通过对闸门进行外观检查发现，1号闸门节间联接销轴有一处大头端盖开裂，止水联接螺栓多数较重或严重锈蚀，闸门表面分布有很多锈坑，如图1所示。

 通过对1～3号闸门主要构件的锈蚀量进行检测，以及对检测数据进行整理，3扇闸门锈蚀量分布见表1，构件局部严重锈蚀部位锈蚀量和锈蚀速率的平均值见表2。

3  防腐施工材料

 钢闸门除锈使用12~14号金刚砂，该材料具有颗粒均匀、粒径大小及硬度适宜，除锈效果好，施工中产生的尘雾较小等优点。此外，为更好地做好防尘、防污染措施，保证施工现场的环境，工程开工前使用聚乙烯袋、彩条布、厚帆布、彩条布等对构件进行防尘、防护处理。喷涂锌材采用纯度为99. 99%的锌丝，锌丝光洁、无油、无折痕，直径为2.0~3.0 mm。防腐涂料选用KY - 2091，为重型防腐涂料。

4  防腐工程施工

4.1  防腐施工工艺

搭设施工脚手架及防护设施→金属结构表面预处理→质量检查→喷涂锌→质量检查→封闭涂漆→质量检查→验收。

压缩空气采用木炭过滤等方法进行处理，使得压缩空气干燥性和纯洁度均能够满足施工要求。施工严格按SL 105-95《水工金属结构防腐蚀规范》要求进行，在雨天及空气湿度大于规定的时段暂停施工。喷砂除锈压力一般为0. 65~0.75  M Pa；喷锌压力为0.5~0. 65 M Pa。喷锌施工环境温度均大于10 0C，空气相对湿度不超过85%，施工期内天气晴朗。喷锌施工时，在横向和竖向分别交错均匀喷涂1～2遍；防腐涂料封闭时，在大面积部位用涂刷方法，在边角和深缝部位采用喷涂方法。

水封要求使用合格产品、水封打孔要求位置准确，孔位偏差小于2 mm、水封接头应采用生胶热压等方法胶合，胶合接头处不得有错位、凹凸不平和疏松现象热压处理、压板要求进行喷锌处理、水封在蓄水前一次性调试完毕，并达到SL 105-95要求。

4.2  施工质量控制

钢闸门防腐处理的质量控制主要包括3孔溢洪闸门的除锈检查验收、热喷涂锌层厚度检测、防腐涂层的厚度检测及检查、水封更换检查验收。

 喷砂除锈彻底清除结构表面的油漆涂层、铁锈、氧化皮、油脂、污垢等附着物，使闸门表面露出原金属光泽，且有一定的粗糙度，达到规范GB 8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2.5级，表面粗糙度值应在60～100μm的范围之内。根据现场施工的进度，每扇溢洪闸门分为面板、主梁、纵梁和小次梁，每个部分作为一个施工单元进行喷砂除锈和喷锌工作。为保证施工连续性，对每个施工单元均要求一次性完成喷砂除锈工作，清理洁净后再转入喷锌工序。喷砂除锈现场检查验收主要采用目测方式，为避免喷砂除锈时间过长导致已除锈部位部分返锈，对每个施工单元在喷锌进行前12 h已完成除锈的部分均要求进行复喷除锈处理。

 检查结果表明，3孔溢洪闸门的表面光洁度和粗糙度均能满足要求，涂层表面应均匀无杂物、起皮、鼓泡、孔洞、凹凸不平、粗颗粒、掉块及裂纹等缺陷，除锈效果理想。 

热喷涂锌层和封闭涂料层用磁性测厚仪检测厚度，其布点按照施工要求，每个验收单元现场实地测量，每平方米不少于2个点。为保证检测数据的可靠性，每检测200个点后，对测厚仪校核一次。涂层厚度测量和结合性能满足SL 105-95要求。

 1～3号闸门喷锌层测点为500个、封闭漆及面漆测点均为300个，各层厚度及合格率统计见表3-表5。

4.3  防腐工程施工进度

闸门防腐处理及水封更换工程施工总工期27 d，其中前期准备工作5d（主要是施工设备安装、现场设施保护及水封拆除工作），现场拆除和清理2d，水封安装调试10 d，累计附加工期约17 d，实际的除锈、喷锌工期10 d（刷漆与水封安装交叉进行）。

5  结束语

 3扇潜孔式平面定轮钢闸门的现场防腐处理，其防腐材料、配套体系、涂装工艺等均满足相关规范要求。运行效果方面，涂层抗冲能力、附着力和耐腐蚀性强，达到长效防腐的目的。通过钢闸门现场防腐措施的运用，提高了运行单位的防腐蚀水平，为水工钢结构防腐蚀积累了丰富的经验。