一、背景

鋼閘門以其自重相對較輕、工作可靠性較高等優(yōu)點而在水利工程中得到普遍應(yīng)用，但鋼閘門容易被腐蝕，腐蝕對鋼閘門而言，其危害不僅限于有效截面的均勻削弱，使之過早地報廢，造成大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會產(chǎn)生局部銹坑，引起應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，促使結(jié)構(gòu)脆斷，釀成突發(fā)工程事故，夢能科技在鋼閘門腐蝕問題作一初步探討。

二、鋼閘門腐蝕的特征與原理

2.1 工鋼閘門腐蝕的特征

鋼閘門的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，同時伴有機(jī)械、物理、化學(xué)或生物作用；鋼閘門的腐蝕往往不是均勻腐蝕，鋼閘門表面各部位的腐蝕程度一般也不相同，最容易腐蝕和腐蝕最迅速的部位是鋼閘門的底部及鋼閘門水位變化區(qū)或浪濺區(qū)。

2.2 鋼閘門腐蝕的原理

一般地說，河道內(nèi)的水都可視為電解質(zhì)溶液，閘門鋼板內(nèi)也含有金屬或非金屬的雜質(zhì)，當(dāng)鋼閘門處于水中時，閘門表面各部位電位有差異（雜質(zhì)的電位一般較高），加上外界因素（如結(jié)構(gòu)表面狀態(tài)、電解質(zhì)離子濃度、溶解氣體的濃度、水流速度等）的綜合作用，就會形成許許多多的微腐蝕原電池，原電池反應(yīng)中，電位相對較低的陽極區(qū)鐵不斷失去電子，以水化離子的形式溶解于水， 水下部分閘門鋼板就逐漸被腐蝕， 鋼閘門水面以上部位的腐蝕則主要是由于發(fā)生了吸氧或析氫電化學(xué)腐蝕。

三、影響鋼閘門腐蝕速度的主要因素

制作閘門的鋼材品種區(qū)別：在普通碳素鋼中加入含量不多的錳、釩等合金元素，不但能提高鋼材的強(qiáng)度，對增強(qiáng)鋼的抗腐蝕性能也有一定的幫助，五年大氣曝曬試驗結(jié)果表明，16錳鋼比3號鋼的腐蝕速度慢20%~38%。

鋼閘門表面的干濕交替變化影響：鐵在水中的腐蝕速度決定于氧氣在水中的濃度，一般來說，水里溶解的氧氣越多，鐵就越容易被腐蝕， 閘上下游水位通常是變化的，特別是沿海水閘或感潮河段上的水閘，這使得鋼閘門的部分區(qū)域常處于干濕交替狀態(tài)，該區(qū)域鋼閘門表面潮濕，常常吸附著一層水膜，水膜厚度（1微米）適宜， 導(dǎo)電性能極好， 吸附溶解氧氣、二氧化碳等的能力最強(qiáng)，這就具備了吸氧或析氫電化學(xué)腐蝕發(fā)生的良好條件，所以該部位鋼板腐蝕就較為強(qiáng)烈。

周圍環(huán)境中腐蝕介質(zhì)的作用：海邊鹽霧大氣、工業(yè)廢氣（氯氣、硫的氧化物等）、水體中有腐蝕 性酸或堿（混酸或酸堿交替的水更具腐蝕性）以及含有可溶性鹽（如氯化鹽、硫酸鹽等），這些都可能會加劇閘門鋼板表面的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)。

過閘水流的長期作用：一方面，當(dāng)受鋼閘門阻擋而呈孔流泄水時，快速水流持續(xù)地強(qiáng)烈沖刷磨損鋼閘門，有的還會發(fā)生空蝕，致使原有防腐涂層被破壞，從而加快鋼閘門腐蝕速度，這在含沙量大的河道上更為嚴(yán)重’另一方面，水的流動增加了氧的溶解量和電解質(zhì)溶液中離子擴(kuò)散速度，腐蝕產(chǎn)物也較易被沖走，這也加快了鋼鐵的腐蝕速度，試驗發(fā)現(xiàn)，一個月內(nèi)鐵在海水中減少36克/平方，而在流水中減少161克/平方，足見水流的作用對鋼板腐蝕速度影響之大。

其它，鋼閘門制作殘余應(yīng)力的存在也會加速鋼板的腐蝕，殘余應(yīng)力越大，鋼板越易被腐蝕；防腐層破壞的鋼閘門得不到及時維護(hù)，腐蝕速度會越來越快；閘門細(xì)部結(jié)構(gòu)（如鋼閘門底緣）形式也會影響鋼閘門的腐蝕速度!

四、鋼閘門采用冷噴鋅防腐方案

如前所述，鋼閘門腐蝕是不可避免的，但我們可以采取措施，提高鋼閘門的防腐性能，減緩閘門鋼板的腐蝕速度! 鋼閘門的防腐方法有多種，如涂裝防腐層、 電化學(xué)保護(hù)法、加貼耐腐蝕的復(fù)合材料（如不銹鋼薄板、玻璃鋼）或幾種方法聯(lián)合保護(hù)等! 防腐蝕方案應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境、運行工況、維護(hù)管理條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素綜合考慮，對污染比較嚴(yán)重的，還需進(jìn)行專門試驗論證!目前采用冷噴鋅材料為作防腐涂層仍是 水工鋼閘門防腐常用的、也是比較成熟的一種方法。

4.1 冷噴鋅涂料介紹

冷噴鋅涂料又叫鍍膜鍍鋅、冷噴鋅，是由經(jīng)過原子法處理的超細(xì)鋅粉、樹脂以及揮發(fā)性溶劑等組成的單組分產(chǎn)品。其中鍍層的鋅含量高達(dá)96%，鋅粉純度在99.99%以上，鋅粉粒度3-6μm，造就了冷噴鋅漆鍍層對鋼材優(yōu)異防腐蝕性能。

冷噴鋅涂裝方式把鋅粉鍍覆在基材表面上的一種材料保護(hù)技術(shù)，是在常溫自然條件下就可達(dá)到熱鍍鋅、噴鋅、噴鋁的防銹效果的新型防腐工藝。 其防腐原理和熱鍍鋅一樣，具有陰極保護(hù)和屏障式保護(hù)雙重作用。

4.2 冷噴鋅涂料特性

冷噴鋅涂料的防銹效果：具有陰極保護(hù)和屏障式保護(hù)雙重作用。

陰極保護(hù)作用：冷噴鋅不同于一般的涂料，其干膜含有96%以上的純鋅，能夠為鋼鐵提供很好的陰極保護(hù)。即使在很苛刻的環(huán)境中，仍能長效保護(hù)鋼鐵表面。防腐性能可以與熱鍍鋅相媲美，甚至優(yōu)于熱鍍鋅。

屏障式保護(hù)作用：當(dāng)冷噴鋅涂料被氧化時，會在涂料表面產(chǎn)生一層鋅鹽層來提供屏障保護(hù)。同時冷噴鋅涂料中的粘合劑也提供一層附加的屏障保護(hù)鋼閘門，從而減緩鋅的氧化。所以冷噴鋅涂料的防腐蝕性能優(yōu)于噴鋅(鋁)、熱鍍鋅及其他富鋅涂料。

操作簡單、使用方便的單組份富鋅涂料：與雙組份、三組份的涂料相比，沒有使用前繁瑣的混合工序，沒有涂料使用的時間限制。

4.3 冷噴鋅產(chǎn)品配套

冷噴鋅可以應(yīng)用在鋼閘門防腐時單獨使用，也可以與其他防腐涂料配套使用，由于冷噴鋅漆含有大量的鋅粉，冷噴鋅漆涂膜中有很多空隙，直接上面漆時易出現(xiàn)氣泡，因此要采用夢能冷噴鋅封閉底漆后，才可復(fù)涂重防腐涂料。

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五、閘門表面處理

防腐施工質(zhì)量不好， 會直接導(dǎo)致防腐涂層提前失效，縮短鋼閘門防腐維修周期和正常使用年限! 因此需要在防腐施工時對一些重要環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量控制和工藝優(yōu)化!

噴射清理：噴涂冷噴鋅前，最好選擇以機(jī)械除銹(噴砂、拋丸等)的辦法。使閘門鋼材表面清潔度達(dá)到ISO8501-1的Sa2.5級，相當(dāng)于GB8923的Sa2.5級。它的文字定義為：“鋼材經(jīng)過機(jī)械除銹后，表面無油、無銹、無氧化皮及其他的污物，或僅留輕微的痕跡；95%鋼材表面受到鋼丸(砂)沖擊，露出金屬的光澤?！?對于閘門表面處理質(zhì)量的另一個重要指標(biāo):粗糙度，夢能冷噴鋅材料在施工時要求平均粗糙度 Ra=12.5μm，即粗糙度Rz=55～75μm。如果冷噴鋅作為單道涂層時，表面粗糙度可控制在Rz=40～60μm，以保證涂層的厚度；在冷噴鋅表面復(fù)涂重防腐涂料時為保證整個閘門涂層附著力，閘門鋼材表面粗糙度Rz應(yīng)大于60μm。