探讨水利枢纽工程中金属结构的防腐蚀技术

探讨水利枢纽工程中金属结构的防腐蚀技术

汤逸云

中国水利水电第四工程局有限公司 海南省万宁市 571541

摘要：水利枢纽工程中的拦污栅、闸门等金属结构因运行工况复杂，同时受到所在环境介质的影响，在使用期间容易因微生物、电化学、摩擦等作用，出现腐蚀破坏的情况。运用防腐蚀技术有助于提升金属结构物的防腐蚀性能，有效将使用寿命延长，提高水利枢纽工程经济效益。本文首先探讨了水利枢纽工程金属结构腐蚀情况的影响因素，而后对防腐蚀技术应用过程中的重点操作事项进行分析，以期为水利枢纽工程项目制定与实施防腐蚀方案予以支持，从而实现对金属结构的有效保护。

关键词：水利枢纽工程；金属结构；防腐蚀技术

水利枢纽工程中建设的金属结构长时间受到特殊作业环境的影响，所用的金属材料容易出现腐蚀受损的情况。以此造成构件截面面积不断缩减，结构的刚度、强度持续下降，可能导致水利枢纽的正常功能受到影响，增加维护成本，降低运行效益与效率。因此，项目建设时需要明确水利枢纽工程中的防腐蚀要求，围绕金属结构有效使用防腐保护技术，避免结构的物理性能过多地受到外部环境以及作业工况的影响。

1水利枢纽工程中金属结构腐蚀影响因素

1.1金属内部因素

其一，金属表面存在不均匀的物理状态。制作金属结构时，需要采用焊接、冲压以及弯折加工处理工艺，应力集中处容易发生腐蚀的情况。表面受热不均形成的温差也会使金属各处产生电位差。其二，金相组织存在不均匀性。晶间腐蚀是顺沿金属晶粒的分界面逐步向内部扩展的腐蚀现象，引发原因包括晶界存在杂质、晶粒内部与表面在化学成分方面存在差异性等。其三，化学成分存在的不均匀性。

1.2大气环境因素

其一，相对湿度。若水利枢纽工程所在区域降水丰富，湿度较高，金属表面产生厚度较大的水膜，可能会加快腐蚀速度。其二，大气污染物。SO2对于金属腐蚀的影响最为显著。其三，气温。气温通过影响水膜中盐类物质与腐蚀性气体的溶解度、水蒸气凝聚等活动，加速金属腐蚀[1]。其四，固体尘埃。组成成分复杂的灰尘颗粒也会加速金属结构腐蚀，如氮化物、硫酸盐、碳化物以及沿海区域的海盐颗粒。其主要通过自身具有的腐蚀性、吸附腐蚀物质等来影响结构的腐蚀情况。

1.3水环境因素

其一，水中溶解成分。金属结构腐蚀会受到水中含盐量的影响。其二，溶氧。除了酸性相对较强的水体之外，氧的消耗量、溶氧量与腐蚀速度之间保持正比的关系。其三，水温。氧扩散系数会随水温上升而升高，导致溶解氧接触金属表面，增强了去极化作用，造成金属结构以更快的速度被腐蚀。其四，水中生物。金属结构上粘附生物后，构件表面遮盖呈现出不均匀的特点，同时厌氧菌进行繁殖活动，附着生物死亡并发生腐烂后会生成硫化氢，以此构成腐蚀条件。其五，水污染。水利枢纽工程附近的化工厂排放的污染物不仅污染了水体环境，也加重了金属结构腐蚀问题。

2水利枢纽工程中金属结构的防腐蚀保护技术的应用要点

2.1预处理

在预处理环节中，应确保空气相对湿度处于85℃以下。尽量在封闭车间中完成涂装施工，若露天施工，不可选取高温、降露、雪、雨天气完成涂装作业。

喷射前，需要将金属结构上残留的飞溅、焊渣等附着物去除，将毛刺、焊疤等处磨平，洗去油脂等污物。磨料需要保持干燥、清洁，根据涂层类别、除锈方法、锈蚀程度与金属结构材料类别来选择磨料。不可选取河砂作为磨料，磨料必须符合粉尘少、不易出现破裂与环保方面的要求。运用油水分离器与冷却装置处理压缩空气，使其符合无油、干燥的要求。如果涂装前发现经过喷射处理的金属结构出现返锈现象或者遭到污染，应通过正确的处理方法使其符合清洁度要求。

2.2涂装

采用油漆涂装技术使薄膜牢固地附着于结构表面，可有效隔离外部日光、油料、水分与空气，减轻外部侵害给金属结构的影响，预防金属锈蚀。选取防腐涂料时，需严格评定生产厂家的产品质量水平、管理水平与经济指标，并确保面漆、中漆、底漆选用的是同一个厂家的涂料产品，从而实现配套运用[2]。面漆必须具有良好的耐水性、耐候性、耐蚀性能；中间漆应当具备较强的耐蚀性能，并可对面漆、底漆间的结合力进行有效增强；底漆需要符合防蚀性能与附着力方面的要求。若开桶后发现表面有漆皮，需要将其揭掉，并均匀搅拌与过滤。使用前，可对其进行倒置，以免其中出现过多沉淀结块。

涂装前，需要针对待处理的金属结构表面的粗糙度、清洁度与预处理情况展开检查。检测工件表面温度、天气情况与温湿度。涂装与预处理之间不宜相隔过长时间。当前一层漆膜处于表干状态后可涂装下一道涂料。

采用高压无气喷涂技术，技术参数见表1：

表1 高压无气喷涂的主要参数

对于边角与焊缝部位可通过刷涂的方式完成首道施工。涂装期间，需要及时对干膜、湿膜外观进行检查，检测涂膜厚度。完成涂装后，需有效维护漆膜。漆膜固化之前不可使其被踩踏、暴晒、雨淋。吊运期间，尽量不使涂层遭受损伤，发生损伤后应尽快予以修补。

2.3金属热喷涂保护技术

选用的金属丝需满足没有折痕、没有油脂、没有锈蚀、表面光洁的基本要求，直径应为3.0mm或者2.0mm。涂装前期，抽检金属丝的直径、纯度与成分，其含锌量应超过99.99%。为封闭金属涂层选取涂料时，应确保其可以和金属喷涂层有效相容；处于水环境中可保持良好的耐蚀性；粘度不高，可以向涂层空隙中渗入[3]。可选择火焰喷涂或者电弧喷涂工艺。确定热喷涂层还存在一定的余温时封闭涂料，通过喷涂工艺来处理首道封闭涂料。若因碰撞等因素而损伤局部喷涂层时，需运用原工艺实施修补。

2.4评定涂料保护质量

在外观检查环节中，查看漆膜及表面的均匀程度，是否存在裂纹、针孔、鼓泡、褶皱、流挂等缺陷情况，面漆颜色是否符合相关要求。等待涂膜进入固化状态后，借助涂层测厚仪来测定干膜的厚度。通过针孔检测仪来全面检查厚浆型涂料，若存在针孔，应当进行打磨处理后实施补涂。面对受损漆膜，可借助砂布、钢丝刷、刮刀、砂轮机来清除杂物与铁锈，而后通过压缩空气或者毛刷吹净杂物，补涂底漆与面漆。

3结论

在水利枢纽工程中构建的金属结构长时间处于干湿交替的环境中，面临严重的腐蚀问题。若金属结构出现各种类型的腐蚀现象，截面均匀性将随之减弱，局部构件将出现锈坑，造成应力集中的问题，结构无法保持应有的承载力，严重影响了金属结构的安全性。可遵循等效防腐的原则，结合结构的维护管理、运行与使用环境等条件，合理选用涂料，正确完成预处理、涂装、金属热喷涂保护等环节的操作，严格把控防腐保护质量。

参考文献

[1]王满想,郑宏杰,赵荣生,等.黄藏寺水利枢纽工程引水压力钢管安装质量控制[J].人民黄河,2023,45(S2):10-11+13.

[2]王国鹏,穆文勇.抗冻融不分散混凝土和环氧防腐涂料在万家寨水利枢纽尾水闸墩修补中的应用[J].大坝与安全,2020,(02):65-68.

[3]蒋天元.基于水利水电工程金属结构腐蚀分析与防腐措施控制研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(03):151-153.