段立輝

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局 烏魯木齊）

一、引言

水工建筑物的鋼閘門是水利水電工程的重要組成部分。因閘門長期處于干濕交替、浸沒水下及高速水流和沖刷等惡劣環(huán)境中，受到各種水質(zhì)、溫度及水生物的侵蝕，以及泥沙、冰凌和其他漂浮物的沖擊摩擦，導(dǎo)致鋼材發(fā)生腐蝕。隨著鋼鐵材料腐蝕程度的增加，鋼閘門結(jié)構(gòu)的承載能力降低，嚴(yán)重時(shí)將威脅到閘門的安全運(yùn)行。因此，經(jīng)常檢查鋼閘門金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕情況，采取適當(dāng)防腐蝕措施，確保水工建筑物安全運(yùn)行，延長鋼閘門的使用年限是一項(xiàng)十分重要的工作。

二、工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

新疆恰甫其海電站和山口電站分別于2005年、2009年相繼投入運(yùn)行，2座水電站中發(fā)電洞、泄洪洞、排沙洞、溢流表孔共計(jì)設(shè)置19扇水工鋼閘門。經(jīng)多年運(yùn)行，鋼閘門普遍存在局部腐蝕現(xiàn)象，這主要和閘門防腐維修工藝和所處惡劣環(huán)境有關(guān)。鋼閘門腐蝕中95%以上的腐蝕部位分布在工地焊縫，并且腐蝕部位會不斷擴(kuò)散，使工地焊縫周圍出現(xiàn)銹凹且銹凹越來越深。工地焊縫腐蝕的主要原因如下。

工程施工現(xiàn)場工地焊縫防腐工藝不規(guī)范、缺少專業(yè)防腐隊(duì)伍、施工環(huán)境及趕工期所致。一般施工現(xiàn)場，鋼閘門焊接完畢經(jīng)無損探傷合格后，由現(xiàn)場工人涂刷2道與閘門相同顏色的涂料即結(jié)束，這恰恰是閘門焊縫容易銹蝕的主要原因。僅有少數(shù)閘門受外界撞擊、摩擦等損壞了防腐涂層，引起局部銹蝕。一般這些鋼閘門上所有腐蝕面積，僅占鋼閘門體總面積的4%，如果這4%腐蝕面積長期未得到有效維修，將影響閘門的安全運(yùn)行。

如果為了這4%腐蝕面積對整扇閘門進(jìn)行防腐維修，將投入大量費(fèi)用。雖然原來腐蝕部位已得到解決，但因施工現(xiàn)場環(huán)境受限，原來完好部分的防腐涂層再次處理后，質(zhì)量未必比之前好。這樣不僅提高了鋼閘門運(yùn)行維護(hù)成本，質(zhì)量也得不到保證。因此對閘門工地焊縫進(jìn)行局部防腐維修，不僅可以有效解決閘門腐蝕問題，同時(shí)大大節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。2014年新疆恰甫其海電站和山口電站首次對鋼閘門焊縫進(jìn)行了防腐維修，鋼閘門焊縫腐蝕情況見圖1~圖3，相關(guān)檢測見表1。

圖1 閘門面板工地焊縫腐蝕情況

圖2 閘門工地焊縫腐蝕情況

三、防腐維修技術(shù)

金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕的方法很多，而水工機(jī)械設(shè)備一般采用涂料防腐、噴鋅（鋁）與涂料聯(lián)合防腐、外加直流電陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合防腐等。鑒于金屬構(gòu)件防腐工程腐蝕狀況、腐蝕環(huán)境及水質(zhì)等情況；結(jié)合現(xiàn)行防腐蝕技術(shù)和腐蝕理論完善為基礎(chǔ)，對以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以分析、認(rèn)識和整理，參考國內(nèi)、外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來制訂一個(gè)先進(jìn)的、切合實(shí)際情況、行之有效的防腐技術(shù)方案，可以提高鋼閘門的防腐維修質(zhì)量，延長其使用壽命有著重大的意義。以新疆恰甫其海電站和山口電站鋼閘門防腐維修為例（表2），采用噴鋅與涂料聯(lián)合防腐方法，其防腐工藝流程為：鋼結(jié)構(gòu)人工及動力工具除銹→檢查合格→熱噴鍍鋅第一層→中間驗(yàn)收合格→涂刷封閉底漆環(huán)氧云鐵第二層→檢查合格→中間驗(yàn)收合格→涂刷中間漆環(huán)氧富鋅第三層→中間驗(yàn)收合格→涂刷面漆銀灰色氯化橡膠第四層→驗(yàn)收合格→竣工移交。

圖3 閘門面板焊縫兩側(cè)腐蝕坑

圖4 閘門焊縫防腐維修后

1.材料管理

金屬結(jié)構(gòu)防腐維修實(shí)施前首先估算本工程材料用量、產(chǎn)地規(guī)程、型號及費(fèi)用。對材料供應(yīng)廠家的每批材料、每個(gè)品種都要全面驗(yàn)收，做好材料驗(yàn)收記錄并存檔備查。按計(jì)劃準(zhǔn)備足夠的施工材料，采取切實(shí)可行的材料供應(yīng)措施，絕對不能因材料貨源不足或供應(yīng)運(yùn)輸不及時(shí)而延誤工期。

表1 閘門腐蝕狀況檢測 mm

表2 閘門防腐維修方案

2.表面預(yù)處理

噴砂機(jī)主要采用壓縮空氣為動力，形成高速噴射束將噴料高速噴射到被需要處理金屬表面，使金屬表面的機(jī)械性能發(fā)生變化，由于磨料對金屬表面的高速沖擊和切削作用，使金屬的表面獲得一定清潔度和不同的粗糙度，使金屬表面的機(jī)械性能得到改善，因此提高了金屬的抗疲勞性，增加了金屬表面與涂料之間的附著力，延長了涂層的耐久性，把工件表面的雜質(zhì)、焊渣、飛濺及氧化層消除，并清洗基體金屬表面可見的油脂及其他污物。

噴射用的壓縮空氣，必須經(jīng)過冷卻裝置及油水分離器進(jìn)行處理，以保證壓縮空氣燥無油，空氣壓壓力0.4～0.6 MPa。噴射過程中通過調(diào)整噴射壓力、角度、時(shí)間及噴射物粒徑等，可以得到金屬表面不同等級的清潔度和粗糙度，閘門防腐維修過程中一般清潔度為Sa2.5級，噴射處理后，表面粗糙值，對于涂料防腐Ry應(yīng)在40～70 μm， 對于熱噴金屬防腐Ry應(yīng)在 60～100 μm。噴射除銹時(shí)，施工環(huán)境相對濕度≤85%，金屬表面溫度應(yīng)高于氣露點(diǎn)3℃以上，噴射前應(yīng)對不涂裝部位進(jìn)行遮蔽保護(hù)措施。

3.熱噴鋅

金屬表面預(yù)算經(jīng)檢查合格后，應(yīng)盡快進(jìn)行涂覆，其間隔時(shí)間可根據(jù)環(huán)境條件，一般4～8 h?；鹧鎳姌尯碗娀姌尪伎梢杂娩\線材進(jìn)行金屬加工，線材尺寸為Φ3 mm；為了減少金屬涂層的孔隙率，要求噴槍的移動方向交叉。由于鋅的沉積率高，所在要求槍的移動速度比一般的要快一些；使用電弧噴槍要特別防止光污染對眼睛和身體的損害，還注意噪聲對雙耳的嚴(yán)重?fù)p害，工作人員必須采取有效防護(hù)措施。

4.涂裝工藝

各層涂料防腐間隔時(shí)間，應(yīng)在前一道漆膜達(dá)到表干后才能防腐下一道涂料，具體間隔時(shí)間可按作料使用說明書規(guī)定進(jìn)行。涂料涂裝須在氣溫5℃以上進(jìn)行，涂裝現(xiàn)場保持通風(fēng)良好，遇潮濕或塵土飛揚(yáng)、烈日暴曬等情況應(yīng)采取有效措施，否則停止進(jìn)行。在空氣相對溫度超過85%或鋼村表面溫度未高于大氣露點(diǎn)3℃以上時(shí)，不得進(jìn)行涂裝作業(yè)。涂裝過程中對每一道涂層均應(yīng)進(jìn)行濕膜、干膜外觀檢查和濕膜厚度檢查；涂裝結(jié)束漆膜固化后，應(yīng)進(jìn)行干膜厚度的測定、附著性能檢查。濕膜外觀不得有曳尾、縮孔縮邊、起泡、噴絲、發(fā)白失光、浮色、流掛、滲色、咬底、皺皮等；干膜不得有白化、細(xì)裂、龜裂、回粘、剝落以及脫皮等現(xiàn)象。

四、質(zhì)量驗(yàn)收

1.涂層外觀檢驗(yàn)

用目測法檢驗(yàn)噴鋅層和油漆層的處觀，噴鋅層表面應(yīng)有均勻的外觀，無剝落、無裂縫、無燒灰、無熔滴；不能有起皮、鼓泡、粗顆粒、裂紋、掉塊現(xiàn)象出現(xiàn)。油漆表面不能有流掛、鼓泡、皺紋、龜裂、泛白、漏涂等缺陷。

2.涂層厚度檢測（表3）

表3 防腐涂層檢測

防腐涂層厚度測量，第一測點(diǎn)應(yīng)取3次讀數(shù)，其中每次讀數(shù)的位置相距25～75 mm，取3次讀數(shù)的算術(shù)平均值為此點(diǎn)的測定值；取點(diǎn)應(yīng)注意分布的均勻性、代表性，85%以上測點(diǎn)的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

3.涂層附著力檢驗(yàn)

熱噴涂層檢驗(yàn)，用刀刃間距3 mm的劃格器的金屬涂層上劃出一個(gè)外形尺寸15×15 mm的膠帶拉開，檢查金屬涂層是否被膠帶粘起而剝離基體，金屬涂層的任何部分都沒有和基體剝離為合格。油漆涂層檢驗(yàn)當(dāng)油漆厚度＞120 μm時(shí)，在漆層上劃兩條夾角為60°的切割線，用布膠帶粘牢劃口部分，然后沿垂直方向快速撕起膠帶，漆層應(yīng)無剝落。當(dāng)漆膜厚度≥120 μm時(shí)，可用劃格法檢查。

五、結(jié)束語

水工建筑物的鋼閘門是水利水電工程的重要組成部分，大部分已建工程閘門存在的普遍問題是工地焊縫銹蝕。隨著鋼鐵材料腐蝕程度的增加，降低了鋼閘門結(jié)構(gòu)的承載能力，嚴(yán)重時(shí)將威脅到閘門的安全運(yùn)行。因此，對鋼閘門工地焊縫局部防腐維修，不僅節(jié)省閘門的運(yùn)行維護(hù)成本，還可以解決鋼閘門銹蝕問題，延長鋼閘門的使用年限是一項(xiàng)十分重要的工作。