谷傳偉，朱思思，王占華，郭光輝，李東明

（1.中國長江電力股份有限公司，湖北宜昌，443002；2.水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心，河南鄭州，450044）

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葛洲壩水電站二江泄水閘弧門防腐概述

谷傳偉1，朱思思1，王占華2，郭光輝1，李東明2

（1.中國長江電力股份有限公司，湖北宜昌，443002；2.水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心，河南鄭州，450044）

葛洲壩電站二江泄水閘弧門已安全運(yùn)行20多年，弧門出現(xiàn)大面積銹蝕。針對(duì)弧門運(yùn)行工況特點(diǎn)，弧門防腐維修時(shí)，確定了弧門迎水面采取刷環(huán)氧膠泥、背水面采用噴鋅和涂料復(fù)合保護(hù)的方案。通過制訂嚴(yán)格的噴砂、噴鋅、噴漆、刮環(huán)氧膠泥防腐工藝，確保了防腐質(zhì)量。綜合考慮宜昌的環(huán)境條件，制訂合理的施工方案，保證了弧門防腐維修工期能夠得到控制。

弧門；噴鋅；環(huán)氧膠泥；防腐

1　概述

葛洲壩水電站是長江干流上第一座大型水利水電樞紐工程［1］。二江泄水閘弧門作為葛洲壩電站主要的泄水設(shè)施之一，承擔(dān)著排泄上游來水、控制泄水流量的任務(wù)，對(duì)電站安全和正常運(yùn)行有著舉足輕重的作用。

二江泄水閘是葛洲壩電站的主要泄洪排沙建筑物，共有27孔，上扇為平板門，下扇為弧形門。葛洲壩電站二江泄水閘弧門水頭和底坎高程分別是29.0 m和37.0 m?；￠T寬12 m，高12.45 m，單扇重212.3 t。每年冬修期間對(duì)弧門按計(jì)劃進(jìn)行不同程度的維護(hù)檢修，尤其是在1986～1989年間，對(duì)27扇弧門進(jìn)行了全面的防腐維修處理，至今已20多年。

2　現(xiàn)狀

近幾年冬修期間對(duì)弧門表面檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，弧門不同部位存在著不同程度的涂層質(zhì)量缺陷和銹蝕：弧門門葉迎水面和背水面普遍出現(xiàn)了大面積涂層脫落，脫落面積比例達(dá)到80%，見圖1（a）和圖1（b）；弧門門葉迎水面露出了鋅涂層并伴隨局部銹點(diǎn)，見圖1（b）和圖1（d）；弧門背水面面板則出現(xiàn)大面積銹蝕，鋅涂層已大部分消耗完，清除掉涂層后可見明顯蝕坑，見圖1（a）；面板水封座板銹蝕嚴(yán)重，水封磨損老化，見圖1（c）。

為了準(zhǔn)確了解閘門腐蝕狀況，葛洲壩電廠于2013年委托水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心采用超聲波測厚方法對(duì)部分閘門進(jìn)行了蝕余厚度測量，根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算出閘門構(gòu)件厚度減薄比例。表1中列出了17號(hào)、19號(hào)和20號(hào)弧形工作閘門主要構(gòu)件厚度最大減薄百分比數(shù)據(jù)。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，各構(gòu)件厚度減薄比例不盡相同。腹板和面板厚度減薄比例較大，構(gòu)件厚度減薄比例最大位置在閘門面板上，最大減薄比例達(dá)到20.83%。

鑒于上述原因，急需對(duì)閘門進(jìn)行再次防腐處理。

圖1　弧門銹蝕照片F(xiàn)ig.1 Corrosion of Erjiang sluice's radial gate

表1　弧門構(gòu)件最大減薄百分比（單位：%）Table 1 Maximum percentage of thickness reduction of the radical gate parts

3　防腐方案選擇

金屬結(jié)構(gòu)常用的防腐方法有覆蓋層防腐和電化學(xué)保護(hù)兩大類［2］，各種防腐方法的比較見表2。

表2　常用防腐方法的優(yōu)勢與劣勢比較Table 2 Characteristics of different anti-corrosion methods

葛洲壩電廠二江泄水閘弧門工作環(huán)境惡劣，不便于日常維護(hù)，防腐要求高。葛洲壩電廠二江泄水閘弧門的保護(hù)周期為15年，施工還要慮及葛洲壩樞紐的安全性。綜合考慮各種防腐方法的特點(diǎn)后，弧門門葉迎水面選用了耐沖擊、耐磨性較好的環(huán)氧膠泥，弧門門葉背水面則選用了金屬噴涂加涂料涂層進(jìn)行復(fù)合保護(hù)的方法。此外，葛洲壩二江泄水閘弧門位于長江流域淡水環(huán)境中，該段水體pH值一般在6.8～9.1之間［3］，背水面金屬涂層選用了更適合堿性水體的鋅材料。閘門具體防腐方案見表3。

表3　弧門防腐方案Table 3 Anti-corrosion measures for radical gates

4　設(shè)備材料

施工主要設(shè)備和配件有空氣壓縮機(jī)、壓力儲(chǔ)氣罐、冷卻濾清器、裝砂鋼瓶漏斗、耐壓鍍鋅管、耐壓膠管和小膠管、噴砂槍、噴鋅槍、噴漆槍、電源電纜開關(guān)配電箱。根據(jù)現(xiàn)場施工需求，主要設(shè)備配置要求見表4。

主要材料包括鋅絲（鋅量應(yīng)大于99.99%，鋅絲直徑2～3 mm，優(yōu)先選用3 mm）、乙炔和氧氣、鐵礦砂、環(huán)氧清漆、環(huán)氧富鋅、環(huán)氧云鐵防銹漆、氯化橡膠、環(huán)氧膠泥。環(huán)氧清漆、環(huán)氧富鋅、環(huán)氧云鐵防銹漆、氯化橡膠的耐鹽水性要求在5%NaCl溶液中浸泡7 d后漆膜無氣泡、不脫落、無返銹，其他性能指標(biāo)要求見表5。

表4　主要設(shè)備配置Table 4 Required operating equipment

表5　防銹漆指標(biāo)要求Table 5 Requirements for properties of anti-corrosion paint

5　施工工藝

葛洲壩電站二江泄水閘弧門曾采取不同方法材料進(jìn)行防腐［5］，根據(jù)多年的防腐效果，現(xiàn)階段采取的防腐工藝流程見表6所示。5.1背水面

表6　弧門防腐工藝流程Table 6 Technological process of anti-corrosion construction for radical gate

5.1.1噴砂

受施工現(xiàn)場條件所限，磨料選用石英砂，考慮到噴砂過程中會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，必須用蓬布進(jìn)行遮蓋。噴砂時(shí)，噴嘴到基體金屬表面宜保持100～ 300 mm的距離，噴射方向與基體金屬表面法線的夾角以15°～30°為宜，噴嘴孔口直徑增大25%時(shí)更換噴嘴。噴砂后的表面預(yù)處理清潔度不低于GB 8923.1-2011［6］中所規(guī)定的DSa21/2級(jí)，表面粗糙度不低于SL 105-2007［7］中規(guī)定的Rz60～100 μm。噴砂質(zhì)量是影響防腐效果的主要工序，因此，應(yīng)對(duì)噴砂質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

5.1.2噴鋅

噴砂質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行噴鋅。采用氧氣-乙炔進(jìn)行火焰噴鋅時(shí)，噴槍盡可能與閘門表面成直角，大于45°，與弧門面板距離保持在100～200 mm之間。噴槍移動(dòng)速度以一次噴鋅厚度達(dá)到25～28 μm為宜，各噴幅之間應(yīng)有1/3的寬度重疊。厚度要盡可能均勻，各噴鋅層之間的噴鋅走向應(yīng)相互垂直交叉覆蓋。采用電弧噴涂時(shí)，與弧門面板距離保持在250～300 mm范圍之間。鋅層厚度是影響防腐年限的重要因素，因此，必須保證鋅層厚度達(dá)到工藝要求。

5.1.3噴漆

噴鋅工序結(jié)束后，最好在鋅層表面發(fā)生冷凝之前進(jìn)行環(huán)氧封閉施工，且宜采用刷涂方式。環(huán)氧清漆主要作用是封閉噴鋅層中的孔隙，因此，其粘度一定要小。噴涂環(huán)氧云鐵中間漆和氯化橡膠面漆時(shí)，應(yīng)控制好涂層的間隔時(shí)間。環(huán)氧云鐵間隔時(shí)間不低于24 h，而氯化橡膠至少不低于6 h。噴漆過程中，應(yīng)對(duì)前面業(yè)已施工完成的噴漆層進(jìn)行外觀檢查，如發(fā)現(xiàn)鼓泡、漏涂、流掛、皺紋、針孔等缺陷，應(yīng)及時(shí)處理。

5.2迎水面

弧門頂止水以下迎水面面板表面預(yù)處理工藝與背水面相同。噴砂檢驗(yàn)合格后，先涂刮一遍concresive1438 A、B雙組分環(huán)氧粘結(jié)膠漿一道進(jìn)行打底，厚度≥30 μm；第二遍刮涂環(huán)氧膠泥兩道，使用的環(huán)氧粘結(jié)膠漿為concresive 1438 A、B組分環(huán)氧粘結(jié)膠漿+水泥，配比A∶B∶水泥=1.5∶0.545∶0.9，厚度≥2000μm。待涂層固化后，對(duì)涂層表面的刮痕或其他凸起進(jìn)行打磨，涂層表面打磨光滑后再涂concresive 1438雙組分環(huán)氧粘結(jié)膠漿一道，厚度≥30 μm，最終涂層總厚度≥2 060 μm。每道涂層施工之間間隔時(shí)間也不低于24 h。施工完畢后的涂層表面應(yīng)光滑、顏色均勻一致。

5.3施工環(huán)境

表面預(yù)處理、噴鋅、涂層施工時(shí)，為了保證涂層施工質(zhì)量，施工環(huán)境溫度應(yīng)不低于10℃，空氣相對(duì)濕度小于85%，所施工弧門金屬表面溫度應(yīng)大于露點(diǎn)溫度3℃以上。

6　質(zhì)量工期控制

防腐涂層質(zhì)量的好壞首先取決于防腐工藝材料的選擇，但施工方法、環(huán)境和操作人員技術(shù)水平也是重要的影響因素，因此，開工前要組織技術(shù)人員編制施工作業(yè)指導(dǎo)書，向所有施工人員做好技術(shù)交底，加強(qiáng)對(duì)施工人員專業(yè)技術(shù)知識(shí)、操作技能和質(zhì)量意識(shí)的培訓(xùn)，施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范開展檢測工作，保證施工質(zhì)量。

葛洲壩二江泄水閘弧門每年汛期都承擔(dān)著重要的泄水任務(wù)，每年基本需進(jìn)行3～4扇弧門的檢修防腐，施工時(shí)間基本在每年10月中旬至來年的5月上旬，防腐工程存在工期緊、任務(wù)重的特點(diǎn)。而宜昌市城區(qū)降水的時(shí)空分布具有以下氣候特征：降水量主要集中于上半年，春夏兩季降水總量約占全年降水量的72%，秋季占22%，而冬季降水量迅速減少，僅占全年的6%。春夏兩季降水量大，冬季降水較少，1月最少。為了保證弧門防腐質(zhì)量以及汛期弧門能及時(shí)運(yùn)行，要盡量保證在冬季氣候干燥少雨時(shí)節(jié)進(jìn)行施工，因此需兩扇弧門同時(shí)進(jìn)行防腐，且單孔弧門防腐施工工期不超過35日歷天。根據(jù)工期安排，采用了噴砂、噴鋅和環(huán)氧膠泥工序交叉作業(yè)方案，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場清理及設(shè)備轉(zhuǎn)場，大大縮短了施工時(shí)間，滿足了工期緊、任務(wù)重的需要。

7　結(jié)語

葛洲壩二江泄水閘弧門是葛洲壩電站重要組成部分，對(duì)保證電站安全運(yùn)行有十分重要的作用和意義。長江電力檢修廠選擇維修防腐方案設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了閘門運(yùn)行時(shí)各部位所受影響因素不同，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)背水面選用噴鋅和涂料復(fù)合保護(hù)方案，而迎水面則選用了刷環(huán)氧膠泥漿的防腐方案。方案從2013年12月實(shí)施以來，整體防腐效果較好，防腐工程質(zhì)量滿足要求，為以后弧門防腐過程維修提供了很好的借鑒意義。通過方案實(shí)施運(yùn)行，總結(jié)出以下建議：

（1）弧門不同部位工作環(huán)境不同，涂層脫落和銹蝕程度也不同，可針對(duì)不同部位采取不同的防腐工藝和要求。

（2）弧門防腐的關(guān)鍵在于控制表面預(yù)處理的質(zhì)量，因此施工過程中要重視表面預(yù)處理質(zhì)量檢查。

（3）弧門迎水面防腐采用涂刷環(huán)氧膠泥漿的方法，取得了良好的效果，可嘗試在其他工程上使用。

（4）考慮施工環(huán)境及季節(jié)因素，合理安排施工作業(yè)順序，可以縮短工期。

［1］趙木森.葛洲壩水電廠水工鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕［J］.中國三峽，2002，9（6）：25-27.

［2］楊華，葉蘭華.水工鋼閘門防腐的方法及優(yōu)缺點(diǎn)［J］.科技傳播，2012，（6）：22.

［3］張敏，劉元繪，簡迎輝.葛洲壩工程水工鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕概述［J］.人民長江，2002，33（11）：50-52.

［4］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 25263-2010，氯化橡膠防腐涂料［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011-08-01.

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［6］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 8923.1-2011，涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評(píng)定第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級(jí)和處理等級(jí)［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012-10-01.

［7］SL 105-2007，水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范［S］.

Erjiang sluice's radial gates of Gezhouba hydropower station has been safely operated for more than 20 years，and severe corrosion occurred on the gates.Protection plan and measures are proposed according to operation conditions and function characteristics of the radial gate，which is to brush epoxy daub on the upstream face and use zinc spraying and painting on the back side.In order to ensure the anticorrosion quality，strict construction procedures are made，including sandblasting，zinc spraying，painting and epoxy daub scraping.In consideration of the local environmental conditions of Yichang city，reasonable construction scheme is made to ensure the schedule under control.

radial gate；zinc spraying；epoxy daub；anticorrosion

TV663

B

1671-1092（2016）02-0064-05

2015-11-12；

2015-11-29

谷傳偉（1988-），男，山東濰坊人，工程師，本科，長江電力檢修廠水工檢修部技術(shù)主管，現(xiàn)主要從事水利水電金屬結(jié)構(gòu)檢修和研究工作。

作者郵箱：408880858@qq.com

Title：Introduction of anticorrosion technology for Erjiang sluice's radial gate of Gezhouba hydropower station//by GU Chuan-wei，ZHU Si-si，WANG Zhan-hua，GUO Guang-hui and LI Dong-ming//China Yangze Power Co.，Ltd.