摘 要：經(jīng)多年的探索實(shí)踐，曹店灌區(qū)找到了防銹漆、塑料涂層加犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)和外加DC電流的陰極保護(hù)的金屬閘板防護(hù)法，取得了金屬閘板防護(hù)的理想效果，運(yùn)行三十年的金屬閘板仍保持最佳工況。

關(guān)鍵詞：金屬閘板；銹蝕損害成因；防護(hù)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.192

1 曹店灌區(qū)及節(jié)制、泄水閘概況

曹店灌區(qū)位于山東省東營(yíng)市腹地， 是國(guó)家級(jí)中型灌區(qū)，跨越東營(yíng)、墾利兩區(qū)，西連黃河右岸大壩，東接廣南水庫(kù)，北始 五、六干合排，南終廣蒲溝，干渠為砼板全斷面襯砌節(jié)水干渠，灌區(qū)東西49.525km，南北 10km。渠系配套水工建筑物100余座，其中引黃閘1座，節(jié)制閘6座，泄水閘1座，共計(jì)金屬閘板23扇，單扇金屬閘板3m×4m，重5t，全部電動(dòng)遠(yuǎn)程控制。東營(yíng)市地處濱海，土壤礦化度高，地下水咸，沼澤連片，雨過(guò)天晴，因蒸發(fā)量大，很快地表就呈現(xiàn)出茫茫的鹽堿土，干渠供水結(jié)束，渠內(nèi)存水不久就會(huì)變成礦化度很高的鹽堿水，有的金屬節(jié)制、泄水閘閘板，長(zhǎng)期受這種礦化度高的水質(zhì)浸泡，對(duì)金屬閘板損害極大。

2 金屬閘板銹蝕損害成因分析

2.1 金屬閘板自身的先天不足

由于鋼鐵在冶煉過(guò)程中，內(nèi)部參雜了許多非金屬雜質(zhì)，受現(xiàn)代冶煉技術(shù)的制約，這些非常微小的雜質(zhì)，雖然量小，仍可在金屬合金內(nèi)部形成微小的電極，當(dāng)金屬閘板遇到地表水或濕潤(rùn)的空氣時(shí)，因金屬閘板的電位與其內(nèi)所含非金屬電位不同，形成了若干短路的原電池，金屬閘板的電位較低是原電池的陽(yáng)極，所含非金屬及不活潑的金屬電位較高是原電池的陰極。在陰極，水中溶解的氯離子或其它可在陰極上被還原的物質(zhì)，吸收電子被還原，電子不斷由陽(yáng)極流向陰極，故形成原電池電流。金屬閘板損害主要是制作成型的金屬閘板的合金在鹽堿水或充滿鹽堿濕潤(rùn)空氣的電介質(zhì)中發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng)造成的。

2.2 流動(dòng)水流對(duì)金屬閘板的損害影響

金屬閘板由于水流及其所帶泥沙等顆粒對(duì)節(jié)制、泄水閘金屬閘板的磨損，導(dǎo)致金屬閘板脫掉表面的防銹漆，以至于金屬閘板裸露于電解質(zhì)的包圍之中。于此同時(shí)水體流動(dòng)使極化率快速提高，較容易將腐蝕產(chǎn)物從節(jié)制、泄水閘金屬閘板表面被水沖走從而加快金屬閘板腐蝕程度。因而長(zhǎng)期開啟節(jié)制、泄水的閘比長(zhǎng)期關(guān)閉不泄水的閘腐蝕嚴(yán)重的多。

2.3 自然因素對(duì)金屬閘板的影響

由于風(fēng)力的作用，干渠水面浪花的拍打，氧溶解量較大，氧離子化的效應(yīng)加快，極易造成金屬閘板局部的溶解。因地處濱海地區(qū)，冬、春兩季6—8級(jí)的大風(fēng)時(shí)常光顧，因此，金屬閘板靠近水面鄰近浪花處，鋼銹要比其它部位要嚴(yán)重的多。夏季，在陰雨連綿的氣象條件下，空氣中彌漫著電解質(zhì)一樣的介質(zhì)，金屬閘板遭遇侵蝕銹跡斑斑，損毀更加嚴(yán)重。

3 金屬閘板的防護(hù)措施

3.1 金屬閘板防護(hù)方法

依據(jù)上述原因分析和金屬閘板的具體情況，曹店灌區(qū)六座節(jié)制閘和泄水閘全部采用了防銹漆、塑料涂層防護(hù)，為防止因閘板涂層以外損傷造成了閘板銹蝕，上游五座節(jié)制和泄水采用了外加DC電流的陰極保護(hù)法，下游1座節(jié)制閘，采用了金屬鋅作為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法， 由于“對(duì)癥下藥”，取得了理想的防護(hù)效果。

3.1.1 在金屬閘板表層涂刷防護(hù)涂料

在金屬閘板表面涂覆油漆和塑料涂層。油漆是傳統(tǒng)方法，但油漆在造漆和涂裝過(guò)程中會(huì)造成環(huán)境污染，由日益漸出金屬防護(hù)的趨勢(shì)。塑料涂層是把有機(jī)樹脂做成粉末涂料，在金屬表面形成優(yōu)良的防護(hù)涂層，在灌區(qū)節(jié)制、泄水閘金屬閘板表面涂覆，得到廣泛應(yīng)用，效果良好。

3.1.2 外加DC電流的陰極保護(hù)法

三十年的探索實(shí)踐，外加DC電流的陰極保護(hù)和用金屬鋁、鋅、鎂作為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)，都要根據(jù)水的電阻率來(lái)判斷。當(dāng)水的電阻率在1900.?.cm以上時(shí)，用外加DC電流的陰極保護(hù)法保護(hù)金屬閘板效果較好，該方法是把節(jié)制閘、泄水閘閘房?jī)?nèi)220VAC，變成110—180VDC電流，由磁性氧化鐵，作陽(yáng)極接與底板上保護(hù)金屬閘板，陽(yáng)極引線與DC電源的陽(yáng)極連接， 實(shí)測(cè)這種連接法，閘板上的電流分布均勻，金屬閘板保護(hù)效果最好，還最大限度地保護(hù)了金屬閘板漆涂層或塑料防護(hù)層，確保金屬閘板的外觀效果。該法被應(yīng)用于灌區(qū)上游的6座節(jié)制閘、泄水閘上。

3.1.3 用金屬鋁、鋅、鎂作為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

當(dāng)水的電阻率在1900?.cm以下時(shí)，用金屬鋁、鋅、鎂作犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法效果最好。此法應(yīng)用于灌區(qū)下游的1座節(jié)制閘上，多年來(lái)，我們一直把金屬鋅作為犧牲陽(yáng)極，把它焊接到金屬閘板的背部表面上，實(shí)測(cè)的結(jié)果：當(dāng)水的電阻率是600.?.cm以下時(shí)，比鋼鐵活潑的鋁、鋅作為犧牲陽(yáng)極效果是最好的，當(dāng)水的電阻率600.?.cm—1900.?.cm時(shí)，金屬鎂作為犧牲陽(yáng)極對(duì)金屬閘板的保護(hù)效果更好。

3.2 金屬閘板防護(hù)的機(jī)制保障

為確保上述金屬閘板的防護(hù)到位，光有完美的防護(hù)技術(shù)手段是不夠的，還必須有強(qiáng)有力的閘板防護(hù)制度、配備專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍及精良的專業(yè)檢測(cè)儀器和精良的專業(yè)防護(hù)設(shè)備作保障 。

3.2.1 建立金屬閘板防護(hù)專業(yè)隊(duì)伍

灌區(qū)投入運(yùn)行之初，就成立了灌區(qū)內(nèi)金屬閘板防護(hù)專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，由該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定年度防護(hù)計(jì)劃及防護(hù)預(yù)算和資金的使用，考察、鑒定防護(hù)設(shè)備及用品的質(zhì)量，定期培訓(xùn)防護(hù)人員，不斷更新既有知識(shí)，與時(shí)俱進(jìn) ，緊跟金屬防護(hù)技術(shù)發(fā)展步伐，不斷探索創(chuàng)新金屬防護(hù)的新方法、新途境，始終保持金屬閘板的最佳工作狀態(tài)。

3.2.2 建立健全金屬閘板的管護(hù)制度

閘房?jī)?nèi)必須保持一年365天清潔，金屬閘板要定期體檢：包括閘板的涂層，閘板表面的犧牲陽(yáng)極，犧牲陰極的整流裝置，測(cè)試其工作狀態(tài)，確保半年一小修，一年一大修，周檢周修，并確保上述工作落實(shí)到位，每項(xiàng)技術(shù)測(cè)試不走樣。

3.2.3 不斷更新檢測(cè)儀器及防護(hù)設(shè)備

三十年來(lái)，金屬閘板維護(hù)的儀器、設(shè)備更新了7次，每當(dāng)有新檢測(cè)儀器和設(shè)備上市，都會(huì)及時(shí)更新，始終讓檢測(cè)儀器和設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，工欲善其事，必先利其器 。 這樣才會(huì)收到事半工倍的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

三十年來(lái)，曹店灌區(qū)在對(duì)節(jié)制閘、泄水閘金屬閘板防護(hù)的不斷實(shí)踐中，探索出了金屬閘板防護(hù)行之有效的方法：用防銹漆或塑料涂料加用金屬鋁、鋅、鎂作為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加DC電流的陰極保護(hù)法及于之配套的運(yùn)行機(jī)制的保障，確保了金屬閘板三十年來(lái)的有效防護(hù)，使曹店灌區(qū)23扇節(jié)制閘、泄水閘全部的金屬閘板始終處于最佳工作狀態(tài)。

作者簡(jiǎn)介：石宗仁（1963-），男，本科，工程師，主要從事灌溉管理工作。