浅谈水工钢闸门的防腐及维修养护

朱明星 俞庆平 朱帅堂 周 杰

闸门是水利工程的重要组成部分，是发挥水利工程功能的重要保证。闸门在制作、运输、安装和运行过程中，会对防腐层造成一些缺陷和破损，使闸门发生腐蚀，如果运行管理和维护不足，腐蚀得不到有效控制，就会直接降低使用寿命，影响安全运行，乃至造成闸门运行障碍或失事。为延长使用寿命，确保安全运行，应加强水工钢闸门的防腐和维护。

一、水工钢闸门腐蚀的因素

1.钢闸门的制造缺陷

闸门在制作过程中，尽管有相关规范的要求和制造厂的质检体系，但仍然会有质量缺陷存在，从而产生防腐质量问题。

由于切割和焊接工艺操作不当，或由于环境因素所造成的焊接缺陷和残留应力，在闸门安装和运行中，随着应力的变化导致变形致使防腐层遭受破坏。

在制作中采用电位不同或电位相差较大的金属构件，容易发生电位差腐蚀，如埋设件之间、封水件之间、轮轴配件之间、螺栓组件之间等都可能造成防护漏洞，产生电位差腐蚀和缝隙腐蚀。

此外，构件制作时边拐、棱角、毛刺、板面翘曲不平等常见问题，存在缺陷的焊缝和没有及时清除的飞溅、割痕、焊痕等缺陷，也会使防腐层密封不实导致腐蚀发生。

2.水工钢闸门防腐处理阶段造成的腐蚀因素

闸门腐蚀很复杂，防腐处理也是个复杂工程，现行广泛应用的是喷锌加涂料封闭的方法，闸门经过表面处理后，喷锌加涂料封闭，在闸门表面形成致密的保护层，将闸门与外界腐蚀介质进行隔离，进而达到防腐的目的。闸门防腐虽然有操作规程规范和科学的检查检测手段，但是由于施工工艺、施工人员的技术水平、施工人员的责任心和施工环境等影响，使表面处理和防腐层存在缺陷，表面处理不达标、施工环境不好、喷涂不及时、喷锌颗粒大、堆积不规则，使颗粒间存有孔隙。

其次，由于金属和涂料喷涂层中存在着孔隙和缺陷，同时表面涂层也会有流挂、鼓泡、针孔、裂纹等缺陷。

此外，喷涂厚度不均匀，特别是闸门的边角拐棱及焊缝处，容易产生防腐层的裂纹、掉皮，是防护最薄弱处。

这些缺陷在介质中使防腐层与基体之间构成微电池，发生点蚀、孔蚀等，使防腐层遭受破坏，降低了防腐层的耐久性能。

3.水工钢闸门在运输安装阶段造成的腐蚀因素

闸门或分部构件在运输过程中的挤压摩擦造成的破损，会破坏防腐层的完整性。其次，在吊装时因挠度过大，构件变形使防腐层产生裂纹也是防腐质量隐患，因此构件的运输和吊装也需要格外关注。

此外，在闸门安装现场，部件组焊时的防腐处理，也是防腐的薄弱环节之一，特别是工地焊缝两侧的底漆临时保护，现场拼装后，虽然按相同的技术要求对预留部位重新进行表面处理及补涂，但是很难达到在工厂里的处理水平。

4.环境因素

环境因素是腐蚀的主要因素之一，随着工业的发展，污水和废气的排放，加快了腐蚀速度，高温和阳光暴晒加快了防腐材料老化，会引起防腐材料脱落致使防腐层失效。

其次，空气的湿度对腐蚀也有重要的影响。空气的湿度大，使水、氧气及化学物质通过防腐层缺陷进入到基体面，发生电化学反应，在防腐层内产生腐蚀物，破坏了防腐层。

此外，水体电解质浓度、含氧量、微生物、含沙量等，对腐蚀也有不同程度的影响。电解质浓度较高的水体，电阻率低导电性增强，会增强钢闸门的腐蚀，流动的水体，由于含氧量较高而使钢闸门生锈速度加快，pH值低的水体加速钢闸门表面电化学反应，腐蚀较严重，对于pH值大于7呈弱碱性的水体，钢闸门腐蚀较慢，水体含沙量越高，对钢闸门的冲击、冲刷和磨损的力度就越大，越容易破坏表面防腐层。

5.水工钢闸门在运行管理阶段造成的腐蚀问题

防腐养护工作是不容忽视的重要因素。由于闸门长期浸没在水中，或处于干湿交替，被高速水流冲刷等环境中，受到各种水质、大气、水生物等的侵蚀，泥沙和其他漂浮物的冲击摩擦使钢材发生腐蚀。其次，防腐层在温度变化、湿度、阳光暴晒以及应力变化等各种因素作用下发生破坏，由于各种原因出现的裂纹，防腐材料延伸性不够好被拉裂或拉脱，施工质量不良出现起泡、离层、破损，粘结不牢脱落，防腐层材料的自然老化龟裂等，腐蚀因子通过防腐层缺陷进入内部发生腐蚀，就会加快腐蚀速度，使闸门防腐层失效。此外，由于经费不足、管理不到位、管护人员维护不及时或措施不当，就会逐步发展扩大腐蚀面积，因此水工钢闸门防腐的维护管理工作，对确保钢闸门的防腐层的完整及闸门的安全运行具有重要意义。

二、水工钢闸门常见腐蚀形态和部位

1.全面腐蚀

全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态，它的腐蚀特征是在金属暴露的表面或一个大面积上普遍地发生化学或电化学反应，可以是均匀的，也可以是不均匀的。由于常处在水下或潮湿的环境，钢闸门容易积水的主梁、小横梁等部位发生大面积腐蚀最为常见，处在门槽内的边梁也容易发生全面腐蚀。

2.局部腐蚀

局部腐蚀最常见的有冲击腐蚀、坑蚀、缝隙腐蚀、生物腐蚀、水线腐蚀、焊缝腐蚀等。

（1）冲蚀是由高速水流的破坏与电化学腐蚀等多种作用的结果。在高水头、含沙量大的环境中，闸门底缘部分、门槽底部、底坎经常会出现这种腐蚀现象。

（2）生物腐蚀在不经常启用或静水中的闸门上最易发生，门槽的水下部分、底坎止水埋件和钢闸门水下部分，特别是边梁的水下部分和底缘部分生物腐蚀比较常见。

（3）坑蚀和点蚀主要是由于表面除锈缺陷、防腐层的缺陷或安装运行中的破损等原因造成的，在环境介质的作用下，腐蚀不断向纵深处发展，若不及时维护则可能导致更严重的腐蚀。

（4）缝隙腐蚀主要发生在门槽、底坎止水埋件、封水件与压板及座板之间，在铆接、螺栓以及法兰盘联接等连接处都不可避免地存在。

（5）焊缝腐蚀主要是在焊缝局部产生的内应力及各种微观组织缺陷，两种因素的综合作用会加速焊缝部位的腐蚀，加之焊缝表面粗糙，防腐层保护效果不好，焊缝会先腐蚀。

（6）常见的局部腐蚀类型和电偶腐蚀主要发生在螺栓及其配件上，在行走支承、滚轮、滑道及其配件上，在吊耳部位也常见。

三、水工钢闸门防腐维护工作的主要内容

首先要观察启闭运转是否灵活，检查转动部位的润滑油是否充足，转动部件有无卡结，支承行走部分的滚轮和滑道等有无磨损和锈蚀，埋件有无变形，止水是否完好，门体是否有振动剐蹭，闸门焊缝有无异常，防腐层有无杂物冲击破损、剥落和腐蚀情况。其次要及时清理梁系框格内积水，检查紧固部件有无松动和损坏，及时清理闸门上的水生物、杂草和其他附着物，清理水工钢闸门阻塞物，对防腐层已破坏的点、部位，要及时记录登记，采取有效的修补、更换措施完善防腐层，防止继续损坏。

此外，闸门维修时使用的焊条、螺栓以及连接构件的耐腐蚀性能应与主体材料相近，螺栓、螺母和垫圈应采用镀锌防护，采用与主体结构相同的防腐蚀措施，高强螺栓构件连接处的接触面应涂防腐涂料，连接缝隙应采取措施密封。

四、水工钢闸门防腐和维护措施

1.制定严格的管理制度和操作规程

加强经常性检查，把水工钢闸门防腐的日常维护工作纳入水利工程管理工作考核中，要根据有关规程规定，定期检查闸门的防腐层，对防腐层已破坏的点、部位，要及时采取有效的修补、更换等措施。

2.建档立卡

对每个水闸、每扇闸门和每个腐蚀点进行登记，建档立卡。根据闸门的原防腐设计方案和使用年限，结合本地的水质和大气环境情况，制定维修养护方案，定期检查维护，把日常维护、年修和大修结合起来，及时完善防腐层，延长闸门的使用寿命，确保闸门的正常运行。

3.采用正确的除锈方法

涂层缺陷的局部修补宜采用手工和小型动力工具除锈，清除腐蚀物可用高压空气，必要时局部点状也可用暖风干燥后除锈，不同的锈蚀部位可采用不同除锈方法，平面局部锈蚀部位宜采用小型动力工具除锈，油漆面较好部位清洁表面后，采用砂纸或钢丝刷进行打毛除锈，表面清洁度等级应达到规定等级。

4.选择好涂料

防腐层的设计寿命短期为5年以下，中期为5～10年，长期10～20年，对于发生腐蚀破坏的防腐层的维护，为了确保质量要选择好涂料，特别要注意涂料的配套性。首先要结合防腐层的设计，清楚涂料品种、涂层配套、涂层厚度、涂装表面处理和涂装工艺等。其次，根据环境要求选择涂料，根据实际需要选用规范中推荐的与四大类腐蚀环境相配套的常用方案，在实践中取得良好效果的涂料品种和成熟配套方案也可吸收采纳。

此外，尽量采用与原涂层相同或相容的涂料和溶剂，根据涂料的配套原则尽量选用同一厂家的涂料；如果是不同厂家的涂料，使用前经试验配套性良好才可使用。

五、水工钢闸门防腐和维护工作的建议

（1）相关部门应制定维修养护规程，为防腐层的维修养护工作提供指导，运行管理设立专门的防腐维修工种，加强相关技术培训，建立起专门的防腐工种队伍，

（2）培养一支责任心强、有一定专业技术知识的维修养护队伍，制订防腐维修养护定额，并且在养护经费上给予适当的倾斜，做到维护工作有专人，维护资金有专项。

（3）加强检测和实验研究，针对不同的环境，不同的腐蚀部位，不同的腐蚀形态，制定相应的处理措施和方案，为防腐工种的规范工作和考核提供依据。

六、结语

水工钢闸门在制作、运输、安装和运行过程中，会对防腐层造成一些破坏，使闸门的一些特殊部位和部件容易发生腐蚀，对此应该加强水工钢闸门在制作、运输和安装阶段的施工管理，强化质量意识，尽可能减少缺陷，并按照规范的要求处理好缺陷，以减轻运行管理单位的日常维护工作量。运行管理单位应加强制度化的检查和维修维护工作，以确保水工钢闸门防腐层的完整和耐久性，从而延长闸门的使用寿命，保证闸门的安全运行■