水利水电工程金属结构腐蚀的有关研究

王丽娜

摘要：水利水电工程中的许多金属结构长期处于恶劣的腐蚀环境中，受到氧气、水等化学、物理因素的影响，高速水流、水中漂浮物体、海水。他们往往会造成严重的腐蚀。液压金属结构被腐蚀损坏后，构件的截面面积减小，应力增大，容易导致整个结构的强度和刚度降低，结构承载力降低，影响设备的正常功能，缩短使用寿命.通过对腐蚀数据的统计分析和腐蚀检测，可以确定液压金属结构各组成部分的腐蚀厚度，为计算结构应力提供必要的数据，可以确定液压金属结构的腐蚀程度，可以计算出构件的腐蚀率，估计构件的使用寿命。腐蚀数据的检测和统计分析是液压金属结构安全检测的重要组成部分。防腐蚀是提高液压金属结构设备使用寿命的重要措施。

关键词：水利水电；金属结构；腐蚀检测；防腐蚀；质量

正是因为水利水电工程中的许多金属结构，常年处于非常恶劣的腐蚀环境之中，受到诸多化学和物理综合因素的共同作用，也就造成了许多金属结构出现了十分严重的腐蚀。而一旦水利水电工程金属受到腐蚀损伤，那么其构件的截面面积势必会有所减少，应力则会有所提高，进而造成整个结构强度以及刚度的不断下降，从而降低整个金属结构的承载能力，严重影响到金属设备的正常使用。所以，如何做好水利水电工程金属结构的防腐蚀工作则显得尤为重要。

1水利水电工程金属结构的腐蚀检测

众所周知，绝大多数的水利水电工程金属结构往往长期处于水下或者是潮湿的环境之中，也就造成了水利水电工程金属结构会受到各种污染物的污染与腐蚀，因此，其金属构件表面势必也会常年附着许多的杂物。所以，在对其进行腐蚀检测之前，必须对金属构件表面进行合理的处理。首先，应该采用水冲洗法，也就是说要将构件表面所附着的杂物冲洗掉，然后再用钢丝刷或者是刮刀对构件表面的铁锈、附着物进行刮除，再用软布将构件的表面擦拭干净，之后再进行腐蚀检测。尤其是通过分析，我们可以看到，常年运行的水利水电工程金属结构往往在不同程度之上都存在着锈蚀。而一旦金属构件发生了锈蚀，那么其截面面积势必会有所减小，应力则会有所提高，进而对整个金属的结构强度、刚度有所降低，影响到金属结构的整体运行安全。而通过锈蚀检测，可以确定构件的蚀余厚度和锈蚀速率，并为结构应力计算和安全评估提供必要的数据。腐蚀检测主要检测构件的腐蚀部位及其分布状况；严重腐蚀面积占构件表面积的百分比；遭受腐蚀损坏构件的蚀余截面尺寸；蚀坑（或蚀孔）的深度、大小和密度等。而正是因为在不同的环境之下，水利水电工程金属结构所遭受到的腐蚀也是不尽相同的，所以，在进行腐蚀检测的过程中，我们必须要根据实际的腐蚀性质，采取不同的腐蚀检测方法。一般来讲，在水利水电工程金属腐蚀检测过程中，最为常见的方法有：超声波测厚仪直接测量法、橡皮泥法、割取试件法。同时，采用焊缝检验尺或特制的游标卡尺进行锈蚀深度测量，腐蚀曲线法和配合照片也是最直观和最常用的辅助方法。而在实际的腐蚀检测中，具体需要采用哪种检测方法，则必须要根据金属结构的腐蚀情况，施工现场的实际条件予以确定。

2防腐蚀措施及质量控制研究

2.1涂料防腐蚀

涂料防腐是把密闭性的涂料均匀地涂在闸门上，形成一种薄膜，使金属基体与水、空气等外界腐蚀因素隔离开来，从而达到阻止闸门腐蚀的目的。该方法施工简单，费用较低，但保护周期较短，一般为3～4年，好的可达到6～9年，少数可达到10年以上。可使用的涂料品种很多，主要有油脂漆类、环氧树脂漆类、酚醛树脂漆类、醇酸树脂漆类、过氯乙烯漆类、沥青漆类、硝基漆类等。但涂料的使用应严格按生产厂家的工艺要求施工，并配套使用。

2.2金属热喷涂防腐蚀

金属热喷涂防腐蚀是把一种化学活动性比钢活泼的金属，如锌、铝或锌铝合金等喷涂在闸门表面上，形成均匀覆盖的涂层。由于该涂层金属的化学性质比铁元素活泼，故对钢铁具有双重保护作用：一方面象涂料那样起着覆盖作用，将金属基体与腐蚀介质隔离开来；另一方面，当涂层遭到破坏时，涂层可与基体构成腐蚀微电池，从而发挥牺牲阳极类型的阴极保护作用。由于金属热喷涂防腐蚀效果较好，因此保护周期较长，一般为15年，效果好的可达到25年以上。目前，该方法在水利水电工程中应用较广。如金属复合喷涂热喷锌、热喷铝、热喷锌铝合金和热喷稀土铝合金等先进的长效防腐蚀措施及高新技术广泛地运用于三峡二期工程金属结构的防腐蚀。

2.3提高水利水电工程金属结构的防腐蚀质量

要想提高水利水電工程金属结构的防腐蚀质量，还必须要从金属结构的施工设计阶段入手进行细化处理，进一步增强金属结构设计的科学合理性、提高金属结构防腐蚀工艺的严谨性与经济合理性，从而不断地提高水利水电工程金属结构的防腐蚀质量。第一，在设计金属结构时，就必须将防腐蚀设计包含进去，从而避免因为金属结构使用过程中而造成的腐蚀或难以进行防腐蚀施工的结构形式，从而切实做好结构防腐蚀工作。第二，要合理、明确地对设计工艺进行制定，从而对水利水电工程施工进行指导并且对其质量进行检查。同时，制造单位与防腐蚀施工单位也应该进行合理的配合工作，从而避免金属结构构件在成形后无法进行防腐处理。第三，应采取最先进的防腐蚀技术、最佳的防腐蚀配套体系、最优质的防腐蚀材料、最科学的涂装工艺如新的快速凝固方法——雾化喷射成型技术，将该技术应用于水工金属结构的防腐处理后，取得了显著的防腐耐磨效果并与高性能的环保技术相结合。

3结语

综上所述，通过对于水利水电工程金属结构的腐蚀情况进行研究，并且从一定原理上提出防止金属表面腐蚀的方法，能够在一定程度上减少金属结构的腐蚀，并且推进我国水利水电工程施工的质量以及安全性，提高了工程的寿命以及经济效益，对于水利水电工程的发展来说，也起到一定的积极作用。

参考文献：

[1]张小阳，张伟平，杜刚民.水工金属结构腐蚀检测方法[J].大坝与安全，2002（2）：52-54.

[2]张朝温，薛德训，赵双喜.水工金属结构的腐蚀与防护[J].华北水利水电学院学报，2002（4）：16-19.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）