鋼制閘門長期處于水、潮濕空氣等腐蝕環(huán)境中,防腐處理是保證其使用壽命和安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前常用的防腐方法包括涂料防腐、金屬熱噴涂防腐、電化學防腐和復合防腐,各方法在原理、優(yōu)缺點和適用場景上存在明顯差異。
涂料防腐是最常見的防腐方法,通過在閘門表面涂刷防腐涂料形成保護膜,隔絕腐蝕介質(zhì)與鋼材接觸。常用的涂料有環(huán)氧富鋅底漆、氯化橡膠面漆、聚氨酯面漆等,施工時一般采用多層涂裝,底漆增強附著力,中間漆增加涂層厚度,面漆提供防護和裝飾功能。該方法的優(yōu)點是施工簡便、成本低,適用于大多數(shù)水利工程;缺點是涂層耐久性有限,一般每 5 - 10 年需重新涂裝,且在高濕度、強酸堿等惡劣環(huán)境下防腐效果會下降。適用于中小型水利工程、環(huán)境腐蝕性較弱的渠道閘門及對成本敏感的項目。
金屬熱噴涂防腐是利用高溫將鋅、鋁等金屬材料熔化后噴涂到閘門表面,形成致密的金屬涂層,通過犧牲陽極保護原理防止鋼材腐蝕。該方法的防腐性能優(yōu)異,鋅、鋁涂層與鋼材結(jié)合力強,使用壽命可達 20 - 30 年;缺點是施工技術(shù)要求高,需要專業(yè)設(shè)備和操作人員,成本相對較高,且噴涂過程中會產(chǎn)生高溫和粉塵,對環(huán)境和人員有一定影響。適用于大型水利樞紐工程、沿海地區(qū)或高腐蝕環(huán)境下的閘門,如三峽工程部分閘門就采用了金屬熱噴涂鋅鋁復合涂層防腐技術(shù)。
電化學防腐分為犧牲陽極法和外加電流法。犧牲陽極法是在閘門上安裝鋅合金、鎂合金等犧牲陽極材料,通過電化學反應使陽極材料優(yōu)先腐蝕,從而保護閘門鋼材;外加電流法則是通過外部電源向閘門施加陰極電流,使閘門成為陰極而得到保護。電化學防腐的優(yōu)點是防腐效果穩(wěn)定,可根據(jù)環(huán)境條件調(diào)節(jié)電流大小;缺點是犧牲陽極法的陽極材料需定期更換,外加電流法需要專業(yè)的電源設(shè)備和維護人員,成本較高,且對周邊環(huán)境有一定電磁影響。適用于水下部位的閘門、無法進行表面涂裝的特殊結(jié)構(gòu)閘門及對防腐要求極高的重要水利工程。
復合防腐是將多種防腐方法結(jié)合使用,如先進行金屬熱噴涂形成底層,再涂刷高性能防腐涂料作為面層,綜合發(fā)揮不同方法的優(yōu)勢。該方法防腐性能最佳,使用壽命最長,可達到 30 - 50 年;但成本最高,施工工藝復雜,對施工質(zhì)量要求嚴格。適用于永久性大型水利工程、具有戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵水利設(shè)施,如南水北調(diào)工程的部分鋼制閘門就采用了金屬熱噴涂鋅鋁涂層 + 環(huán)氧云鐵中間漆 + 氟碳面漆的復合防腐體系。
在實際應用中,需根據(jù)工程重要性、環(huán)境腐蝕性、投資預算等因素綜合選擇防腐方法,確保鋼制閘門在設(shè)計使用年限內(nèi)安全可靠運行。