水工钢闸门热喷涂长效防腐 1 工程概况
独流减河进洪闸位于大清河与子牙河汇合处，是独流减河的首部控制工程，主要作用为汛期宣泄大清河系洪水经独流减河直接入海，以保证天津市和津浦铁路的安全，保护大清河中下游地区的人民生命财产安全；汛后还可排除涝水，减轻沥涝灾害。进洪闸工程由南、北两座大型水闸组成。
独流减河进洪闸地处近海地区，钢闸门长期在日光曝晒、干湿交替、常浸水下、水流冲刷、水生物腐蚀、泥沙及其它漂浮物的冲刷等恶劣条件下工作，极易发生锈蚀，降低钢闸门的承载能力，影响工程的运行安全。因此，做好水工钢闸门的防腐工作尤为重要。
2005年4月6日，独流减河进洪闸除险加固工程正式开工，将南北两闸在原址拆除重建。除险加固后的南闸25孔，北闸11孔，南北两闸的联合运用的设计流量为3600m3/s。
闸门防腐形式的选择
钢闸门的防腐蚀措施主要有两种类型，一种类型是在钢铁的表面涂上复盖层，借以把钢材母体与氧或电解质隔离，以免发生化学腐蚀或电化学腐蚀，即复盖层保护；另一种类型是设法供给适当的保护电能（低压直流）使钢结构表面积聚足够的电子，成为一个整体阴极而得到保护，即电化学保护。
下表1-1列出了钢结构的不同防腐蚀形式的优缺点和防腐机理
注：电化学保护在其它行业运用很广，但在水工金属结构上应用较少，因为淡水中电解质少，牺牲阳极作用不明显；水工金属结构受条件限制，用外加电流保护在管理上有困难，无推广条件。
从表1-1中可以看出，水工钢闸门由于腐蚀环境恶劣，在以上防腐方法中，宜采用电弧喷涂金属涂层外加封闭层的防腐方法，由于具有涂层与钢铁基体结合强度高、防腐年限长（可达30年以上），很少需要维护，经济上节省等优点，是钢闸门的最佳防腐方案。
本工程即采用了该种防腐方法。
表1-1 钢闸门常用的防腐蚀措施
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类别 |
复 盖 层 防 腐 |
电化学保护 |
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防腐方法 |
涂料保护 |
火焰喷涂外加封闭 |
电弧喷涂外加封闭 |
外加电流阴极保护法 |
牺牲阳极法 |
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防腐机理 |
物理隔离作用 |
双重作用1、物理隔离作用；2、镀层有缺损时具有牺牲阳极的阴极保护作用 |
双重作用1、物理隔离作用；2、镀层有缺损时具有牺牲阳极的阴极保护作用 |
涂料与外加电流联合作用 |
涂料与牺牲阳极联合作用 |
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隔离年限 |
8～10年 |
20～30年 |
30～50年 |
15～20年 |
15～20年 |
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优
点 |
工艺简单，适应性较广，费用低廉，易于操作，材料来源方便，金属消耗低 |
防腐年限较长，维护工作量小，适用于面积不大及环境恶劣、维护困难的结构 |
涂层结合力高，防腐年限长，免维修或维护量极小，适用于环境恶劣或重要的水工钢结构的大面积喷涂防护 |
保护期适中，保护半径大，适应性强 |
保护期适中，保护结构简单，不需经常管理，应用于没有电源的地方 |
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缺
点 |
保护周期短，维护工作量大，维护费用高 |
难以喷涂铝，生产效率不高，须有专门喷涂设备 |
要有专门电弧喷涂设备，喷涂设备投资较大 |
必须有外加直流电源，装置复杂，需专人操作，易产生杂散电流，投资大 |
保护半径较小，适应性差 |
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备
注 |
适用于各种钢结构，涂层与基体结合力低 |
涂层与基体结合力较高，6～9MPa |
涂层与基体结合力高，12～25MPa |
水的电阻率＞2000 时采用 |
水的电阻率≤2000 时采用 |
2 防腐技术要求
（1）防腐材料的名称、涂层遍数、每道涂层厚度必须符合下表规定。面层涂料的颜色为银灰色；
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涂层系统 |
涂料牌号及名称 |
遍 数 |
每道漆膜厚度（ ） |
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金属喷涂层 |
锌 |
2 |
60 |
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涂料封闭层 |
环氧云铁防锈漆 |
1 |
50 |
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面层 |
环氧面漆 |
2 |
50 |
漆膜总厚度≥270
（2）表面预处理采用喷（抛）射处理。经处理后的钢材表面应达到GB8923规定的除锈等级Sa2.5级，粗糙度R40～70 的范围内，且应干燥、无灰尘。
4 防腐施工工艺流程
5 防腐施工工艺及质量检验
5.1 表面处理施工工艺
5.1.1表面预处理采用喷砂方法；
5.1.2喷射前要清除设备表面上的杂质，用清洁剂去除油污、轴孔及加工面等非防腐面用橡皮、铁皮等可靠封堵、遮盖。
5.1.3喷砂时喷枪嘴距构件表面100～300mm间距，并与构件表面约成15～30度夹角，喷砂枪要做纵横线状移动。
5.1.4喷砂时应按先端面后大平面顺序进行，在构件尖角部位应适当延长停留时间，以保证喷射质量。
5.2 表面处理质量控制要点
5.2.1用于喷砂的压缩空气供气系统，应设有可靠的油水分离器，保证压缩空气干燥、无水、无油，压力在0.4～0.6Mpa范围内。
5.2.2喷射用钢砂应保持干燥、清洁。粒径在0.5～1.5mm范围内，且具有足够的强度和棱角。
5.2.3喷砂施工应连续进行。基本金属表面温度低于露点温度3℃时不得施工。
5.2.4喷砂处理后的表面要妥善保护，防止雨淋手摸。
5.3 金属喷涂施工工艺
5.3.1金属喷涂采用电弧热喷涂；
5.3.2喷涂时喷枪与工件表面距离控制在100～200mm范围内。
5.3.3喷枪移动速度应保持均匀，以一次喷涂厚度25～80 为宜。
5.3.4各喷层之间的喷枪走向应相互垂直、交叉覆盖。
5.3.5喷枪应尽量与工件表面保持垂直，个别部位亦不应小于45度夹角。
5.3.6喷涂时应按先板端头、棱角，后大平面的顺序进行。
5.3.7喷涂后的喷涂金属表面应均匀，不得有起皮、鼓泡、粗大颗粒、裂纹、掉块及影响使用的其它缺陷。
5.3.8金属喷涂后应尽快喷涂封闭涂料。封闭层在金属喷涂层尚有余温时进行施工，用刷涂或高压无气喷涂方法进行涂料封闭层施工；封闭层第一层用的涂料应在稍稀释后再进行刷涂，以利于涂料深入到喷锌层的孔隙中去，增强其附着力。
5.4金属喷涂质量控制要点
5.4.1喷涂金属前应检查工件表面喷砂与处理质量，如有返锈或污染应重新喷砂处理。
5.4.2喷涂的金属锌丝，含锌量应大于99.99%，粗细应均匀，且无死弯和机械损伤。
5.4.3 喷涂用的压缩空气应用油水分离器处理，并保持干燥，其压力不得低于0.4Mpa。
5.4.4金属喷涂应在工件表面喷砂预处理后立即进行。分层喷涂前前层表面降到70℃以下时方可进行下一层喷涂。
5.4.5各喷涂带之间应有1/3的宽度重叠，以免漏喷。
6 结论
6.1电弧喷涂铝或锌加封闭的复合保护涂层，同现有的其它防腐方法比较，具有技术先进、涂层防腐寿命长久、30年内不需进行任何防腐维护、可现场施工、年均防腐费用最低、经济合理等特点，是钢结构水工闸门等金属结构防腐蚀的优选方案。
6.2独流减河进洪闸除险加固选用了该种防腐方法，现在北闸已经投入使用验收，取得了良好的效果。
6.3除了根据各种条件正确选择防腐蚀措施外，必须认真做好表面处理。除了使金属表面无锈、无油腻、无污物、无灰尘、表面干燥外，还应使表面干燥。表面处理后应尽快进行保护。为了防止再度生锈和增加涂层的附着力，在表面处理后可采用磷化处理。
6.4国内外在该种防腐方法的应用上取得了一系列的成功经验，国内仍需下大力度进行热喷涂长效防腐的施工技术。
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于领先地位，并率先通过了国际质量体系认证。