曹娥江大闸钢结构闸门防腐处理

张 威林彬琳

（1.绍兴市曹娥江大闸管理局，浙江绍兴 312000；2.福建省江海工程管理有限公司，福建泉州 362000）

曹娥江大闸钢结构闸门防腐处理

张 威1林彬琳2

（1.绍兴市曹娥江大闸管理局，浙江绍兴 312000；2.福建省江海工程管理有限公司，福建泉州 362000）

曹娥江大闸工程处于淡水、海水多种影响环境，受潮汐干湿交替、河口水含泥沙量冲蚀等因素影响较大，对闸门防腐环境要求较为苛刻。本文通过室内、室外与闸门所处同等环境的影响试验，提出了适合闸门防腐要求条件的处理方案，收到了良好的钢闸门防腐效果，为沿海地区闸门防腐提供了参考案例。

钢闸门；防腐；处理

1 工程概况

曹娥江大闸位于浙江省绍兴市，距绍兴市区30km，地处钱塘江下游南岸主要支流曹娥江河口。曹娥江大闸工程主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道、闸上江道堤脚加固等组成。挡潮泄洪闸总净宽560m，共28孔闸，分6厢布置，厢与厢之间用分隔墩隔开。挡潮泄洪闸共设28扇工作闸门，闸门尺寸为21.74m×5.50m，为双拱空间网架平面钢闸门，闸门梁采用空间桁架体系。工作闸门上、下游侧各有3扇平板检修钢门，检修门尺寸为20.80m×4.80m。鱼道工作闸门2扇、检修门4扇均为平面钢闸门，尺寸为2.52m×3.60m。曹娥江大闸工程受潮汐影响，干湿交替频繁；河口水含泥沙量较大，具有一定冲蚀作用，闸门防腐要求比较高。

2 钢闸门防腐蚀试验及实践

曹娥江大闸钢结构闸门，长期在海洋性腐蚀环境中工作，必须对其进行防腐处理。2004年3月，开始对大闸钢结构闸门防腐开展试验研究。

2.1 防腐涂层体系试验

根据大闸闸门工作环境及工况，分潮差区、浪溅区和大气区3个部位，征集了国内外11个厂家的21个种类、52个批次涂料，制作了1500多个试片，设计出100多套各种涂层组合（见表1）。

表1 试验用涂料

根据曹娥江大闸工作环境，选择室内及室外两种环境进行试验。室内进行了10500h（一年多）盐雾试验、周期性盐水浸泡试验、酸浸泡试验、盐水浸泡腐蚀加速试验及3000h紫外光老化试验。在大闸现场室外，进行了约2年的浪溅区、潮差区和大气区的室外暴露试验（见图1～图3）。

图1 浪溅区及潮差区挂片

图2 大气区挂片

根据室内盐雾试验、盐水浸泡试验、酸浸泡试验、盐水浸泡腐蚀加速试验、紫外光光老化试验、潮差浪溅区试件及大气区的室外暴露试验的腐蚀情况分析，喷涂金属是钢结构防腐蚀底涂层的首选，封闭涂层以环氧磷酸锌为最佳，中间涂层以环氧云铁涂层为最佳，面涂层需要根据使用的环境和部位确定，在大气区以氟树脂为佳，而浪溅区、潮差区以脂肪族聚氨酯涂料为佳。

图3 10500h（一年多）室内盐雾试验后照片

2.2 防腐涂层的实际使用

根据试验结果，曹娥江大闸钢结构闸门防腐采用金属热喷涂加涂漆封闭。

底涂层采用稀土铝合金（Rm-Al材料或Ce-Al材料）三道，涂层厚度120μm；封闭涂层采用环氧磷酸锌底漆一道，干膜厚度40μm；中间涂层采用环氧云铁中间漆一道，干膜厚度100μm；面涂层采用脂肪族丙烯酸聚氨酯涂料二道，干膜厚度100μm。

2.3 防腐涂层寿命预估

曹娥江闸门防腐施工于2007年底结束，2008年12月正式下闸蓄水，工程投入试运行。预估此防腐体系组合寿命可达到50年左右（见表2）。

表2 曹娥江金属结构防腐蚀寿命预估

3 钢闸门防腐存在的问题

经过近2年运行，2010年上半年，发现闸门有锈蚀现象。闸门锈蚀情况为：从下游轨道梁上看，大闸总体良好，顶部面漆层基本完好，但在底部桁架正面有鼓泡现象；在闸底板近距离观察，发现鼓泡现象非常严重，桁架内部、闸面板等均有脱落现象，里面的金属合金中的铝大多发生反应形成白色胶状物，许多地方外部油漆已脱落，露出环氧云铁层，有的地方已生黄锈；闸门的曹娥江侧（淡水面），大面积鼓泡，出现白色胶状物；部分桁架涂层出现龟裂现象（见图4）。

图4 钢闸门腐蚀情况

4 钢闸门再次腐蚀原因

经分析，闸门过早出现锈蚀的主要原因如下。

4.1 环境影响

闸门上游是曹娥江淡水环境，水质较为稳定，电解质浓度低、电阻率高，但由于长期浸泡在水下，启闭时频繁干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，以及水浪、泥沙和其他漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀。

闸门下游是钱塘江海水，海水受到潮汐的影响，周期性地夹杂大量的泥沙冲击闸门，同时，海水电解质浓度高，腐蚀性较强，并且闸门干湿交替，对防腐层的附着力影响较大，会使防腐层局部脱落。

4.2 防腐涂层影响

现涂层为环氧富锌底漆环氧云铁中间漆丙烯酸聚氨酯面漆，该涂层为典型的露天防晒涂层结构。该涂层结构不适应干湿交替的环境，其面漆容易干裂形成裂纹，破坏防腐效果；水流的速度和其含有的泥沙也对防腐层的耐磨性提出了更高的要求。

4.3 电偶腐蚀

钢闸门上采用一些不锈钢构件，如止水压板的不锈钢螺栓等，不锈钢与钢闸门及闸门表面的喷铝层有0.3～0.6V电位差，形成电偶腐蚀电池，不锈钢构件得到保护，但钢闸门或喷铝层加速腐蚀。

4.4 人为因素

在施工和检修过程中，涂层结构不可避免地会受到磕碰，造成局部涂层受到破坏，使得腐蚀比较严重。

5 钢闸门防腐处理优化方案

针对防腐存在的问题，大闸管理单位分别组织设计、科研、监理、施工、业主及水工金属结构质量检验测试等单位，对钢闸门防腐问题进行专题研究，拟定的防腐涂层修复方案如下。

5.1 防腐涂层

首先对闸门进行全面喷砂除锈处理，除锈效果经检验合格后，选用耐海水腐蚀的压载水舱涂料重新涂装。

5.2 防腐层结构

采用两底漆+两面漆处理方案。干膜厚度至少240μm，闸门底部浸水区域涂层厚度适当增加，干湿交替区域适当进行处理。

5.3 阴极保护

根据水质和工作性质不同，对大闸上游和下游工作闸门、检修闸门和鱼道，采用不同的阳极进行处理。上游是淡水环境，水中电解质浓度低、电阻率高，选择高电位镁阳极；下游是海水环境，海水电解质浓度高、电阻率低，腐蚀较为严重，选用耐海水性能较好的高效铝阳极。

6 钢闸门防腐处理方式

2011年10月，开始对曹娥江大闸钢闸门进行防腐涂层维护，2012年6月完工。将28扇工作闸门分为四组，分别采用四种方式进行防腐处理。

6.1 涂层修复处理方式

钱塘江侧，以闸门上部第二根主拱顶部为界，以上部分进行局部基层处理，喷砂清除钢闸门表面局部已破坏涂层、金属锈蚀点及污秽物，未锈蚀部分对面漆表面拉毛至中间漆（面漆全部清除）；以下部分进行全面喷砂处理除去原涂层。曹娥江侧闸门锈蚀部位进行局部基层处理，喷砂清除钢闸门表面局部已破坏涂层、金属锈蚀点及污秽物，对喷砂处理部分用环氧富锌刷涂两道，干膜厚度80μm，中间涂层（环氧云铁或厚浆型环氧）刷涂两道，干膜厚度不小于250μm，面漆（环氧面漆）刷涂两道，干膜厚度不小于80μm。

6.2 涂层加钱塘江侧阴极保护处理方式

防腐涂层技术要求同上，钱塘江侧闸门同时进行阴极保护。

6.3 喷锌加涂层修复处理方式

1组工作闸门上下游两侧，均全面喷砂处理除去原涂层、金属锈蚀点及污秽物。底涂层喷锌，厚度用160μm；封闭涂层用环氧封闭漆，干膜厚度40μm；中间涂层为环氧云铁两道，干膜厚度不小于250μm；面漆（环氧面漆或厚浆型环氧）两道，干膜厚度不小于80μm。

6.4 复合处理方式

喷锌加涂层修复处理方式与钱塘江侧阴极保护方式、涂层修复处理方式与钱塘江侧阴极保护方式可以复合使用，进行处理，处理方式同上。

7 结 语

采用新防腐方案进行防腐处理的钢闸门，经过近4年运行，采用喷锌加涂层修复处理、钱塘江侧增加阴极保护方案，效果最好，未再出现锈蚀现象。此方案对沿海地区水闸钢闸门防腐有十分重要的参考价值。

Anti-corrosive treatment of Caoe River brake steel structure gate

ZHANG Wei1，LIN Binlin2
（1．Shaoxing Caoe River Brake Administration，Shaoxing 312000，China；2．Fujian River＆Sea Engineering Management Co.，Ltd，Quanzhou 362000，China）

Caoe River brake project is located in various affecting environments such as fresh water and seawater.It is greatly affected by tidal dry-wet alternation，estuarine water sediment load erosion，etc.So stricter requirements are proposed to gate anti-corrosion environment.In the paper，the treatment scheme suitable for gate anti-corrosive requirement conditions is proposed through influence test of indoor and outdoor in equal environments with the gate.Steel gate anticorrosive effects are received，and reference case is provided for gate anti-corrosion in coastal area.

steel gate；corrosion protection；treatment

TV663

B

1673-8241（2016）09-0014-04

10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2016.09.004