涂层——牺牲阳极联合保护在水工金属结构防腐中的应用

尹正宇

（西藏自治区旁多水利枢纽管理局，西藏 拉萨 850000）

在水中裸露的金属结构非常容易被腐蚀，过去普遍使用涂敷油漆、喷锌等一系列的方法。这些方法如果单独使用在防腐工作中，效果不会很显著。因此，人们将这些技术结合，产生了涂层-牺牲阳极联合保护的方法，不但成本低，而且防腐效果非常好。

1 水工金属结构防腐工作的问题

1.1 防腐的方法落后

目前，我国水工金属结构的防腐方法不够完善，而且很落后。虽然近几年的技术和方法都得到改进，然而水工金属结构防腐仍然落后于其他国家，大部分细节问题都未得到安排和规划。金属结构产生问题后，所使用的防腐原料、防腐技术均不符合防腐工作的标准。特别是涂层-牺牲阳极联合保护在水工金属防腐中的利用，更是需要得到升级和优化[1]。

1.2 技术人员的能力不够

一些技术人员仅仅依靠自身的主观经验来开展防腐工作，使得水工金属结构的防腐仅停留在表面，未能从根本上解决问题。而且技术人员缺乏专业的防腐知识，特别是在涂层-牺牲阳极联合保护技术方面，更是缺乏相关的经验。还有一部分技术人员，没有对技术进行深入的了解，给工作带来了问题。

1.3 检查和监督工作不到位

在开展水工金属结构的防腐工作时，未能进行严格的检查和监督，甚至忽略了防腐方面的技术要求，以及所需原料的匹配度。即便进行了检查，其力度也远远不够，使得防腐蚀工作因为工作人员的疏忽而产生一些问题[2]。此外，在水工金属结构的防腐工作中，还时常产生预留的时间估算不准确的现象，所以只能在赶进度的情况下快速完成工作，最终产生一些失误。

2 什么是涂层-牺牲阳极联合保护

这里所说的涂层-牺牲阳极联合保护技术，指的是在被保护的金属结构中，安装或焊接电位非常低的材料，这些材料包括了镁、铝、锌合金等，从而产生阳极，而金属结构属于阴极。通过一定的作用，不同的金属会产生电位差，形成高强度的电流。因为金属结构属于阴极，因此能获得保护，最终实现防腐的目标。而且所采用的材料是镁、铝、锌合金，这些材料属于阳极，会被销蚀掉，所以这样的方法也被称为牺牲阳极。

不仅如此，也要在金属结构表面涂刷一层涂料，因为涂层能降低阳极的消耗量，这就是涂层-牺牲阳极技术，其能更好的形成防腐结构。这种的方法不但施工容易，而且不会对环境造成污染。目前，牺牲阳极的技术被广泛使用在水利闸门、管线工程或者港口的施工中。

3 涂层-牺牲阳极联合保护技术的种类

（1）金属镀锌的方法。这种方法对技术的要求非常高，同时也能起到重要的防腐作用。其借助牺牲阳极的方法，对金属表面进行封存。而且也对金属结构进行涂层，发挥出牺牲阳极的保护功能，防止金属生锈和产生腐蚀。但目前这样的方法仅仅被用在有电解质溶液的水工金属结构防腐工作中，而且该方法对喷锌的技术有着很高的要求，所耗费的成本很高。为了保护锌层的附着力，需严格控制喷锌的环境。这种锌层技术结构在进行覆盖后，能避免溶液内的电解质被金属吸纳，减少电极的腐蚀，更好的保护电解质溶液。

（2）涂敷油漆的方法。从目前来看，涂敷油漆是使用在水工金属结构防腐中最常见的一种技术。其不但成本很低，而且效果非常显著，容易操作，方便简单。然而这样的技术对涂料的质地有着较高的要求，其必须将涂料敷在金属外层。借助涂层薄膜来对金属进行一定的保护，促使金属和外界的介质相隔。大阴极与小阳极会产生变化，从而对金属涂层进行调节，最终达到防腐的目的。

所以其所采用的涂层必须能耐高温、抗腐蚀，同时也必须要能防水，这样才能避免金属涂层受到腐蚀。

4 涂层—牺牲阳极联合保护在水工金属结构防腐中的应用案例

该区域内大概有6座钢闸门挡潮闸，保护面积为2000㎡，其被淹没于海水内。之前所采用的涂层防腐方法效果不太好，同时需要不断维护。所以开始对涂层—牺牲阳极联合保护方法进行使用。

（1）喷锌涂层的设计和施工。按照GBT8923.4-2013《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》、SL105-2016《水工金属结构防腐蚀准则》、设计图纸等，选择喷锌加涂料防腐，喷锌层厚度是160μm，底漆是50μm的环氧清漆，面漆是90μm的氯化橡胶漆。在进行喷砂除锈之后，要进行涂装。必须保证钢材表面的清洁度等级大于级，钢材表层的粗糙程度也要在45μm～65μm之间。然后要完成金属喷镀的工作，所喷镀的金属表面必须是平整的，不能有裂痕、凹凸等问题。局部厚度需要满足设计的需要，附着力也要达到一定的程度。防腐喷锌层厚度是160μm，检查了上扉门、下扉门的区域，其中平均厚度需超过160μm。在涂料方面，先要检查外观涂层是否平整，确保没有裂缝、凹凸、痕迹等。涂膜逐渐干燥后，干膜厚度的测试值需要超过89%，这样才符合要求。而且要保证有一定的附着力，不会脱胶。闸门防腐复合涂层厚度是300μm，检查相关的扉门，这些区域的平均厚度需要达到98%左右。而且厚度平均最小值必须是299μm，这样才达到了一定的要求。

（2）牺牲阳极的设计和施工。严格遵循相关标准和规则，将镁合金作为本次工程的材料。平均每个重量是8kg，大小则是（90＋85）×80×700mm。在上游，平均每扇下扉钢闸门的平板面安装4个阳极，下游则安装10个阳极，总共14个阳极。6座下扉钢闸门，阳极总量是94个，其重量共达到了770kg。对牺牲阳极进行合理布置，使用现场电弧焊接方式来进行连接，并且严格遵循设计图纸的要求。在焊接阳极铁脚时，要保证焊缝的充足，确保没有漏焊、虚焊的问题。在焊缝处用钢丝刷去除渣滓，同时采用氯化橡胶漆对两边进行涂刷。

（3）金属结构的防腐必要性。在一些工程当中，金属管道常年接触腐蚀性介质，传统方式采用喷涂料、刷防腐漆等防腐措施。由于非金属涂层受冰冻、撞击、划伤等外界因素破坏，局部防腐保护失效，造成金属结构腐蚀。采用牺牲阳极保护技术与非金属涂层相结合，可有效抑制金属构建腐蚀问题。

5 结论

在水工金属结构防腐中，涂层-牺牲阳极联合保护技术得到了广泛使用。而且这项技术也在不断的优化和完善中，我国需要加大对技术的投入力度，并且做好金属结构工程项目的监管力度，这样才能更好的对水工金属结构进行防腐。