水工金属结构防腐分析

磨振国

摘要：随着我国经济的不断发展，我国对水利工程建设等方面更加的重视和规划，水利工程是我国民生建筑工程中的一项重要组成部分，它关系到我国民生的发展和人民基本生活的需求与保障，因此受到我国政府的高度重视。但由于我国天气状况等原因，我国的水利工程项目面临着非常严峻的问题和考验就是水利工程的防腐问题，而在水利工程中水工金属结构的防腐工作更是重中之重，它直接关系着我国水利工程的整体效果和安全维护，因此，本文从金属结构腐蚀的原因进行分析，提出水工金属结构防腐技术。

关键词：建筑工程；造价；问题；措施

1、金属结构腐蚀的原因分析

1.1、化学腐蚀

化学腐蚀是根据化学的多项反应机理，金属表面的原子直接与反应物(如氧﹑水﹑酸)的分子相互作用。如钢铁与干燥的气体反应，或在高温中氧化以及在酒精、汽油等非电解质溶液中发生的腐蚀都属于化学腐蚀。

1.2、电化学腐蚀

电化学腐蚀机理是：在电解质溶液中，金属表面各个部分的电位不同，构成腐蚀电池，在这种电池中，电极电位较低者称为阳极，反之为阴极。阳极上的金属溶解成为金属离子进入溶液，放出的电子流到阴极消耗掉，整个过程伴随着电流的产生。水工钢闸门所用钢铁的成分除铁之外，还含有石墨、渗碳体以及其它金属和杂质，它们大多数腐蚀电位比铁高，这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质。由于铁与杂质紧密接触，遇到含有酸、碱、盐的水溶液、海水或者潮湿的大气构成的电解质溶液，就刚好符合形成原电池的三个条件：（1）还原性强的阳极，氧化性的负极；（2）两极用导线连接或者直接接触构成闭合回路；（3）两极之间填充电解液。经过大量的实例分析，水工钢闸门的腐蚀主要以电化学腐蚀为主。此外，外界环境因素，如水温、pH值、水质污染、水阻率、流速、钢闸门在水中的不同位置、生物附着情况及钢闸门表面防腐涂层状况等，也对钢闸门的腐蚀产生很大影响。

2、金属结构防腐处理方法

2.1、喷涂锌（铝）保护

喷锌（铝）是利用氧———乙炔焰作为热源，通过相应的施工工艺和专用设备将锌（铝）丝熔融后用压缩空气将熔化的金属锌（铝）吹成雾状，均匀地喷涂到经过合格预处理的金属表面上，形成一层薄而致密的锌（铝）涂层，该涂层对金属具有如下双重保护作用：（1）锌（铝）涂层能够将钢铁与水和空气隔开，从而达到防腐的目的；（2）锌（铝）被喷在正极性较强的金属表面上，由于锌（铝）的电极电位比较低，在有电解质存在时，锌（铝）涂层成为阳极而失去电子，产生电流优先被腐蚀，金属基体变为阴极，受到锌（铝）层保护从而达到金属结构防腐的目的。喷涂锌（铝）保护防腐时间可长达20年，是一种有效的防腐方法。此外，在锌线或者铝线中加入一定量的稀土，可以使锌和铝的物理性能得到进一步改善，防腐效果将更佳。传统观点认为喷涂锌（铝）保护费用高，建设单位难以接受，不利于推广。但是从实际应用情况来看，喷涂锌（铝）保护法耐水性好，耐腐蚀性强，使用寿命长，不用每年进行定期维修，节约了大量的人力和物力，还减少了维修、停运和拆装时间，从经济效益和社会效益上看都是十分显著的。热喷涂金属防腐措施，在葛洲坝电站得到了普遍应用，保护面积超过20万ｍ２，该防腐措施不仅节约了日常维护工作量，还提高了金属结构的完好率和使用率，产生了经济效益和社会效益。

2.2、涂料保护

涂料保护是将涂料涂在金属结构表面形成涂层，形成的涂层必须满足：连续无孔、不透气、不透水，有较大的附着力，有适当的硬度和弹性，有隔离作用，稳定，以及其它特殊要求如耐酸和缓蚀等特性。涂料保护法也是一种有效的防腐方法，具有施工简便，投资低，使用范围广等优点。特别是近年来，各种高效优质涂料广泛地生产与使用，以及简便的施工工艺，使得涂料保护法的应用范围得到进一步扩大。例如，水性无机富锌涂料结合了热喷锌、铝与有机富锌涂料的优点，它以水为溶剂和稀释剂，无污染，无着火危险，符合环保的规定，是目前最具发展前途的环保型涂料。其对金属结构的防腐作用主要有：屏蔽作用、电化学防护、涂膜自修复和钝化作用。

2.3、外加电流法

外加电流法是把要保护的金属结构作为阴极，另外用不溶性电极作为辅助阳极，两者都放在电解质溶液里，接上外加直流电源。通电后，大量电子被强制流向被保护的金属结构，使金属结构表面产生负电荷（电子）的积累，只要外加足够强的电压，金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送，因而防止了金属结构的腐蚀。该方法管理复杂，需要外部电源持续的电源供给，维护费用高，但防腐周期长。

2.4、涂层—牺牲阳极联合保护

在工程应用中，有时采用单一的保护方法防腐效果可能不太理想，需要采用联合保护方法。将牺牲阳极保护阴极法与喷涂锌（铝）保护法联合使用，防腐效果将得到进一步提高。在金属结构表面再增加涂层的作用如下：（1）因为电能只消耗在裸露的金属表面上，减少阳极的消耗，延长阳极块的使用寿命；（2）锌（铝）涂层表面的电阻增大，将大大改善电流遮蔽现象，使保护电位分布更加均匀，从而使金属结构各个角落的保护效果得到进一步提高；（3）即使锌（铝）涂层出现损坏，破损处也不会出现腐蚀、生锈、体积膨胀等问题，不会把涂层鼓掉，因而涂层———牺牲阳极联合保护法大大延长了涂层的寿命。综上所述，涂层———牺牲阳极联合保护法综合了两种保护方法的优点，使防腐效果更好，也更经济。

总之，在水利水电工程中，金属结构在防洪度汛、蓄水发电、灌溉、确保大坝安全及检修等方面起着重要的作用，如何采用最佳的防腐蚀配套体系、最优质的防腐材料以及涂装工艺十分重要。防腐方案要结合金属结构设备的实际运用情况，从经济和技术等方面综合比较，采用最优的方案进行施工，强化防腐蚀意识，实施科学的管理办法，并对整个防腐施工的每个环节都要严格把关，进行全程质量监督，这样才能达到预期效果。

参考文献：

[1]杨振杰.水工金属结构防腐分析[J].四川水泥，2015，07：87.

[2]洪林.我国水工金属结构防腐方法之我见[J].科技创新与应用，2017，08：207.