莊萬里 劉 偉 嚴(yán)岳同

淮河流域氣候復(fù)雜，加之黃河長(zhǎng)期奪淮，水旱災(zāi)害問題較為突出。新中國成立后我國大力推進(jìn)水利建設(shè)，水利工程點(diǎn)多面廣量大，大部分工程建于20 世紀(jì)50 ～70年代，工程建設(shè)時(shí)間久、標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量不高，多年的運(yùn)行導(dǎo)致存在較多的安全隱患，運(yùn)行管理風(fēng)險(xiǎn)大。水閘工程在防洪、調(diào)節(jié)控制水位和合理利用水資源方面起著重要的作用。研究淮河流域上的水閘防腐問題，對(duì)消除水利工程安全隱患和保障國家人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著重要意義。本文將針對(duì)淮河流域水閘防腐處理措施進(jìn)行分析研究，并提出合理建議。

一、水閘防腐問題的成因

1.防腐材料以及工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)

淮河流域建有大小形式不同的水閘，在淮河流域防洪、水量控制調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著重要作用。但是很多水閘工程建設(shè)時(shí)，工程技術(shù)和工程材料較為落后，在修筑水閘的過程中，工程師常會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)市場(chǎng)情況和經(jīng)驗(yàn)選擇水閘防腐材料（簡(jiǎn)單的覆蓋層）以及涂抹技術(shù)。這些落后的技術(shù)、材料以及工藝導(dǎo)致水閘防腐能力不達(dá)標(biāo)，在較長(zhǎng)的時(shí)間運(yùn)行下會(huì)出現(xiàn)一些嚴(yán)重的水閘腐蝕問題。

2.水閘防腐設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理

水利工程是一個(gè)高技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目。水閘的防腐設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否合理是影響水利工程能否安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素。淮河流域的水利工程普遍建設(shè)時(shí)間早，由于技術(shù)能力上的落后和當(dāng)?shù)丨h(huán)境以及地勢(shì)地貌等因素的限制，水閘防腐設(shè)計(jì)方案水平較低，也沒有結(jié)合惡劣的腐蝕環(huán)境規(guī)避重要金屬部位，在同樣的防腐周期下這些部位會(huì)受到程度更深的腐蝕，故而有些水閘重要部位存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.流域氣候影響水閘防腐周期

水閘的壽命周期取決于它的防腐周期。影響水閘防腐周期的因素非常多，其中最重要的就是流域氣候。例如：北方大多屬于常年干燥型氣候，南方大多屬于潮濕型氣候，南方的陰冷潮濕大大縮短了大多數(shù)混凝土金屬結(jié)構(gòu)水閘的防腐周期，因此北方水閘相比南方水閘防腐周期更長(zhǎng)；黃河流域泥沙含量較大，常年因氣候變化導(dǎo)致洪水泛濫，水閘在泄洪時(shí)受到含沙量大的水流沖擊侵蝕，導(dǎo)致水閘防腐周期變短，使用壽命逐漸縮短。故此在對(duì)水閘金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐處理時(shí)要求充分考慮流域氣候的影響。

二、水閘常用的防腐措施

針對(duì)水閘所處地域環(huán)境的不同，應(yīng)采用不同的水閘防腐措施。

1.涂料保護(hù)法

目前我國在水閘防腐措施上使用最多的方式是涂料保護(hù)法，即在水閘表層涂上防腐材料，可以防止水閘與空氣中的氧氣、水直接接觸，避免了水閘金屬材料發(fā)生銹蝕的問題。防腐涂料的品種很多，主要有油脂漆、環(huán)氧樹脂漆、瀝青漆、氯化橡膠漆和船體防銹漆等。防腐涂層一般由底漆、中間漆和面漆三部分組成。其中，底漆應(yīng)具有良好的附著性、耐蝕性；面漆應(yīng)具有良好的耐候性、耐干濕交替性；中間漆應(yīng)能提高底漆和面漆的黏合性。實(shí)踐表明這種涂料保護(hù)法價(jià)格低且周期能達(dá)十年以上。

2.金屬噴鍍法

金屬噴鍍法在水閘防腐方面效果顯著，但使用成本較高。金屬噴鍍法需要利用鋁或鋅等金屬材料，通過對(duì)鋁和鋅進(jìn)行溶解等物理和化學(xué)反應(yīng)，將它們噴射在水閘金屬表面，這樣就可以有效地防止金屬水閘被腐蝕，從而延長(zhǎng)其使用壽命。金屬噴鍍法相對(duì)于涂料法來說具有很大的優(yōu)勢(shì)，但成本較高。

3.陰極保護(hù)法

陰極保護(hù)法是利用物理科學(xué)的方法來保護(hù)水閘防腐周期的一種措施，防腐原理是在水閘金屬上加上一定的直流電流，使其產(chǎn)生陰極極化，當(dāng)金屬位于某一電位值時(shí)，腐蝕的陽極溶解過程就會(huì)得到抑制。根據(jù)電流的不同，陰極保護(hù)法分為犧牲陽極法和外加電流法兩種：犧牲陽極法是將一種電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物電性連接，通過不斷溶解消耗電負(fù)性金屬或合金，向金屬提供保護(hù)電流，使金屬獲得保護(hù)；后者將外部交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電，通過輔助陽極將保護(hù)電流傳遞給被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物，讓水閘的腐蝕得到抑制。這兩種方法可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

4.多元方式合理利用

國家鼓勵(lì)水利工程采用多元化的水閘防腐措施，積極學(xué)習(xí)世界各國優(yōu)秀的水閘防腐處理經(jīng)驗(yàn)。通過陰極保護(hù)和涂覆層的組合應(yīng)用，可以使水下金屬結(jié)構(gòu)獲得最經(jīng)濟(jì)有效的保護(hù)，良好的涂覆層可以保護(hù)水閘百分之九十以上的外表面不受腐蝕，水下的金屬結(jié)構(gòu)通常在使用前涂覆保護(hù)涂層以將金屬與電介質(zhì)環(huán)境隔離，如果金屬構(gòu)筑物能夠做到完全絕緣隔離，金屬在電介質(zhì)中的腐蝕電池的形成受到抑制，腐蝕電流將無法產(chǎn)生，從而有效解決水閘防腐問題。此外，近些年引進(jìn)了一種新型包覆技術(shù)，主要是在被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)面層包裹覆蓋可延緩或防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的材料，這種方法比較適用于形狀統(tǒng)一規(guī)矩、面積較大和易包覆的鋼材，但該技術(shù)目前有待進(jìn)一步探索研究。

三、結(jié)語

綜上所述，淮河流域水閘防腐問題的解決需要水利工程團(tuán)隊(duì)綜合考慮各方面的因素：一要仔細(xì)分析水閘出現(xiàn)腐蝕問題的成因，考慮自然環(huán)境對(duì)水利工程項(xiàng)目的制約，根據(jù)不同情況具體分析選擇防銹蝕方案；二要通過各種方式提高水閘管理人員的專業(yè)技術(shù)能力，不斷更新專業(yè)知識(shí)，提升整體管理水平；三要合理地借鑒國內(nèi)外水閘防腐先進(jìn)技術(shù)措施，緊跟國際科技前沿，將其利用到我國水利工程項(xiàng)目之中。只有制定合理有效的水閘防腐措施，才能確保水利工程項(xiàng)目持續(xù)發(fā)揮其應(yīng)有的作用■