鋼制閘門長期處于水、潮濕空氣等腐蝕環境中,防腐處理是保證其使用壽命和安全運行的關鍵環節。目前常用的防腐方法包括涂料防腐、金屬熱噴涂防腐、電化學防腐和復合防腐,各方法在原理、優缺點和適用場景上存在明顯差異。
涂料防腐是最常見的防腐方法,通過在閘門表面涂刷防腐涂料形成保護膜,隔絕腐蝕介質與鋼材接觸。常用的涂料有環氧富鋅底漆、氯化橡膠面漆、聚氨酯面漆等,施工時一般采用多層涂裝,底漆增強附著力,中間漆增加涂層厚度,面漆提供防護和裝飾功能。該方法的優點是施工簡便、成本低,適用于大多數水利工程;缺點是涂層耐久性有限,一般每 5 - 10 年需重新涂裝,且在高濕度、強酸堿等惡劣環境下防腐效果會下降。適用于中小型水利工程、環境腐蝕性較弱的渠道閘門及對成本敏感的項目。
金屬熱噴涂防腐是利用高溫將鋅、鋁等金屬材料熔化后噴涂到閘門表面,形成致密的金屬涂層,通過犧牲陽極保護原理防止鋼材腐蝕。該方法的防腐性能優異,鋅、鋁涂層與鋼材結合力強,使用壽命可達 20 - 30 年;缺點是施工技術要求高,需要專業設備和操作人員,成本相對較高,且噴涂過程中會產生高溫和粉塵,對環境和人員有一定影響。適用于大型水利樞紐工程、沿海地區或高腐蝕環境下的閘門,如三峽工程部分閘門就采用了金屬熱噴涂鋅鋁復合涂層防腐技術。
電化學防腐分為犧牲陽極法和外加電流法。犧牲陽極法是在閘門上安裝鋅合金、鎂合金等犧牲陽極材料,通過電化學反應使陽極材料優先腐蝕,從而保護閘門鋼材;外加電流法則是通過外部電源向閘門施加陰極電流,使閘門成為陰極而得到保護。電化學防腐的優點是防腐效果穩定,可根據環境條件調節電流大小;缺點是犧牲陽極法的陽極材料需定期更換,外加電流法需要專業的電源設備和維護人員,成本較高,且對周邊環境有一定電磁影響。適用于水下部位的閘門、無法進行表面涂裝的特殊結構閘門及對防腐要求極高的重要水利工程。
復合防腐是將多種防腐方法結合使用,如先進行金屬熱噴涂形成底層,再涂刷高性能防腐涂料作為面層,綜合發揮不同方法的優勢。該方法防腐性能最佳,使用壽命最長,可達到 30 - 50 年;但成本最高,施工工藝復雜,對施工質量要求嚴格。適用于永久性大型水利工程、具有戰略意義的關鍵水利設施,如南水北調工程的部分鋼制閘門就采用了金屬熱噴涂鋅鋁涂層 + 環氧云鐵中間漆 + 氟碳面漆的復合防腐體系。
在實際應用中,需根據工程重要性、環境腐蝕性、投資預算等因素綜合選擇防腐方法,確保鋼制閘門在設計使用年限內安全可靠運行。