钢制闸门长期处于水、潮湿空气等腐蚀环境中,防腐处理是保证其使用寿命和安全运行的关键环节。目前常用的防腐方法包括涂料防腐、金属热喷涂防腐、电化学防腐和复合防腐,各方法在原理、优缺点和适用场景上存在明显差异。
涂料防腐是最常见的防腐方法,通过在闸门表面涂刷防腐涂料形成保护膜,隔绝腐蚀介质与钢材接触。常用的涂料有环氧富锌底漆、氯化橡胶面漆、聚氨酯面漆等,施工时一般采用多层涂装,底漆增强附着力,中间漆增加涂层厚度,面漆提供防护和装饰功能。该方法的优点是施工简便、成本低,适用于大多数水利工程;缺点是涂层耐久性有限,一般每 5 - 10 年需重新涂装,且在高湿度、强酸碱等恶劣环境下防腐效果会下降。适用于中小型水利工程、环境腐蚀性较弱的渠道闸门及对成本敏感的项目。
金属热喷涂防腐是利用高温将锌、铝等金属材料熔化后喷涂到闸门表面,形成致密的金属涂层,通过牺牲阳极保护原理防止钢材腐蚀。该方法的防腐性能优异,锌、铝涂层与钢材结合力强,使用寿命可达 20 - 30 年;缺点是施工技术要求高,需要专业设备和操作人员,成本相对较高,且喷涂过程中会产生高温和粉尘,对环境和人员有一定影响。适用于大型水利枢纽工程、沿海地区或高腐蚀环境下的闸门,如三峡工程部分闸门就采用了金属热喷涂锌铝复合涂层防腐技术。
电化学防腐分为牺牲阳极法和外加电流法。牺牲阳极法是在闸门上安装锌合金、镁合金等牺牲阳极材料,通过电化学反应使阳极材料优先腐蚀,从而保护闸门钢材;外加电流法则是通过外部电源向闸门施加阴极电流,使闸门成为阴极而得到保护。电化学防腐的优点是防腐效果稳定,可根据环境条件调节电流大小;缺点是牺牲阳极法的阳极材料需定期更换,外加电流法需要专业的电源设备和维护人员,成本较高,且对周边环境有一定电磁影响。适用于水下部位的闸门、无法进行表面涂装的特殊结构闸门及对防腐要求极高的重要水利工程。
复合防腐是将多种防腐方法结合使用,如先进行金属热喷涂形成底层,再涂刷高性能防腐涂料作为面层,综合发挥不同方法的优势。该方法防腐性能最佳,使用寿命最长,可达到 30 - 50 年;但成本最高,施工工艺复杂,对施工质量要求严格。适用于永久性大型水利工程、具有战略意义的关键水利设施,如南水北调工程的部分钢制闸门就采用了金属热喷涂锌铝涂层 + 环氧云铁中间漆 + 氟碳面漆的复合防腐体系。
在实际应用中,需根据工程重要性、环境腐蚀性、投资预算等因素综合选择防腐方法,确保钢制闸门在设计使用年限内安全可靠运行。