一、水工机械腐蚀背景

水工机械上常见的金属结构长期在日光曝晒、阴暗潮湿、干湿交替、常浸水下、高速水流冲刷、水生物腐蚀、泥沙、冰凌及其它漂浮物的冲磨等恶劣环境下工作，极易发生锈蚀。因此，做好水工机械金属结构的防腐工作，无论从保证安全运用、延长使用寿命来说，还是从节约金属材料来说，都有十分重大意义。金属锈蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是在没有电流产生的情况下发生的腐蚀；电化学腐蚀是金属与电解质溶液接触时形成无数小的腐蚀电池而引起的腐蚀。水工机械金属结构的腐蚀大多属于这类腐蚀，对结构物的破坏十分严重，危害极大。这就是日常使用的干电池的放电原理，是靠电池内部其中一种金属被腐蚀的过程而实现的，这种腐蚀现象就叫电化学腐蚀。

一、引用标准

现行国家有关标准规范、强制性标准条文等；

《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》 （GB50212-2002）

《涂装前钢材表面腐蚀等级和除锈等级标准》 （GB8923-1988）

《涂装作业安全规程、安全管理规则》 （GB6514-1995）

《防腐蚀涂料的质量要求》 （GB6514-1991）

《涂料作业安全规程、油漆工艺安全及其通风净化》 （DJ/T6931-1999）

《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 （HGJ229-91）

《涂装作业安全规程涂装前处理工艺安全》 （GB7692-87）

《建筑施工场界噪声限值》 （GB12523-90）

ISO9001质量管理体系文件

ISO14001环境管理体系文件

GB/T28001职业健康和安全管理体系文件

一、设计依据

环境条件:大气环境对建筑钢结构长期作用下的腐蚀性等级可按表 1 确定。

一、闸门防腐方案

腐蚀不仅影响结构的安全运行，还要消耗大量的人力、物力、财力来进行防腐蚀工作，据一些水闸工程统计，每年用于闸门防腐的经费约占全年维修费用的一半，同时还要调动大量的劳动力来除锈、油漆或喷涂等。因此，为了有效地控制钢铁的腐蚀，延长钢闸门的使用寿命，确保水利水电工程的完整和安全，钢闸门的长效防腐问题已引起人们的广泛关注。

水利水电工程中的钢结构水闸门及钢结构，有的长期浸于各种水质（海水、淡水、工业废水等）中；有的由于水位变化或闸门启闭常处于干湿交替的环境：有的还会受到高速水流的冲击和泥沙、漂浮物、冰凌的磨擦；位于水面或水上部分还受到水蒸发的潮湿气氛和飞溅的水雾作用；处于大气中工作的结构还受到日光、空气的作用。因为水工闸门的工作环境恶劣，影响因素众多，我们有必要对腐蚀因素做一下分析。

闸门的工作环境恶劣，影响因素众多，其闸门腐蚀的因素有：

1）气候因素：闸门水上部位易受日晒雨淋、潮湿气氛等的作用而发生腐蚀；

2）钢结构表面状态：粗糙、机械损伤、空穴、焊接缺陷、缝隙等对腐蚀影响很大；

3）应力和变形：应力和变形越大，腐蚀越甚。

4）水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异；海水含盐量高，导电性好，海水中含有大量氯离子，对钢铁的腐蚀性大，闸门在海水中腐蚀严重。

5）水流速度：闸门受到水流及水中夹带的泥沙等磨粒对金属表面高速冲击，产生冲蚀磨损；同时，水体的流动使极化作用加强，比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走，使腐蚀加快，所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。

表1：钢制闸门采用热喷锌+油漆防腐方案

热喷锌工艺是一种闸门防腐施工技术，通过将高温熔化的锌雾化成颗粒喷射到闸门表面上，形成锌铁合金层，以达到防腐防锈的效果。具体来说，热喷锌工艺包括表面处理（如喷砂除锈打糙）、热喷涂（使用火焰线材喷枪喷锌，涂层厚度约为160μm）、后处理（刷涂和喷涂油漆相结合，底漆和面漆的厚度有特定要求）等步骤 。这一工艺不仅提高了闸门的耐腐蚀性能，还能延长其使用寿命。

表2：钢制闸门采用冷喷锌防腐方案

冷喷锌替代热喷锌的优势主要体现在以下几个方面：首先，冷喷锌施工更为简便高效，可以采用刷涂、滚涂或喷涂等多种方式，操作简单灵活，而热喷锌工艺相对复杂 。其次，冷喷锌在环保方面表现更优，产生的污染物较少，对环境和人体的影响小，符合国家环保发展政策 。再者，冷喷锌的能耗较低，无需像热喷锌那样消耗大量能源来维持高温环境 。此外，冷喷锌涂层的耐久性较好，维护周期长，可降低长期维护成本 。最后，冷喷锌涂层出现局部损坏时，修补较为容易，可直接在受损部位进行涂覆，而热喷锌的修补往往需要复杂的预处理过程 。

表3：钢制闸门采用石墨烯油漆防腐方案

石墨烯涂料应用于闸门具有显著优势：其高比表面积和导电导热性提升防腐性能，增强基材附着力，降低涂层厚度同时提高耐磨性。石墨烯的力学性能改善了涂膜的耐冲击性和柔韧性，适应环境变化，减少裂纹。环保无毒，提高闸门工作效率，降低维护成本，是环保和性能兼备的理想选择。

一、启闭机防腐新建方案

启闭机在水工机械中已被广泛应用，它的工作效率高、性能可靠、运行安全，不过，启闭机主要控制水工机械中水位的重要构件，长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其他漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀，若出现腐蚀问题处理不当或不及时，则故障率会大大提高，可靠性、安全性自然会降低，甚至会引发水工机械运行事故。

表1：启闭机采用石墨烯油漆防腐方案

一、拦污栅防腐新建方案

拦污栅一般设在引水隧洞或压力和抽水管道进口，用于拦阻水流挟带的杂木、杂草等污物，保证水工机械设备安全运行的结构。拦污栅由边框、横隔板、栅条构成，支撑在混泥土墩墙上，一般用钢材制造。由于拦污栅长期处于潮湿的环境中，受到水流、空气以及泥沙等物质的作用极易发生腐蚀。

拦污栅腐蚀的主要因素：

1）气候因素：闸门水上部位易受日晒雨淋、潮湿气氛等的作用而发生腐蚀；

2）金属结构表面状态：粗糙、机械损伤、空穴、焊接缺陷、缝隙等对腐蚀影响很大；

3）应力和变形：应力和变形越大，腐蚀越甚。

4）水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异；海水含盐量高，导电性好，海水中含有大量氯离子，对钢铁的腐蚀性大，闸门在海水中腐蚀严重。

表1：拦污栅翻新/新建油漆防腐方案

一、卷扬机防腐新建方案

卷扬机，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称绞车。卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。

表1：卷扬机采用石墨烯油漆防腐方案