冷喷锌应用闸门防腐解决方案

一、背景

钢闸门以其自重相对较轻、工作可靠性较高等优点而在水利工程中得到普遍应用，但钢闸门容易被腐蚀，腐蚀对钢闸门而言，其危害不仅限于有效截面的均匀削弱，使之过早地报废，造成大的经济损失，而且会产生局部锈坑，引起应力集中，降低结构的承载能力，促使结构脆断，酿成突发工程事故，梦能科技在钢闸门腐蚀问题作一初步探讨。

二、钢闸门腐蚀的特征与原理

2.1 工钢闸门腐蚀的特征

钢闸门的腐蚀以电化学腐蚀为主，同时伴有机械、物理、化学或生物作用；钢闸门的腐蚀往往不是均匀腐蚀，钢闸门表面各部位的腐蚀程度一般也不相同，最容易腐蚀和腐蚀最迅速的部位是钢闸门的底部及钢闸门水位变化区或浪溅区。

2.2 钢闸门腐蚀的原理

一般地说，河道内的水都可视为电解质溶液，闸门钢板内也含有金属或非金属的杂质，当钢闸门处于水中时，闸门表面各部位电位有差异（杂质的电位一般较高），加上外界因素（如结构表面状态、电解质离子浓度、溶解气体的浓度、水流速度等）的综合作用，就会形成许许多多的微腐蚀原电池，原电池反应中，电位相对较低的阳极区铁不断失去电子，以水化离子的形式溶解于水， 水下部分闸门钢板就逐渐被腐蚀， 钢闸门水面以上部位的腐蚀则主要是由于发生了吸氧或析氢电化学腐蚀。

三、影响钢闸门腐蚀速度的主要因素

制作闸门的钢材品种区别：在普通碳素钢中加入含量不多的锰、钒等合金元素，不但能提高钢材的强度，对增强钢的抗腐蚀性能也有一定的帮助，五年大气曝晒试验结果表明，16锰钢比3号钢的腐蚀速度慢20%~38%。

钢闸门表面的干湿交替变化影响：铁在水中的腐蚀速度决定于氧气在水中的浓度，一般来说，水里溶解的氧气越多，铁就越容易被腐蚀， 闸上下游水位通常是变化的，特别是沿海水闸或感潮河段上的水闸，这使得钢闸门的部分区域常处于干湿交替状态，该区域钢闸门表面潮湿，常常吸附着一层水膜，水膜厚度（1微米）适宜， 导电性能极好， 吸附溶解氧气、二氧化碳等的能力最强，这就具备了吸氧或析氢电化学腐蚀发生的良好条件，所以该部位钢板腐蚀就较为强烈。

周围环境中腐蚀介质的作用：海边盐雾大气、工业废气（氯气、硫的氧化物等）、水体中有腐蚀 性酸或碱（混酸或酸碱交替的水更具腐蚀性）以及含有可溶性盐（如氯化盐、硫酸盐等），这些都可能会加剧闸门钢板表面的电化学腐蚀反应。

过闸水流的长期作用：一方面，当受钢闸门阻挡而呈孔流泄水时，快速水流持续地强烈冲刷磨损钢闸门，有的还会发生空蚀，致使原有防腐涂层被破坏，从而加快钢闸门腐蚀速度，这在含沙量大的河道上更为严重’另一方面，水的流动增加了氧的溶解量和电解质溶液中离子扩散速度，腐蚀产物也较易被冲走，这也加快了钢铁的腐蚀速度，试验发现，一个月内铁在海水中减少36克/平方，而在流水中减少161克/平方，足见水流的作用对钢板腐蚀速度影响之大。

其它，钢闸门制作残余应力的存在也会加速钢板的腐蚀，残余应力越大，钢板越易被腐蚀；防腐层破坏的钢闸门得不到及时维护，腐蚀速度会越来越快；闸门细部结构（如钢闸门底缘）形式也会影响钢闸门的腐蚀速度!

四、钢闸门采用冷喷锌防腐方案

如前所述，钢闸门腐蚀是不可避免的，但我们可以采取措施，提高钢闸门的防腐性能，减缓闸门钢板的腐蚀速度! 钢闸门的防腐方法有多种，如涂装防腐层、 电化学保护法、加贴耐腐蚀的复合材料（如不锈钢薄板、玻璃钢）或几种方法联合保护等! 防腐蚀方案应根据结构的使用环境、运行工况、维护管理条件及技术经济等因素综合考虑，对污染比较严重的，还需进行专门试验论证!目前采用冷喷锌材料为作防腐涂层仍是 水工钢闸门防腐常用的、也是比较成熟的一种方法。

4.1 冷喷锌涂料介绍

冷喷锌涂料又叫镀膜镀锌、冷喷锌，是由经过原子法处理的超细锌粉、树脂以及挥发性溶剂等组成的单组分产品。其中镀层的锌含量高达96%，锌粉纯度在99.99%以上，锌粉粒度3-6μm，造就了冷喷锌漆镀层对钢材优异防腐蚀性能。

冷喷锌涂装方式把锌粉镀覆在基材表面上的一种材料保护技术，是在常温自然条件下就可达到热镀锌、喷锌、喷铝的防锈效果的新型防腐工艺。 其防腐原理和热镀锌一样，具有阴极保护和屏障式保护双重作用。

4.2 冷喷锌涂料特性

冷喷锌涂料的防锈效果：具有阴极保护和屏障式保护双重作用。

阴极保护作用：冷喷锌不同于一般的涂料，其干膜含有96%以上的纯锌，能够为钢铁提供很好的阴极保护。即使在很苛刻的环境中，仍能长效保护钢铁表面。防腐性能可以与热镀锌相媲美，甚至优于热镀锌。

屏障式保护作用：当冷喷锌涂料被氧化时，会在涂料表面产生一层锌盐层来提供屏障保护。同时冷喷锌涂料中的粘合剂也提供一层附加的屏障保护钢闸门，从而减缓锌的氧化。所以冷喷锌涂料的防腐蚀性能优于喷锌(铝)、热镀锌及其他富锌涂料。

操作简单、使用方便的单组份富锌涂料：与双组份、三组份的涂料相比，没有使用前繁琐的混合工序，没有涂料使用的时间限制。

4.3 冷喷锌产品配套

冷喷锌可以应用在钢闸门防腐时单独使用，也可以与其他防腐涂料配套使用，由于冷喷锌漆含有大量的锌粉，冷喷锌漆涂膜中有很多空隙，直接上面漆时易出现气泡，因此要采用梦能冷喷锌封闭底漆后，才可复涂重防腐涂料。

冷喷锌涂料 DreamZinc 96 了解更多

冷喷锌封闭剂 DreamCover 167 了解更多

环氧玻璃鳞片漆 DreamCover 152 了解更多

聚氨酯面漆 DreamDur 550 SZ 了解更多

氟碳漆 DreamDur 22F SZ 了解更多

五、闸门表面处理

防腐施工质量不好， 会直接导致防腐涂层提前失效，缩短钢闸门防腐维修周期和正常使用年限! 因此需要在防腐施工时对一些重要环节加强质量控制和工艺优化!

喷射清理：喷涂冷喷锌前，最好选择以机械除锈(喷砂、抛丸等)的办法。使闸门钢材表面清洁度达到ISO8501-1的Sa2.5级，相当于GB8923的Sa2.5级。它的文字定义为：“钢材经过机械除锈后，表面无油、无锈、无氧化皮及其他的污物，或仅留轻微的痕迹；95%钢材表面受到钢丸(砂)冲击，露出金属的光泽。” 对于闸门表面处理质量的另一个重要指标:粗糙度，梦能冷喷锌材料在施工时要求平均粗糙度 Ra=12.5μm，即粗糙度Rz=55～75μm。如果冷喷锌作为单道涂层时，表面粗糙度可控制在Rz=40～60μm，以保证涂层的厚度；在冷喷锌表面复涂重防腐涂料时为保证整个闸门涂层附着力，闸门钢材表面粗糙度Rz应大于60μm。