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1、泵站鋼閘門腐蝕因素分析與對策湖北理工學(xué)院機電工程學(xué)院(黃石435000)沈華東【摘要】從理論上闡述了泵站鋼閘門腐蝕失效的機理。從工作環(huán)境中pH值、鹽濃度、泥沙j中擊和焊縫腐蝕等角度，分析了影響鋼閘門腐蝕失效的各種因素，提出了涂層防護、金屬熱噴涂防護、犧牲陽極陰極保護法、技術(shù)管理等防止鋼閘門腐蝕失效的技術(shù)措施，使鋼閘門減少過流部位金屬腐蝕，以提高其有效的使用壽命。結(jié)合泵站運行實踐經(jīng)驗表明，金屬熱噴涂是鋼閘門防腐蝕途徑的最佳選擇。【關(guān)鍵詞】鋼閘門電化學(xué)腐蝕涂層熱噴涂一、刖吾某泵站投入使用2臺BGZ--3000×2500型進水
2、鋼閘門，其設(shè)計參數(shù)：允許最大正向壓力0．1MPa，提升速度0．8m／rain。2008年非汛期檢查時發(fā)現(xiàn)，閘板腐蝕嚴(yán)重，迎水'f,Ⅲr1850mmX700mm表面出現(xiàn)直徑不等的小鼓包和灰黑色潰瘍狀蝕坑現(xiàn)象，見下圖。鋼閘門表層腐蝕形貌圖74：然黑然：Ⅲ年秈鋼閘門是泵站重要的水工設(shè)備，主要用于調(diào)節(jié)泵站流量和控制水位，并保障泵站的穩(wěn)定運行。鋼閘門主要由閘板、閘框及啟閉裝置等構(gòu)件組成，一般用鋼鐵或不銹鋼材料制成。鋼閘門由于長期浸沒于水中，在陰暗潮濕、干濕交替和微生物侵蝕等惡劣環(huán)境下工作，并受水流泥沙及其他漂浮物的沖刷，過流表面極
3、易發(fā)生腐蝕破壞。據(jù)統(tǒng)計，鋼閘門在淡水環(huán)境中腐蝕的平均速度為0．02～0．04mm／a，而在實際很多場合鋼閘門的腐蝕速度遠(yuǎn)高于此值。鋼I審qf7腐蝕輕者引起閘門封水不嚴(yán)，重者致使閘門結(jié)構(gòu)強度削弱、穩(wěn)定性降低，甚至影響泵站的安全運行。正確分析鋼閘門腐蝕失效機理及規(guī)律，掌握各種影響金屬腐蝕進程的主要因素，對研究鋼I審qfq防腐對策，乃至提高泵站運行的可靠性是極為重要的。二，腐蝕失效機理鋼閘門腐蝕的本質(zhì)是屬電化學(xué)反應(yīng)的過程。當(dāng)金屬被放置在水溶液或潮濕的大氣環(huán)境中，其金屬表面會形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極通俗稱為陰極和陽極
4、)。在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽極發(fā)生溶解，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。腐蝕電池的形成主要是由于金屬表面吸附了空氣環(huán)境中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO：、SO：、NO：等成分溶解于這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液。同時，浸沒于該層溶液中的金屬(如鋼鐵)又總藶m規(guī)¨曰融熄水m罄葡兢m黜是不純的，實際上為合金，除鐵元素之外，還含有石墨、滲碳體(Fe，C)以及其他金屬等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)大多數(shù)沒有鐵元素活潑，因此形成腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)。電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果使陽極區(qū)的鐵緩慢不斷地溶解成為鐵離子，鐵就不斷地被腐蝕。三、影Ⅱ向鋼閘門腐
5、蝕的主要因素(1)工作環(huán)境pH值的影響pH值代表水環(huán)境介質(zhì)中H+濃度的大小，H+濃度是影響腐蝕速度的最主要因素之一，在酸性介質(zhì)中加速金屬電化學(xué)反應(yīng)進程。在我國部分地區(qū)因生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，水環(huán)境中酸、堿和有機物等腐蝕性強的污染物總體增加，這樣加快了鋼閘門的腐蝕速度。(2)鹽濃度的影響溶解于水內(nèi)的鹽對金屬腐蝕有很大關(guān)系。鹽的存在增強了水的導(dǎo)電性能，同時也增加了電偶的腐蝕電流，尤其在酸性鹽和氧化性鹽介質(zhì)中，由于存在著H+離子和強氧化劑，會促使H+離子去極化或氧去極化過程，從而加大了金屬在鹽溶液中的腐蝕速度。同樣，溶解鹽對保護
6、膜的形成和破壞也有顯著影響，特別是在海水中存在著大量cl一離子，它破壞保護膜，使金屬表面難以鈍化，c1一離子又有很強的穿透能力，因此鋼閘門在海水環(huán)境下比在淡水環(huán)境中腐蝕更為嚴(yán)重。在地質(zhì)礦產(chǎn)資源含量豐富的地區(qū)，這些礦藏含量中的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等物質(zhì)的濃度相對較高，因而臨近的河流水的導(dǎo)電性能隨之也增高，對鋼閘門的腐蝕亦有很大的影響。(3)泥沙沖擊磨損的影響工作介質(zhì)的流速和泥沙的沖擊磨損對鋼閘門腐蝕影響很大。在鋼閘門表面除發(fā)生腐蝕的主要過程外，還經(jīng)常發(fā)生次要過程，即出現(xiàn)保護膜，該保護膜減緩了腐蝕過程或完全使腐蝕停止，由于
7、不溶解的氧化物形成的保護膜而使腐蝕減慢的過程只有水流速度低或清凈水的環(huán)境下才有可能。相反，在水流速度高或含泥沙量大的環(huán)境，保護膜一旦形成而經(jīng)常被沖刷掉，因此在水流及夾雜的泥沙沖擊磨損大的環(huán)境下，較容易將腐蝕產(chǎn)物從鋼閘門表面隨水流沖走，使鋼閘門更易受腐蝕。(4)焊縫腐蝕的影響鋼I審qf-]結(jié)構(gòu)制作中存在著大量焊縫，焊接過程中焊縫局部會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力及各種微觀組織缺陷，這兩種因素的綜合作用，如果鋼閘門表面沒有涂層保護或者保護效果不佳，會加速焊縫部位的腐蝕，鋼I審qfqN在焊縫部位優(yōu)先腐蝕。四、防腐蝕技術(shù)措施1．涂層防護涂層
8、防護是基于涂料對金屬的屏蔽作用和緩蝕作用。金屬表面涂敷涂料后，實質(zhì)是將金屬基體與電解質(zhì)溶液及空氣隔離，起到屏蔽保護作用。同時，借助涂料的內(nèi)部組分與金屬反應(yīng)，使金屬表面鈍化或生成保護性的物質(zhì)以提高涂層的防護效果。涂層保護效果和使用壽命取決于涂層材料在使用環(huán)境中的耐蝕性、強度、塑性和耐磨性，因此，要求涂層本身耐蝕、化學(xué)穩(wěn)
