水利水电工程金属结构腐蚀研究 王辉1

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:王辉1 吴洪顺2
[导读] 摘要:随着社会经济的不断发展,我国水利水电事业也在不断完善。
        1身份证号:22028319791015XXXX;2身份证号:22010519781115XXXX
        摘要:随着社会经济的不断发展,我国水利水电事业也在不断完善。中国水利水电事业发展迅速,取得了举世瞩目的成就,为国民经济建设奠定了坚实的基础。水利水电工程关系民生发展,水利水电工程质量需要保障。金属结构是水利水电工程的重要组成部分,关系到水利水电工程的质量。因此,必须保证金属结构的性能,维护水利水电工程的稳定。但由于各种因素的影响,水利水电工程金属结构容易发生腐蚀,影响金属结构的性能,也增加了水利水电工程的安全风险。本文对水利水电工程金属结构的腐蚀进行了研究,并提出了相应的防腐对策,以保证水利水电工程的质量。
        关键词:水利水电工程;金属结构;腐蚀问题;防腐措施
        在水利水电工程施工过程中,需要使用大量的金属材料,且金属材料容易发生腐蚀问题。如果金属结构存在腐蚀问题,金属结构的受力能力就会降低,金属结构的整体承载能力也会受到破坏。水利水电工程中金属结构的腐蚀将影响水利水电工程的工作。因此,在水利水电工程施工阶段,施工单位需要做好防腐工作,确保工程整体质量。
        1、水利水电工程金属结构腐蚀的影响因素
        (1)空气
        目前,我国各地都出现了雾霾,使暴露在空气中的金属结构受损。因为雾霾中含有二氧化硫和氮氧化物,金属结构的外表面覆盖着小颗粒和可溶性物质,空气中的水分会凝结,凝结会加速金属结构的腐蚀。另外,在雾霾天气中,溶解二氧化硫和氮氧化物后,会出现酸性,因此金属结构表面液膜的导电性会增强,在酸性条件下,金属结构的腐蚀速率会继续增大。雾霾中的小颗粒不具有腐蚀性,不会吸收腐蚀性物质,但这些小颗粒会凝结空气中的水分,导致金属结构的腐蚀。
        (2)水分含量
        水利水电工程金属结构需要在水环境中工作,因此水元素会腐蚀金属结构,水具有流动性,水会形成水膜,加剧空气腐蚀性气体的化学反应,水会渗入金属结构中,并停留很长时间,加剧了金属的腐蚀问题,会破坏整个金属结构的强度。水利水电工程金属结构处于高湿度环境中,容易产生腐蚀问题。当金属结构的表层与水分子接触时,表层会迅速产生化学反应,水会沿着金属结构缝隙渗入结构,破坏金属结构。钢结构能迅速吸收水分子,增加腐蚀速率。在钢结构施工阶段,施工单位需要对金属表面进行优化处理,避免水分子渗入金属。
        (3)风力发电
        一方面,在风的影响下,金属结构表面会产生油墨,同时也会在一定程度上影响腐蚀性物质的含量。风会携带腐蚀性物质。在风的作用下,腐蚀性物质会落入金属结构表面,将腐蚀性物质溶解在地表水膜中,从而提高腐蚀速率。此外,风会携带灰尘,损坏金属结构表面,造成金属结构腐蚀。
        (4)温度
        温度变化会影响到金属结构的外表层,因为金属结构的水分子吸收能力是不同的,温度发生变化,金属结构外表层水分子含量会发生变化,温度关系到腐蚀性元素积累量。如果环境中温度比较高,或者具有较大的湿度,将会引发严重的腐蚀问题。
        2、水利水电工程金属结构防腐措施
        (1)涂料防腐措施
        工作人员可以在闸门上涂上密封涂层,从而形成一层保护膜,抑制闸门的腐蚀。采用涂层防腐措施,整体工程造价较低,施工简单。在水利水电工程中,环氧树脂漆、沥青漆、醇酸树脂漆的使用十分重要。在水利水电工程金属结构的防腐过程中,工作人员应按工艺要求使用,以达到预期的防腐效果。但这种方法也有一些缺点,保护期比较短,保护期一般不到10年,所以在水利水电工程中使用这种方法后,工作人员要注意定期检查和更换油漆。


        (2)金属热喷涂的防腐措施
        金属热喷涂防腐措施是指在金属结构中喷涂具有活性化学性质的锌、铝、锌铝合金,形成防腐层。由于铁元素具有较高的金属活性,可以达到双重保护效果。一方面,它能起到涂层覆盖隔离的作用,主要隔离氧气、水和金属。另一方面,如果涂层受损,则在基底和土层之间形成腐蚀性微电池,达到阴极保护的效果。金属热喷涂防腐措施的防腐期可达15年,保证了防腐效果。这一措施广泛应用于水利水电工程中,如三峡工程中的长效防腐措施和高新技术,如金属复合热喷涂稀土铝合金和锌铝合金以及热喷涂铝技术。
        (3)电化学防腐措施
        工作人员可以利用电流的方式对金属结构进行极化,达到防腐的效果。结合极化特性,可将其分为阳极和阴极,适合在闸阀工作中采用阴极保护措施。牺牲阳极外加电流法可用于水利水电工程。牺牲阳极需要定期更新,外加电流法需要设置一套设备。但该方法工程周期长,维护费用高,运行管理复杂。因此,牺牲阳极法更适用于水利水电工程,保护期一般为10年。为保证防腐效果,必须将水利水电工程中的几种防腐方法结合起来,采用综合防腐措施,确保水利水电工程金属结构的安全。
        三、防腐质量控制措施
        (1)搞好结构设计
        在水利水电工程设计过程中,要避免易受腐蚀的结构形式,在工程设计阶段做好防腐控制工作。采用优质的防腐体系,选用优质的材料,需要选用高性能的环保技术,如在水利水电工程金属结构中采用物化喷射快速凝固技术,确保整体应用效果。所选用的设计工艺应为以后的质量检验和施工提供方便,并明确操作流程。对于成型件,施工单位可采取预处理措施,并在安装、运输过程中注意保护层。
        (2)使用智能技术
        对水电站启闭机运行机理进行了合理分析,确定了关键点的控制点,建立了三维实体模型,建立了金属结构数据库,在电站闸门和启闭机上安装传感器,实时采集金属结构的运输数据。完善金属结构安全评价体系,对金属结构设备实时检测系统的数据进行分析,同时需要对预警数据库进行比对,实施可靠性评价。此外,还需要构建可视化的金属结构设备运行管理系统,构建分布式控制管理系统,对中央设备进行远程自动控制。结合风险预警指令,对水利水电工程金属结构设备进行远程智能控制,可以保证水利水电工程金属结构运行的安全。
        (3)加强行业管理
        加强水利水电行业管理,提高标准意识,建设单位要组织职业培训,提高施工队伍整体综合素质,按施工规范实施质量检查,实现监理和防腐工作的全过程。工作人员要注意及时清理金属构件的积垢,加强日常管理,对腐蚀、损坏的部位要及时修复,以保证防腐效果,延长防腐期。修理工作应每6~8年进行一次。
        (4)防腐工程质量验收
        涂装前,施工单位需结合国家金属结构表面除锈标准。工作人员需要根据标准进行实时观察。金属结构表面如有锈蚀,需做好除锈工作,合格后方可施工。对于需要使用的涂料,工作人员需提前核对产品合格证,合格后方可在实际工作中使用。保证涂层外观的均匀性和光滑性,避免咬边和裂纹。根据设计要求,控制涂装次数和厚度,保证防腐效果。
        结束语
        因为水利水电工程金属结构的工作环境具有一定的特殊性,因此突出了防腐工作的重要性,本文分析了水利水电工程金属结构腐蚀问题的原因,提出针对性的防腐措施,提高水利水电工程金属结构的耐久度,延长金属结构的使用寿命,维护水利水电工程运行的稳定性。
        参考文献:
        [1]黄彦良,许勇,杨丹,张琦超,王文成,路东柱,杨黎晖,王秀通.市政常见金属结构大气腐蚀防护方法及薄弱环节调查[J].装备环境工程,2020,17(04):1-7.
        [2]蒋天元.基于水利水电工程金属结构腐蚀分析与防腐措施控制研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(03):151-153.
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