三峽永船人字門應(yīng)用稀土鋁防腐

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1、三峽永船人字門應(yīng)用稀土鋁防腐　　1、概況　　三峽工程永久船閘6個(gè)閘首共裝有24扇人字閘門，單扇閘門有高和兩種，寬，門厚3m，為框式金屬結(jié)構(gòu)，單扇門重t和828t。原設(shè)計(jì)人字閘門防腐采用熱噴鋅加涂料，防腐面積分別為9985m2和。1999年江南造船廠接受有關(guān)專家建議并考慮到環(huán)境污染問題，經(jīng)過調(diào)研和試驗(yàn)，提出修改設(shè)計(jì)建議：由熱噴鋅改為熱噴稀土鋁加涂料防腐。由于熱噴稀土鋁作為大型閘門防腐材料在國內(nèi)屬第一次施工，而人字閘門面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防腐質(zhì)量要求高，從試驗(yàn)到制造和安裝過程的實(shí)踐，都會遇到一些困難問題，因此，施工過程中需不斷研究，確保達(dá)到標(biāo)書規(guī)定的質(zhì)量

2、要求。選用熱噴鋅稀土鋁加涂料防腐屬于先進(jìn)的防腐技術(shù)和工藝，能夠提高人字閘門的運(yùn)行壽命，延長使用周期減少運(yùn)行時(shí)維修費(fèi)用，提高通航綜合效率?！　?、人字門防腐工程特性及原理　　人字閘門對防腐工程的要求　　人字閘門的運(yùn)行壽命、維修周期和維修施工時(shí)間都直接影響長江干流通航效益。人字門安裝在6個(gè)閘首，所處的運(yùn)行條件比較惡劣，如果按門葉高度來分，可以分為3段。上部長期處于露天大氣環(huán)境中，中部隨運(yùn)行過程中水位升降，經(jīng)常處于變水位，暴露于大氣和淹沒水中之交變。下部則長期淹沒在水里。根據(jù)葛洲壩船閘運(yùn)行情況觀察，尤以中部腐蝕較為嚴(yán)重，下部附有海生物腐蝕，為此要求三峽船

3、閘人字門防腐不僅要抗蝕性能好，而且要長效耐腐蝕，抗碰撞和抗海生物，按設(shè)計(jì)要求防腐壽命為20年。滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，探索防腐質(zhì)量和效果是我們實(shí)踐中研究的目的。　　防腐方式及稀土鋁涂層特性　　除本身具有抗蝕性能的金屬材料外，目前，常用鋼結(jié)構(gòu)的防腐可歸納為兩種，一類是帶外電源的陰級保護(hù)，另一類為屏障防腐。三峽工程人字閘門屬后一類。屏障防腐種類甚多，效果較好者采取金屬熱噴涂+涂料。金屬熱噴涂常用材料為鋅、鋁、鎳、鉻等絲材，但是，單純的鋅、鋁作為防腐都不是理想材料，而鎳、鉻則價(jià)格昂貴，不宜用于大型金屬構(gòu)件。所以，自上世紀(jì)80年代初，國際上有采用鋅鋁合金絲，我國于上

4、世紀(jì)末也冶煉成鋅、鋁合金絲開始用于防腐材料?！　〗显齑瑥S在承制三峽人字門時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)報(bào)請長江委設(shè)計(jì)院同意，用稀土鋁絲作為熱噴涂材料。這種材料的特性，防腐原理及施工實(shí)踐，本文作簡單介紹?！　′\和鋁涂層特性的比較　　上世紀(jì)50年代，國際上就開始用熱噴鋅作為鋼結(jié)構(gòu)件或鑄鐵件的防腐。鋅層在大氣中有較好的耐蝕性能，但是，鋅和鐵的分子結(jié)構(gòu)都屬于陽離子，屬于犧牲陽極保護(hù)，涂層的腐蝕速度每年1～。純鋁在大氣中會很快形成致密的氧化鋁膜，它具有自愈能力，且對各種涂料都是惰性的，涂料在鋁層上能牢固地結(jié)合起到保護(hù)內(nèi)層作用，其腐蝕速度小于1μm/a。由于鋁分子外層為負(fù)離子

5、，與鐵結(jié)合后，離子間易滲透聚合。但是，也有不可忽視的弊病?！　∪绻阼F和鋁層之間，滲透某種介質(zhì)，那么，金屬的電極電位發(fā)生變化，產(chǎn)生電化腐蝕，會產(chǎn)生不利因素。所以，原蘇聯(lián)在海船防腐中采用鋅鋁合金取得較好效果。　　稀土鋁涂層的特性如何呢？所謂稀土鋁是在純鋁冶煉過程中，加入少量的稀土元素在高溫下熔化，并通過高壓氣流霧化噴射到鋼鐵表面，形成非常致密的涂層，最大限度地杜絕第3種介質(zhì)滲入鐵和鋁層之間，再用環(huán)氧密封涂料進(jìn)一步滲入保護(hù)，克服電化腐蝕作用，使鋁在大氣中穩(wěn)定性充分發(fā)揮而起長效防腐作用?！　榱诉M(jìn)一步證實(shí)稀土鋁、純鋁和純鋅的各種性能指標(biāo)。生產(chǎn)廠家對3種材

6、料在同等條件下，制作54塊試板，分別用電弧噴涂的普通噴槍和高速噴槍噴涂作特性試驗(yàn)?！　≡囼?yàn)噴涂在粗糙度達(dá)60～90m之間，涂層厚度分別為鋅＞160m，鋁＞120m情況下，對3種材料的抗蝕性能和物理性能測定，并作了噴涂技術(shù)的論證?！　【C合各涂層性能，證明了AcAL涂層孔隙率低，銹蝕滯呆，抗蝕性優(yōu)于純AL和純Zn?！　?yīng)該指出：涂層的優(yōu)劣，在很大程度上取決于操作方法和環(huán)境以及操作人員技術(shù)水平，因此，在施工實(shí)踐中，嚴(yán)格按標(biāo)書、規(guī)范指導(dǎo)，施工前對操作人員培訓(xùn)，加強(qiáng)檢測工作，保證施工質(zhì)量?！　?、人字門防腐工程操作實(shí)踐及質(zhì)量保證　　防腐材料的選擇　　利用稀土

7、鋁作為防腐涂層材料有優(yōu)點(diǎn)，但是，要被防腐施工單位和業(yè)主接受，仍然有一個(gè)認(rèn)識過程。傳統(tǒng)的噴鋅已被工程界使用二三十年，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為簡單、可靠、易操作，無須重新探索工藝，只要符合設(shè)計(jì)要求，仍得到廣泛應(yīng)用。然而，鋅防腐有其弱點(diǎn)，其中環(huán)境污染問題不容忽視。鋅在高溫熔化和高壓霧化過程中釋放大量氧化鋅粉塵，具有較強(qiáng)毒性，少量吸入能使人頭昏、惡心，在大氣中懸浮是大氣污染的主要固體成分，各國、各地環(huán)保機(jī)構(gòu)對氧化鋅有害氣體已加快限制。　　稀土鋁絲雖有放射線，經(jīng)預(yù)防醫(yī)學(xué)研究院檢驗(yàn)，AcAl絲表面外照劑量率為～，低于GB4792-81《放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)》限值標(biāo)準(zhǔn)，不致

8、對人體有害。　　稀土鋁涂層由于空隙率低，能夠防止或減少電化腐蝕，鋁層又有自愈能力和氧化鋁膜層保護(hù)對鋼鐵表面能起長效防腐作用