泵站钢闸门腐蚀因素分析与对策.pdf

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1、泵站钢闸门腐蚀因素分析与对策湖北理工学院机电工程学院(黄石435000)沈华东【摘要】从理论上阐述了泵站钢闸门腐蚀失效的机理。从工作环境中pH值、盐浓度、泥沙j中击和焊缝腐蚀等角度，分析了影响钢闸门腐蚀失效的各种因素，提出了涂层防护、金属热喷涂防护、牺牲阳极阴极保护法、技术管理等防止钢闸门腐蚀失效的技术措施，使钢闸门减少过流部位金属腐蚀，以提高其有效的使用寿命。结合泵站运行实践经验表明，金属热喷涂是钢闸门防腐蚀途径的最佳选择。【关键词】钢闸门电化学腐蚀涂层热喷涂一、刖吾某泵站投入使用2台BGZ--3000×2500型进水

2、钢闸门，其设计参数：允许最大正向压力0．1MPa，提升速度0．8m／rain。2008年非汛期检查时发现，闸板腐蚀严重，迎水'f,Ⅲr1850mmX700mm表面出现直径不等的小鼓包和灰黑色溃疡状蚀坑现象，见下图。钢闸门表层腐蚀形貌图74：然黑然：Ⅲ年籼钢闸门是泵站重要的水工设备，主要用于调节泵站流量和控制水位，并保障泵站的稳定运行。钢闸门主要由闸板、闸框及启闭装置等构件组成，一般用钢铁或不锈钢材料制成。钢闸门由于长期浸没于水中，在阴暗潮湿、干湿交替和微生物侵蚀等恶劣环境下工作，并受水流泥沙及其他漂浮物的冲刷，过流表面极

3、易发生腐蚀破坏。据统计，钢闸门在淡水环境中腐蚀的平均速度为0．02～0．04mm／a，而在实际很多场合钢闸门的腐蚀速度远高于此值。钢I审qf7腐蚀轻者引起闸门封水不严，重者致使闸门结构强度削弱、稳定性降低，甚至影响泵站的安全运行。正确分析钢闸门腐蚀失效机理及规律，掌握各种影响金属腐蚀进程的主要因素，对研究钢I审qfq防腐对策，乃至提高泵站运行的可靠性是极为重要的。二，腐蚀失效机理钢闸门腐蚀的本质是属电化学反应的过程。当金属被放置在水溶液或潮湿的大气环境中，其金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极通俗称为阴极和阳极

4、)。在阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应。腐蚀电池的形成主要是由于金属表面吸附了空气环境中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO：、SO：、NO：等成分溶解于这层水膜中，形成电解质溶液。同时，浸没于该层溶液中的金属(如钢铁)又总苈m规¨曰融熄水m罄葡兢m黜是不纯的，实际上为合金，除铁元素之外，还含有石墨、渗碳体(Fe，C)以及其他金属等杂质，这些杂质大多数没有铁元素活泼，因此形成腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质。电化学反应的结果使阳极区的铁缓慢不断地溶解成为铁离子，铁就不断地被腐蚀。三、影Ⅱ向钢闸门腐

5、蚀的主要因素(1)工作环境pH值的影响pH值代表水环境介质中H+浓度的大小，H+浓度是影响腐蚀速度的最主要因素之一，在酸性介质中加速金属电化学反应进程。在我国部分地区因生态环境的不断恶化，水环境中酸、碱和有机物等腐蚀性强的污染物总体增加，这样加快了钢闸门的腐蚀速度。(2)盐浓度的影响溶解于水内的盐对金属腐蚀有很大关系。盐的存在增强了水的导电性能，同时也增加了电偶的腐蚀电流，尤其在酸性盐和氧化性盐介质中，由于存在着H+离子和强氧化剂，会促使H+离子去极化或氧去极化过程，从而加大了金属在盐溶液中的腐蚀速度。同样，溶解盐对保护

6、膜的形成和破坏也有显著影响，特别是在海水中存在着大量cl一离子，它破坏保护膜，使金属表面难以钝化，c1一离子又有很强的穿透能力，因此钢闸门在海水环境下比在淡水环境中腐蚀更为严重。在地质矿产资源含量丰富的地区，这些矿藏含量中的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等物质的浓度相对较高，因而临近的河流水的导电性能随之也增高，对钢闸门的腐蚀亦有很大的影响。(3)泥沙冲击磨损的影响工作介质的流速和泥沙的冲击磨损对钢闸门腐蚀影响很大。在钢闸门表面除发生腐蚀的主要过程外，还经常发生次要过程，即出现保护膜，该保护膜减缓了腐蚀过程或完全使腐蚀停止，由于

7、不溶解的氧化物形成的保护膜而使腐蚀减慢的过程只有水流速度低或清净水的环境下才有可能。相反，在水流速度高或含泥沙量大的环境，保护膜一旦形成而经常被冲刷掉，因此在水流及夹杂的泥沙冲击磨损大的环境下，较容易将腐蚀产物从钢闸门表面随水流冲走，使钢闸门更易受腐蚀。(4)焊缝腐蚀的影响钢I审qf-]结构制作中存在着大量焊缝，焊接过程中焊缝局部会产生很大的内应力及各种微观组织缺陷，这两种因素的综合作用，如果钢闸门表面没有涂层保护或者保护效果不佳，会加速焊缝部位的腐蚀，钢I审qfqN在焊缝部位优先腐蚀。四、防腐蚀技术措施1．涂层防护涂层

8、防护是基于涂料对金属的屏蔽作用和缓蚀作用。金属表面涂敷涂料后，实质是将金属基体与电解质溶液及空气隔离，起到屏蔽保护作用。同时，借助涂料的内部组分与金属反应，使金属表面钝化或生成保护性的物质以提高涂层的防护效果。涂层保护效果和使用寿命取决于涂层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性，因此，要求涂层本身耐蚀、化学稳