摘要：水力发电是清洁的可再生能源，具有低碳环保、成本低廉、运行灵活、稳定等特点。目前，我国正在面临着化石能源匮乏的局面，水电站的出现与发展在一定程度上解决了我国的能源问题。据统计2016年三峡、葛洲坝、溪洛渡、向家坝四大水电站的合计发电量首次超过2000亿千瓦时。然而水电站中的闸门大多是钢铁闸门，容易受到水的腐蚀，因此水电站钢闸门防腐工作对于水电站的正常运营格外重要。
关键词：水电站钢闸门；腐蚀原因；防腐措施
引言
古代四大大文明的发源地都在河流附近，水不仅孕育了生命，还为人类提供了源源不断的能量，水电站的出现大大缓解了我国的能源压力。制约水电站发展的一大问题是水电站钢闸门的防腐工作，钢闸门长时间与水接触，极易被水腐蚀，据了解闸门防腐检修工作占闸门整体检修工作时间的一半左右，钢闸门被腐蚀不仅造成钢铁资源的浪费，更是对水利工程中钢闸门的运行安全构成了严重威胁。
1 金属腐蚀的原理
金属材料受周围介质的作用而出现损坏，称为金属腐蚀，金属腐蚀的本质就是金属单质被氧化形成化合物。金属材料的腐蚀过程一般分为两种，一种是化学腐蚀，另外一种是电化学腐蚀，最常见的金属腐蚀形态就是金属锈蚀。腐蚀过程发生时，在金属的界面上发生了化学或电化学多种反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会大大降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，造成能源损耗，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
2水电站钢闸门腐蚀原因
我们先来看一下钢铁腐蚀化学反应方程式：
Fe+H2O→Fe（OH）2；
Fe（OH）2+H2O+O2→Fe（OH）3；
Fe+H2O+O2→Fe（OH）3
由此可见，水和氧气是钢铁发生腐蚀的重要条件。空气中20%体积是氧气，它是无孔不入的。大气中含有盐雾、二氧化硫、硫化氢和灰尘时，会加速金属材料的腐蚀，因此，不同环境下金属材料受腐蚀的大小程度是不一样的。水电站钢闸门在水域环境中工作，长时间受到干湿交替、高速水流冲刷、水生物腐蚀，极易发生电化学腐蚀现象。此外，随着我国工业发展，排放出大量的工业废水，使地表水系遭到严重污染，改变了水体的PH值，催化了钢闸门的电化学腐蚀反应。金属在水、空气或土壤中的腐蚀多属于电化学腐蚀，水电站的钢闸门在水中和空气中工作，水和大气就成了钢闸门的电解质。从外表观察，钢材的表面是均一的，但是，当它浸入电解质中时，由于材料或金属本身组织结构及表面物理状态存在差异，金属表面上就会形成许多宏观或微观的阳极区和阴极区，阴、阳极之间通过介质产生微电流。电子通过微电流向阴极区移动，阳极区失去电子，一些金属单质就会成为离子溶于电解质，使得阳极区金属受到腐蚀。
3水电站钢闸门防腐措施
3.1阴极保护法
阴极保护法是给受保护金属外加一个阳极金属，这样一来，受保护金属自身不再发生电化学腐蚀而是通过牺牲外接阳极使受保护金属在电解质中无电流流动，无腐蚀电流。在电解质中对受保护金属成为阴极，在阴极电流流经刚表面后，会有大部分电聚集在阴极区，使原有电位得到下降，而出现了阴极极化的现象。钢表面阴极区负极化程度伴随电流的增大而增大，但当阳极区与阴极区极化到零电流时，会使腐蚀电流消失，进而抑制腐蚀，达到保护的目的。阴极保护工作原理见图一。
3.2除锈喷锌保护法
对于已经生锈的钢闸门进行喷锌防腐处理时要先进行除锈，除锈时最好使用12-14号金刚砂，该材料颗粒均匀、粒径大小及硬度适宜，除锈时不会产生较大的粉尘，除锈效果好等优点。此外，为更好地做好防尘、防污染措施，保证施工现场的环境，开始除锈前可以使用聚乙烯袋、彩条布、厚帆布等对闸门进行防尘、防护处理。喷涂锌材采用纯度为99.99%的锌丝，要求锌丝表面光洁、无油、无折痕，直径在2-3mm之间。防腐涂料选用KY－2091，为重型防腐涂料。
4.水工钢闸门防腐工程施工技术措施分析
在进行具体的防腐处理工作时，应该严格按照相关的施工工艺进行操作，首先需要搭建好施工脚手架，准备好相应的施工防护装置，接着再对钢闸门的表层部位进行除锈处理，然后通过喷射防锈涂料以及封闭涂漆，但要注意避免在雨天作业。利用木炭等过滤材料对压缩空气进行过滤处理时，确保过滤后压缩空气的纯度与干燥性能与防锈作业要求一致。具体的防锈作业过程中，应该严格结合我国工程施工的相关技术流程进行作业，经过严格的施工验收，达到除锈防腐目的。
结语
我国是能源消耗大国，虽然我国地大物博，资源丰富，但是化石能源总有消耗殆尽的一天，大力发展可再生能源才是可持续发展之道，才能解决我国的能源危机。我国的水利资源丰富，水力发电技术正在蓬勃发展，不能让水电站闸门腐蚀问题制约了我国新能源的发展。水电工作人员要认真对待这个问题，深入研究，寻找出更多更好的解决和防护措施，保证我国水力发电技术平稳持续发展。
参考文献：
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[3]耿希明.三峡船闸钢闸门防腐技术应用[J].水运工程，2015，（05）：161-164.
论文作者:米辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/16
标签：闸门论文; 水电站论文; 阴极论文; 金属论文; 阳极论文; 电化学论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第30期论文;