钢结构热喷涂防护技术应用实例

美国亚利桑那州MORMONFLAT水库闸门
热喷涂防腐蚀应用的最成功例子是美国亚利桑那州盐河上的Mormon Flal水库”。位于美国亚利桑那州菲尼克斯市附近的盐河水利枢纽上程有近一百年的历史，是集发电、灌溉为一体大型水利枢纽工程。它的灌溉区域有3．38万平方千米。在这个水利枢纽系统中有一个大水库，名为，MormonFlat水库。该水库位于菲尼克斯市东北方向82km。水库69m高的钢筋混凝土大坝建于1926年。1937年水库安装了两个15mXl5m的溢洪道闸门。这两个水闸门是铆钉连接结构，被垂直安装在溢洪道门室上。在最初的30年中，闸门的暴露条件变化很大，随着水库水位的变化，闸门有时泡在水中，有时暴露在烈日下。当枯水期到来时，可以定期地对这两个水闸门涂刷涂料进行防腐蚀。
1970年，MormonFlat水库修建了梯级电站，新装了两台发电机组，并增加了回抽能力，使水库成为抽水蓄能电站。白天，水轮机组发电；夜里，水库再回抽蓄水。只有水库的水位尽可能地保持一个高位置，电站才有最大的发电能力。此时，每天水库的水位在距闸门顶部3m线附近涨落，涨落幅度大约o．6m，通常闸门的大部分是完全浸在水中。即使在以往的枯水期，闸门也不再处于十燥状态。这就意味着不允许再像以前一样方便地对闸门进行定期的检查和维修了。从经济利益考虑，必须采取有效防腐蚀措施，保证尽町能长的不维护周期成为水库管理者思考的主要问题。他们比较了各种防腐蚀体系，分析了施工成本和维修可能造成的电力损失，权衡利弊。由于他们曾在水库的其他构件上使用过热喷涂锌涂层，这些涂层不经任何封闭处理已保护钢铁基体多年，他们认为，热喷涂锌涂层应该是首选的防腐蚀方法之一。经过反复论证，最后决定采用热喷涂钎涂层的长效防腐蚀技术方案。他们初步预计涂层的厚度至少应为o．1mm。考虑到水面上经常有漂浮物的碰撞会损坏闸门卜门起的铆钉及焊缝区域的锌涂层，为了充分发挥锌涂层的阴极保护作用，使得涂层在某区域出现局部破损的情况下，对这些破损区仍有保护作用，他们决定在锌涂层表面不涂刷任何涂料。不加任何封闭处理的锌涂层具布很好的刚极保护效果，由于锌的腐蚀产物可自行封闭孔隙，所以锌涂层在淡水和空气十消耗速度很低。不封闭的锌涂层不会在烈日暴晒下老化、失效，长时间暴露在空气中也不会有任何损坏。为保证30一40年的使用寿命，考虑到闸门服役期间锌涂层将会部分消耗，最后水库管理者和有关专家研究决定再提高喷涂锌涂层的厚度，将锌涂层厚度控制在0．175一0．25mm之间。
闸门的主体和附属部件的喷涂都是在工厂的车间内完成。构件经仔细喷砂处理后，喷涂厂一层锌涂层。喷涂施工后，对喷涂层做厚度测量，确保闸门的每一部分都有0．175—0．25mm厚度的锌涂层覆盖。
1992年3月这两个闸门已使用22年，它们状况如何?水库的管理者决定对其进行仔细地检查。当时水库的水位已低于以往最低水位线1m，可以很好地检查闸门水位线附近

干湿交替区域的锌涂层状况。检查发现，在闸门表面没有任何锈迹，锌涂层表面状况良好，无白锈(锌的腐蚀产物)，无明显的锌涂层不均匀腐蚀现象；虽然铆钉头、焊接等突起部位经水面漂浮物的刮碰，表面锌涂层已破损，钢铁基体暴露出来，但是钢铁基体没有任何可见的腐蚀迹象。检查人员使用涂层测厚仪器检测了多处涂层厚度。测量结果显示，除极少数区域的涂层厚度约0．1mm外，大部分区域的厚度值均在0．15～o．275mm范围，与22年前原始喷涂的厚度相比，似乎没有明显的或大的锌涂层厚度变化。考虑到当初喷涂时没有精确地记录下测量点的位置，很难和后期数据进行定点比较，所以不能认为经过22年的时间的锌涂层没有任何消耗，但是可以肯定地说，锌涂层的年腐蚀消耗量很少。有关专家分析了检查结果认为，经过20年的使用，闸门表面锌涂层仍处于一个非常好的状态，锌涂层的消耗为10％一20％。按照过去20年锌涂层消耗量计算，剩下的锌涂层还可以为水闸门提供至少100年的无维护使用期。