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摘要：在社会经济飞速发展的背景下，我国的水利事业也取得了巨大进步，工程建设具有结构复杂、技术性强、受环境影响大、施工周期长等特点，在工程建设中，关键在于做好防腐工作，避免由此出现渗漏或者变形问题，比如水闸的主要材质为金属，长期受潮容易出现腐蚀的情况，所以需要做好防腐措施。本文从水电站金属结构腐蚀的原因入手，讨论金属热喷涂层质量控制，最后分析水电站金属结构防腐处理方法，希望对有关研究具有帮助作用。
关键词：水电站；金属结构；防腐工作
对于金属结构的腐蚀问题来说，不管是静态还是动态都时刻影响金属材料的质量，随着漆膜受到破坏开始出现锈蚀斑点，不及时处理会导致锈蚀的面积加大以及出现锈蚀深坑，严重威胁建筑物的安全。在当前的部分水电站中，对金属结构的防腐工作重视程度不足，没有定期检修，新时期必须对这一问题解决。
一、水电站金属结构腐蚀的原因
导致水电站金属结构工程出现腐蚀的因素诸多，而金属腐蚀会伴随化学反应，其中包括化学腐蚀以及电化学腐蚀，具体说来：
首先，化学腐蚀。水工金属出现腐蚀主要是由于金属长期与水接触，在空气作用下出现化学反应。具体体现为多种分子间的作用，该过程中分解出有机物，如果处于高温状态下会加速有机物产生，并且影响金属结构，这就是化学腐蚀。化学腐蚀可导致金属刚度下降，对水电站建设构成严重威胁，而化学腐蚀也是当前水电站金属结构腐蚀最常见的类型（如图一）。
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图一：水电站被腐蚀的金属管道
其次，电化学腐蚀。导致电化学腐蚀出现的主要因素在于电解质溶液影响，由于金属自身的电极不同会导致电解质溶液腐蚀金属的不同部位。具体说来：电极中的金属电极包括阴极和阳极，与电极的负极和正极相对应，如果负极上的金属逐渐溶解到电解质溶液，金属电极中的电子流会对溶液中的电解质消耗，随着电解质被消耗完毕，溶液中的属性会消失，进而影响金属的质量，通过大量研究分析，电化学腐蚀已经成为我国水电厂金属结构腐蚀的重要因素[1]。
二、金属热喷涂层质量控制
一般来说，热喷涂施工为手工操作，不过在施工的过程中容易受到客观因素影响，并且涂料封闭后对喷涂质量控制难度较大，需要在喷涂施工的过程中对每个工序严把质量关。在金属的喷涂中主要是利用火焰喷涂以及电弧喷涂，一般是优先考虑电弧喷涂，然后借助火焰喷涂对难于施工的部位处理，在除锈检查合格之后，需要尽快对金属表面喷涂，间隔时间在4-8小时，热喷涂完成后需要在有余温的情况下对封闭涂料涂装。在喷涂施工的过程中，需要考虑到设计要求的膜厚，一般在喷涂的过程中采用高压无气喷涂，也就是漆膜表面干燥之后再进行下一个环节的涂装。
三、水电站金属结构防腐处理方法
马路湾水电站位于洛河支流，地处伊河栾川境内，是伊河干流水电梯级开发中的第八级，该水电站总装机容量2500kw，于2016年顺利完成金属结构防腐处理，其中利用了喷涂锌/铝保护以及电化学法保护，有效延长了水电站的使用寿命。
首先，喷涂锌/铝保护。在水电站的金属结构防腐措施中喷涂锌和铝主要是将氧气和乙炔作为热源，利用专有的施工工艺和设备把锌/铝丝熔断，之后在压缩气体中吹成雾状，然后将其均匀喷涂，在预处理金属表面形成厚度较薄并且密集的涂层，可以对金属起到保护作用，具体说来：涂层可以隔离空气和水，以此达到防腐作用，同时锌/铝喷涂到正极较强的金属表面后，由于电极电位偏低。电解质存在的过程中，涂层转换为阳极，随之失去电子，所产生的电流被腐蚀，导致金属变为阴极，从而达到金属结构防腐作用。一般来说喷涂锌/铝保护技术可以起到防腐效用长达20年左右，此外。在铝线或者锌线中加入稀土，可以让锌和铝的物理性能进一步提升，防腐效果得到增强。
其次，涂料保护。采用涂料保护技术就是在金属结构表面形成涂层，要求涂层不透水、不透气，具有强大的附着力，同时还要求其弹性、硬度、耐酸性达到工艺要求。在当前的水电站中，涂料保护法成为有效的防腐措施，具有操作便捷、投资少、使用范围广的优势。近年来，随着高校优质涂料的生产和利用使得涂料保护法利用范围更广，比如水性无机富锌涂料中，具有热喷锌和有机富锌涂料的共有优点，将水作为稀释剂，具有无污染的优势，并且不会存在着火危险，利用前景较为良好。金属结构的防腐作用体现在电化学防腐屏蔽作用、钝化作用以及涂膜自修复[2]。
再次，电化学法保护。一种是外加电流法。这种方法是将需要保护的金属结构当做阴极，把不溶性电极当做辅助阳极，然后把二者放入电解质溶液中，接通外加直流电流电源后，大量电子会被金属结构保护，让金属结构表面积累负电荷。要点为保证电压足够，进而阻断金属腐蚀所产生的原电池电流，达到防止金属结构被腐蚀的作用，这种保护技术较为复杂，必须保证外部电源的供给，同时维护费用较大，不过整体防腐年限较长；另一种是牺牲阳极保护阴极法。这种方法的工作原理在于采用比钢更加活泼的金属，比如铝、镁、锌合金，将其作为阳极，然后和被保护的金属连接成为原电池，由于阳极使用铝、镁、锌合金这些还原性较强的金属和受到保护的金属连接后被逐渐腐蚀和消耗，而金属结构充当阴极受到保护，起到减缓或者阻止腐蚀的作用，该方法也被称为“牺牲阳极”，优势在于不需要外加流、投入少、施工便捷，不过防腐效用只有10年作用。
最后，涂层牺牲阳极联合保护。在水利工程采取防腐措施的过程中，利用单一的方法未必能达到预期防腐效果，因此在特殊情况下可以利用联合保护措施。比如喷涂锌/铝方法与牺牲阳极保护阴极方法联合使用能够进一步提升防腐作用，主要体现在以下三个方面：其一，由于电能在裸露金属表面上存在消耗，会降低阳极的消耗，进而延长阳极部分的使用寿命；其二，锌/铝涂层表面电阻开始加大，以此有效解决电流遮蔽问题，让保护电位更加均匀地分布，使金属结构的保护效果提升；其三锌/铝，涂层一旦出现损坏，破损处不会出现体积膨胀、生锈等问题，所以这种联合保护措施有效延长了涂层寿命。
结束语
综上所述，为了社会经济的长远发展，需要对水电站的金属结构防腐工作重视起来，合理利用相关技术与材料，并且水电站需要制定出系统的监测与维修机制，这样才能有效延长水利工程的使用年限，更好的为社会经济发展服务。
参考文献：
[1]周东波.水电站金属结构的防腐[J].商品与质量，2018，15（22）：227.
[2]付长旺，孙文举.浅谈卷扬式启闭机的防腐施工技术[J].水电站机电技术，2019，42（4）：51-52.