设计造成的显性电偶腐蚀

　　某一水利工程中的弧形闸门，闸门的中心线以下为不锈钢复合板，以上为碳钢，碳钢表面采用喷锌与涂料复合保护体系。投入使用两年，每年的洪水期有一个月的时间，水位超过中缝，中缝处的腐蚀情况如图2所示。
 

　　从图2中可以清楚地看出，不锈钢与碳钢接触处碳钢侧的本应有15年以上防护寿命的保护层已经失效，有明显的锈迹，其宽度在50mm左右，符合淡水中电偶腐蚀的平均有效距离。这是显性电偶腐蚀。如果设计人员更多一点考虑腐蚀与防护学的知识，此种错误是可以避免的。

　　边棱部位难以施加保护措施

　　不锈钢复合板是不锈钢与碳钢经爆炸挤压而成的复合材料。一般不锈钢的厚度为3~6mm,碳钢的厚度为12~20mm，如图3所示。
 

　　在水工钢结构的设计中，把不锈钢复合板用作闸门的面板时，则边棱部位的碳钢是电偶中的阳极，腐蚀速度高于碳钢正常速度，极需防护；但现有的防护技术很难在如此窄小的部位实施，即使做了，质量很差，不能正常发挥作用，属于防护薄弱区。况且，复合并非冶金结合，在加工过程中有可能使本来就复合不完全的缝隙进一步扩大，那么，此处不仅有电偶腐蚀，还有缝隙腐蚀叠加上去，以致于边棱处的碳钢出现块状脱落；脱落现象已在工程中出现过。

　　埋件外露面轨道面部不锈钢板焊接

　　近年来，有轨道面的埋件在外露表面会焊接一块不锈钢，如图4所示。
 

　　从图4中可以看出，整个埋件由碳钢和不锈钢复合组成，如果所用不锈钢的宽度合理且在设计范围之内。虽然不锈钢和碳钢之间能形成一定的电偶对，产生电偶腐蚀，但是其类型属于典型的大阳极小阴极类型，从而导致碳钢腐蚀相对变慢。

　　随着冶金技术的进步和经济的发展，有的设计出现了埋件的整个外露面全用不锈钢。

　　这样做，在埋入面与外露面的交界处，即不锈钢与碳钢的焊接处，不仅发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀，且此处无保护层，又处于大阴极小阳极状态，其腐蚀的速度会很快。后果是外露面会过早的脱落，这种设计是错误的。

　　不锈钢用于水封压板、水封螺栓

　　水封压板使用不锈钢材料也是不正确的；不锈钢通过螺栓与闸门面板连接，在水中形成电回路，碳钢为电偶腐蚀的阳极；此处也有缝隙腐蚀（水封胶皮下面）。正确的做法：水封压板使用镀锌钢板，锌层的厚度应大些，可以不涂装；水封压板作为牺牲阳极使用，能够保护水封胶皮下面的闸门面板。

　　水封螺栓使用不锈钢材质时，它虽然也有电偶腐蚀，但处于小阴极大阳极状态，不会促进螺栓周围闸门面板的过度腐蚀；在更换水封时，不锈钢的螺栓容易拆卸。这一做法不会引起更严重的后果，因此是可行的。

在水工金属结构中的正确使用

　　全部材料都采取不锈钢

　　在旅游景区，用量不大，且有经济实力，可尝试全部使用不锈钢；其中有下列几点在选择不锈钢品种时必须注意：一是有较好的耐腐蚀性；二是该品种对焊接、对应力不敏感或通过热处理可使其匀质；三是埋件（埋入面及外露面）也应为同一品种。

　　使用不锈钢复合板

　　使用不锈钢复合板比不锈钢省钱；但选用原则是边棱部位一定不能暴露在电介质中；边棱应当用同种不锈钢封闭，且碳钢不得处于电介质中。这样只有钢管可以使用复合板。但千万注意不得选用马氏体的复合板。复合板用于闸门是不可取的。因边棱无法封闭且碳钢处于电介质中。

　　不锈钢不得与碳钢连接成显性电偶

　　如图3所示的结构形式是错误的。在水介质中，不锈钢与碳钢连接会构成电偶腐蚀。当必须连接时，如埋件外露面焊接轨道板，也只能采取图4的形式，保证阳极面积大于阴极面积；而且基础板（碳钢）的厚度应加厚，建议加厚一倍。

结束语

　　文中所叙述的事例，是实际中经常发生的事情，其损失也的确令人触目惊心。究其原因，设计人员考虑更多的是结构的力学性能与功能，少了腐蚀与防护知识。因此建议，在重大工程的总体设计中应有专业的防腐蚀工程师参加（在先进国家的项目设计中，防腐专业工程师是必须审核的一道程序）。

　　在设计过程中，首先是选材，应依据实况试验结果，不可仅依据实验室数据；当然也要考虑到材料的来源、加工性能、价格。其次是结构形式，应选用耐腐蚀结构；材料连接时，其电位应尽量接近；若形成电偶腐蚀，也一定要做到大阳极小阴极。还要考虑到防腐蚀施工工艺性要求，即保证可接触性。当然选用最先进、最可靠的防腐蚀技术是无须多言的。防腐蚀应从设计开始，但还是不够的。它是个系统工程，应包括设计、制造、防腐施工、运输、安装、一直到运行管理，都应有各自相应的工作与责任。只有各个环节都做到位，才能保证工程的预期寿命，促使投资效益最大化的发挥。

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