تُعدّ بوابة السدّ الفولاذية عنصرًا أساسيًا للتحكم في مستوى المياه في المنشآت الهيدروليكية، مثل محطات توليد الطاقة الكهرومائية، والخزانات، وبوابات السدّ، وأهوسة السفن. تتعرض هذه البوابة للغمر تحت الماء لفترات طويلة، مع تعاقب فترات الجفاف والرطوبة أثناء الفتح والإغلاق، فضلًا عن تدفق المياه عالي السرعة. ويتأثر الجزء الملامس للماء بشكل خاص بالماء، وأشعة الشمس، والكائنات المائية، بالإضافة إلى أمواج المياه، والرواسب، والجليد، وغيرها من الأجسام العائمة، مما يجعل الفولاذ عرضة للتآكل. يُقلل هذا التآكل بشكل كبير من قدرة تحمل البوابة الفولاذية، ويؤثر سلبًا على سلامة المنشآت الهيدروليكية. بعض هذه البوابات مُغطاة بطبقة واقية، والتي عادةً ما تتلف بعد 3 إلى 5 سنوات من الاستخدام، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة العمل وارتفاع تكلفة الصيانة.

لا يؤثر التآكل على سلامة تشغيل المنشآت فحسب، بل يستنزف أيضًا موارد بشرية ومادية ومالية ضخمة لتنفيذ أعمال مكافحته. تشير إحصاءات بعض مشاريع بوابات السدود إلى أن الإنفاق السنوي على مكافحة التآكل يمثل نحو نصف تكلفة الصيانة السنوية. في الوقت نفسه، يتطلب الأمر حشد عدد كبير من العمال لإزالة الصدأ والطلاء أو الرش. لذا، وللتحكم الفعال في تآكل الفولاذ، وإطالة عمر بوابات الفولاذ، وضمان سلامة مشاريع الري والطاقة الكهرومائية، حظيت مشكلة مكافحة التآكل طويلة الأمد لبوابات الفولاذ باهتمام واسع.

بيئة التآكل لبوابة السدّ ذات الهيكل الفولاذي والعوامل المؤثرة على التآكل:

1. بيئة التآكل لبوابة السدّ ذات الهيكل الفولاذي

تتعرض بعض بوابات التحكم الهيدروليكية والهياكل الفولاذية في مشاريع الري والطاقة الكهرومائية لظروف مائية متنوعة (مياه البحر، المياه العذبة، مياه الصرف الصناعي، إلخ) لفترات طويلة؛ كما تتعرض بعضها لبيئة رطبة جافة نتيجة لتغيرات مستوى المياه أو فتح وإغلاق البوابات؛ وتتأثر بعضها أيضًا بتدفق المياه عالي السرعة واحتكاك الرواسب والحطام العائم والجليد؛ ويتأثر الجزء الموجود على سطح الماء أو فوقه بالرطوبة الناتجة عن تبخر المياه ورذاذها؛ وتتأثر الهياكل العاملة في الهواء الطلق بأشعة الشمس والهواء. ونظرًا لسوء بيئة عمل البوابات الهيدروليكية وكثرة العوامل المؤثرة، فمن الضروري تحليل عوامل التآكل.

2. عوامل التآكل

(1) العوامل المناخية: الأجزاء المائية من بوابة السد ذات الهيكل الفولاذي معرضة للتآكل بسهولة بفعل الشمس والمطر والجو الرطب.

(2) حالة سطح الهيكل الفولاذي: الخشونة، والتلف الميكانيكي، والتجويف، وعيوب اللحام، والفجوات، وما إلى ذلك لها تأثير كبير على التآكل.

(3) الإجهاد والتشوه: كلما زاد الإجهاد والتشوه، زاد التآكل سوءًا.

(4) جودة المياه: نسبة الملوحة في المياه العذبة منخفضة، ويختلف تآكل البوابة تبعًا لتركيبها الكيميائي ومستوى التلوث فيها. أما مياه البحر، فتتميز بنسبة ملوحة عالية وموصلية جيدة. تحتوي مياه البحر على كمية كبيرة من أيونات الكلوريد، مما يجعلها شديدة التآكل للفولاذ. ويكون تآكل البوابة الفولاذية في مياه البحر أشدّ منه في المياه العذبة.