بوابة تصريف الهياكل الفولاذية مُكوّن مهم للتحكم في مستوى المياه في المنشآت الهيدروليكية، مثل محطات الطاقة الكهرومائية، والخزانات، والبوابات، وأقفال السفن. يجب غمرها تحت الماء لفترات طويلة، مع تناوب متكرر بين الجفاف والرطوبة أثناء الفتح والإغلاق، مع غسلها بتدفق مياه عالي السرعة. يتأثر خط المياه بشكل خاص بالماء وأشعة الشمس والكائنات المائية، بالإضافة إلى أمواج الماء والرواسب والجليد والأجسام العائمة الأخرى، كما أن الفولاذ سهل التآكل، مما يقلل بشكل كبير من قدرة تحمل البوابة الفولاذية ويؤثر بشكل خطير على سلامة الهندسة الهيدروليكية. بعضها محمي بطبقة طلاء، وعادةً ما يتلف بعد 3 إلى 5 سنوات من الاستخدام، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة العمل وارتفاع تكاليف الصيانة.

لا يؤثر التآكل على سلامة تشغيل الهيكل فحسب، بل يستهلك أيضًا موارد بشرية ومادية ومالية كبيرة لتنفيذ أعمال مقاومة التآكل. ووفقًا لإحصاءات بعض مشاريع بوابات السد، تُمثل النفقات السنوية على مقاومة تآكل البوابة حوالي نصف تكلفة الصيانة السنوية. في الوقت نفسه، يجب حشد عدد كبير من القوى العاملة لإزالة الصدأ أو الطلاء أو الرش. لذلك، من أجل السيطرة الفعالة على تآكل الفولاذ، وإطالة عمر خدمة البوابة الفولاذية، وضمان سلامة مشاريع الحفاظ على المياه والطاقة الكهرومائية، حظيت مشكلة مقاومة التآكل طويلة الأمد للبوابات الفولاذية باهتمام واسع.

بيئة التآكل لبوابة تصريف الهيكل الفولاذي والعوامل المؤثرة على التآكل:

1. بيئة التآكل لبوابة السد الهيكلية الفولاذية

تُغمر بعض بوابات السد الفولاذية والهياكل الفولاذية المستخدمة في مشاريع الحفاظ على المياه والطاقة الكهرومائية في أنواع مياه مختلفة (مياه البحر، والمياه العذبة، ومياه الصرف الصناعي، إلخ) لفترات طويلة؛ وغالبًا ما يكون بعضها في بيئة جافة ورطبة بسبب تغيرات منسوب المياه أو فتح البوابة وإغلاقها؛ كما يتأثر بعضها الآخر بتدفق المياه عالي السرعة واحتكاك الرواسب والحطام العائم والجليد؛ ويتأثر الجزء الموجود على سطح الماء أو فوقه أيضًا بالجو الرطب الناتج عن تبخر الماء ورذاذ الماء المتناثر؛ وتتأثر الهياكل العاملة في الجو أيضًا بأشعة الشمس والهواء. ونظرًا لسوء بيئة عمل البوابة الهيدروليكية وتعدد العوامل المؤثرة فيها، فمن الضروري تحليل عوامل التآكل.

2. عوامل التآكل

(1) العوامل المناخية: أجزاء المياه من بوابة السد الهيكلية الفولاذية من السهل أن تتآكل بسبب الشمس والمطر والجو الرطب.

(2) حالة سطح الهيكل الفولاذي: الخشونة، الضرر الميكانيكي، التجويف، عيوب اللحام، الفجوات، وما إلى ذلك لها تأثير كبير على التآكل.

(3) الإجهاد والتشوه: كلما زاد الإجهاد والتشوه، كلما كان التآكل أسوأ.

(4) جودة المياه: نسبة الملح في المياه العذبة منخفضة، ويختلف تآكل البوابة باختلاف تركيبها الكيميائي وتلوثها؛ تتميز مياه البحر بارتفاع نسبة الملح فيها وتوصيلها الكهربائي الجيد. تحتوي مياه البحر على كمية كبيرة من أيونات الكلوريد، وهي مادة شديدة التآكل للفولاذ. يُعد تآكل البوابة الفولاذية في مياه البحر أكثر خطورة من تآكلها في المياه العذبة.