三峽工程是“千年:大計、國運所系”的跨世紀工程。工程的質量、壽命、運行可靠性和檢修維護費用，取決于多學科技術的發展水平。對表面工程技術在三峽工程機電設備和金屬結構工程上的應用進行了全面的討論和分析，對三峽工程機電設備、金屬結構表面預處理、表面涂覆技術和產品提出了技術要求。
三峽工程應用表面技術的對象 三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設有表孔、深孔和導流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側，為壩后式廠房，共裝設26臺700MW水輪發電機組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續五級永久船閘、單線垂直升船機和施工期通航的臨時船閘。 水輪發電機組和其它機電設備 三峽電站水輪發電機組及輔助機電設備總重量約達26萬t。埋設在混凝土中的設備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機過流部件和常年暴露在空氣中的機電設備表面都需要應用表面工程的基礎理論，提出優質、高效、低耗的表面工藝技術，在設備和零部件的表面進行嚴格的處理以保證設備可靠運行。 水工閘門和金屬結構 三峽工程的水工閘門埋設件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機等金屬結構總量約26萬t。其中大壩及電站合計共有30種不同規格的閘門539扇，永久船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環境最惡劣的是導流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，最高工作水頭達85m，流速達35m/s，并有局部開啟的要求。 對外交通工程 三峽工區對外交通工程的金屬結構表面防護，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設備和金屬結構的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內表面的防腐等。
三峽工程應用表面技術的試驗與實踐 三峽機電設備和金屬結構表面的工作環境 三峽機電設備和金屬結構表面，根據其功能要求，分別暴露在在室內外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環境。在靜水工況、動水工況、高速含沙水流中和與混凝土結合的環境下工作運行。 (1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機及軌道、自動抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有永久船閘、臨時船閘和垂直升船機的橋機、大梁及清污機等。這些暴露在大氣中的結構和裝備表面，常年經受日曬雨淋、風雪冰霜的襲擊。 (2)在室內大氣中工作的設備主要有：水輪發電機組、變壓器的外露表面、主付廠房內各種橋機、大梁、軌道、廠內高壓設備、大電流母線設備和其他機組輔助設備如水泵、空壓機、制冷機表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機及其附屬設備、中低壓配電盤、動力盤、保護盤柜表面等。 (3)在潮濕大氣中工作的結構和設備如：電站廠房進水口豎式液壓啟閉機、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機頂蓋排水泵等。這些設備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。 (4)在干濕交替環境中工作的結構極易發生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結構表面影響也有所不同。 (5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。 (6)動水工況下工作的電站進水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機過流部件包括渦殼、導水機構、轉輪、基礎環和尾水管里肘等。 (7)在特別惡劣的環境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護以及水輪機轉輪都是在高流速的含沙水流中工作和運轉的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。 (8)一些與混凝土面結合的鋼結構，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機構以及鋼結構的埋件、水輪機鋼里襯、蝸殼、座環以及發電機埋件、設備基礎埋件等。
三峽工程設備和鋼結構的表面技術應用試驗 為了使表面科學與工程相結合，為了結合三峽工程的空氣環境、水環境和工作環境特點，通過試驗研究提出有效的工程措施，達到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節約資源、提高生產力和減少環境污染的目的。 為此，中國長江三峽工程開發總公司委托武漢材料保護研究所進行了不同涂覆材料和多種表面技術復合處理的實驗。 (1)大氣暴露實驗 從1995年1月開始，在三峽壩區、宜昌市區和秭歸縣城，對30多個國內外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗，其中有機涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現在試驗仍在進行中。 (2)水環境暴露實驗分別對全暴露在水環境中(全浸)和干濕交替的環境進行了試驗。實驗安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗涂裝材料有，有機涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學保護1種。 (3)室內加速腐蝕實驗分別對13個廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機富鋅類、3種醇溶性無機富鋅類、4種環氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進行試驗，分別應用常規試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進行加速腐蝕試驗、在5%鹽水溶液中浸漬試驗、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗、在自來水和鹽水中的電化學對比試驗、涂層電氣學保護性能試驗以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結力試驗。
上述各項現場掛片試驗的初步成果，已在機電設備和金屬結構招標文件的技術規范中得到應用，供貨廠商將根據合同的要求進行表面涂覆和表面改性處理。 三峽工程應用表面技術的實踐 三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術在橋涵、碼頭、施工變電所和儲運設備等方面得到比較廣泛的應用。 上述鋼管拱的涂裝壽命要求達到20年。 機電設備、金屬結構表面技術應用展望 迄今為止，三峽工程機電設備和金屬結構的招標工作還在進行中。已完成招標的項目有左岸電站14臺700MW水輪發電機組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和永久船閘閘門及金屬結構)采用國內公開招標，合同金額10.7億元。現在在正進行500kV高壓電氣設備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標，電站主廠房1200t橋式起重機國內招標、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機等還未招標。這些機電設備和金屬結構是2003年發電、通航的關鍵設備，這些設備和構件的表面處理，影響到設備的壽命、大壩整體建筑藝術處理甚至設備的安全, 可靠運行。
表面工程技術在三峽工程的應用，一直受到國家有關部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術與三峽工程成功建設、運行可靠和市省維護費用息息相關。 (1)三峽工程在中國國家科技攻關項目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關項目的安排，在三峽工程重新論證和投計審查中，始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關表面處理材料和適應三峽壩區的環境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應用達到壽命長、裝飾美的效果。 (2)如前所述，所有機械設備、金屬結構、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術，他們運行的可靠性、經濟性都在不同程度上仰仗表面技術的應用，這牽涉到多專業、多學科的應用，不但是簡單的現場的涂裝技術，還有許多是在設計中要求應用的在工廠實施的技術、工芝，從目前的應用范圍看，它是一項在工程中無所不在、應用廣泛的技術。
歡迎國內外表面工程學界積極參與三峽工程表面技術應用研究。 (3)隨著國內外表面技術的研究和發展，將使三峽工程通過表面技術的應用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設備的使用壽命，延長維護性涂裝的周期，有著重要的經濟效益。與整個建筑和周邊環境協調的裝飾涂裝，將會給人們美的享受。針對三峽工程具體的環境、目標進行研究和開發的成果和產品，將會給三峽工程帶來更大的經濟效益。 (4)對三峽工程表面技術應用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應用提供有價值的參考。三峽工程表面技術應用廣泛，應用材料品種之多，應用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術和工藝水平應用的表面工程技術能否獲得預期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學技術的進步，表面工程技術作為現代科學的一門新興的綜合學科，必將得到迅速的發展，三峽工程必將從中獲益。
三峽工程應用表面技術的對象 三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設有表孔、深孔和導流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側，為壩后式廠房，共裝設26臺700MW水輪發電機組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續五級永久船閘、單線垂直升船機和施工期通航的臨時船閘。 水輪發電機組和其它機電設備 三峽電站水輪發電機組及輔助機電設備總重量約達26萬t。埋設在混凝土中的設備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機過流部件和常年暴露在空氣中的機電設備表面都需要應用表面工程的基礎理論，提出優質、高效、低耗的表面工藝技術，在設備和零部件的表面進行嚴格的處理以保證設備可靠運行。 水工閘門和金屬結構 三峽工程的水工閘門埋設件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機等金屬結構總量約26萬t。其中大壩及電站合計共有30種不同規格的閘門539扇，永久船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環境最惡劣的是導流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，最高工作水頭達85m，流速達35m/s，并有局部開啟的要求。 對外交通工程 三峽工區對外交通工程的金屬結構表面防護，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設備和金屬結構的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內表面的防腐等。
三峽工程應用表面技術的試驗與實踐 三峽機電設備和金屬結構表面的工作環境 三峽機電設備和金屬結構表面，根據其功能要求，分別暴露在在室內外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環境。在靜水工況、動水工況、高速含沙水流中和與混凝土結合的環境下工作運行。 (1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機及軌道、自動抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有永久船閘、臨時船閘和垂直升船機的橋機、大梁及清污機等。這些暴露在大氣中的結構和裝備表面，常年經受日曬雨淋、風雪冰霜的襲擊。 (2)在室內大氣中工作的設備主要有：水輪發電機組、變壓器的外露表面、主付廠房內各種橋機、大梁、軌道、廠內高壓設備、大電流母線設備和其他機組輔助設備如水泵、空壓機、制冷機表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機及其附屬設備、中低壓配電盤、動力盤、保護盤柜表面等。 (3)在潮濕大氣中工作的結構和設備如：電站廠房進水口豎式液壓啟閉機、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機頂蓋排水泵等。這些設備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。 (4)在干濕交替環境中工作的結構極易發生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結構表面影響也有所不同。 (5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。 (6)動水工況下工作的電站進水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機過流部件包括渦殼、導水機構、轉輪、基礎環和尾水管里肘等。 (7)在特別惡劣的環境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護以及水輪機轉輪都是在高流速的含沙水流中工作和運轉的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。 (8)一些與混凝土面結合的鋼結構，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機構以及鋼結構的埋件、水輪機鋼里襯、蝸殼、座環以及發電機埋件、設備基礎埋件等。
三峽工程設備和鋼結構的表面技術應用試驗 為了使表面科學與工程相結合，為了結合三峽工程的空氣環境、水環境和工作環境特點，通過試驗研究提出有效的工程措施，達到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節約資源、提高生產力和減少環境污染的目的。 為此，中國長江三峽工程開發總公司委托武漢材料保護研究所進行了不同涂覆材料和多種表面技術復合處理的實驗。 (1)大氣暴露實驗 從1995年1月開始，在三峽壩區、宜昌市區和秭歸縣城，對30多個國內外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗，其中有機涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現在試驗仍在進行中。 (2)水環境暴露實驗分別對全暴露在水環境中(全浸)和干濕交替的環境進行了試驗。實驗安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗涂裝材料有，有機涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學保護1種。 (3)室內加速腐蝕實驗分別對13個廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機富鋅類、3種醇溶性無機富鋅類、4種環氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進行試驗，分別應用常規試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進行加速腐蝕試驗、在5%鹽水溶液中浸漬試驗、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗、在自來水和鹽水中的電化學對比試驗、涂層電氣學保護性能試驗以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結力試驗。
上述各項現場掛片試驗的初步成果，已在機電設備和金屬結構招標文件的技術規范中得到應用，供貨廠商將根據合同的要求進行表面涂覆和表面改性處理。 三峽工程應用表面技術的實踐 三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術在橋涵、碼頭、施工變電所和儲運設備等方面得到比較廣泛的應用。 上述鋼管拱的涂裝壽命要求達到20年。 機電設備、金屬結構表面技術應用展望 迄今為止，三峽工程機電設備和金屬結構的招標工作還在進行中。已完成招標的項目有左岸電站14臺700MW水輪發電機組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和永久船閘閘門及金屬結構)采用國內公開招標，合同金額10.7億元。現在在正進行500kV高壓電氣設備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標，電站主廠房1200t橋式起重機國內招標、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機等還未招標。這些機電設備和金屬結構是2003年發電、通航的關鍵設備，這些設備和構件的表面處理，影響到設備的壽命、大壩整體建筑藝術處理甚至設備的安全, 可靠運行。
表面工程技術在三峽工程的應用，一直受到國家有關部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術與三峽工程成功建設、運行可靠和市省維護費用息息相關。 (1)三峽工程在中國國家科技攻關項目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關項目的安排，在三峽工程重新論證和投計審查中，始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關表面處理材料和適應三峽壩區的環境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應用達到壽命長、裝飾美的效果。 (2)如前所述，所有機械設備、金屬結構、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術，他們運行的可靠性、經濟性都在不同程度上仰仗表面技術的應用，這牽涉到多專業、多學科的應用，不但是簡單的現場的涂裝技術，還有許多是在設計中要求應用的在工廠實施的技術、工芝，從目前的應用范圍看，它是一項在工程中無所不在、應用廣泛的技術。
歡迎國內外表面工程學界積極參與三峽工程表面技術應用研究。 (3)隨著國內外表面技術的研究和發展，將使三峽工程通過表面技術的應用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設備的使用壽命，延長維護性涂裝的周期，有著重要的經濟效益。與整個建筑和周邊環境協調的裝飾涂裝，將會給人們美的享受。針對三峽工程具體的環境、目標進行研究和開發的成果和產品，將會給三峽工程帶來更大的經濟效益。 (4)對三峽工程表面技術應用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應用提供有價值的參考。三峽工程表面技術應用廣泛，應用材料品種之多，應用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術和工藝水平應用的表面工程技術能否獲得預期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學技術的進步，表面工程技術作為現代科學的一門新興的綜合學科，必將得到迅速的發展，三峽工程必將從中獲益。
