{首页主词},&

淺析鋼結構跨海大橋的腐蝕與防護

2019-02-13 11:53:13 作者：本網整理來源：七全友連納米科技分享至：

目前跨海工程日漸增多隨著社會的發展與需求，跨海大橋成為了必然的產物，我國目前已建和在建的跨海大橋數量很多，這些跨海大橋不僅緩解了交通壓力，還促進了所在區域的經濟發展。

由于鋼材的強度高、韌性好、易加工，因此一般跨海大橋為鋼結構橋梁，但是由于跨海大橋建在環境惡劣的海洋環境中，腐蝕嚴重影響了橋梁的使用壽命。因此海洋環境下的鹽霧腐蝕是跨海橋梁設計和建造過程中必須重視的問題，橋梁受海水腐蝕也是目前工程界面臨的一個難題。

海洋腐蝕環境分析

海洋腐蝕環境包括海洋大氣腐蝕環境和海水腐蝕環境，鋼材在海洋環境中的具體位置不同，其腐蝕機理和腐蝕類型也各不相同。包括海洋大氣腐蝕、海水腐蝕、潮差區腐蝕、飛濺區腐蝕和全浸區腐蝕等，為了研究不同區域的腐蝕必須從腐蝕介質入手。

海洋大氣腐蝕環境

海洋腐蝕破壞的主要形式

（1）全面腐蝕：全面腐蝕可視為均勻腐蝕，它是一種常見的腐蝕形態，其特征是與腐蝕環境接觸的整個金屬表面上幾乎以相同的速度進行的腐蝕。所謂均勻腐蝕或比較均勻腐蝕，都是相對于局部腐蝕而言的，而且這種腐蝕形態只有少數的碳鋼、低合金鋼在全浸腐蝕條件下出現。

（2）局部腐蝕：鋼鐵材料在海洋環境中的局部腐蝕，特別是小孔腐蝕，是影響鋼鐵材料強度及使用壽命的一個重要因素。介質中的金屬材料絕大部分表面不發生腐蝕或腐蝕很輕微，但表面上個別的點或微小區域出現蝕孔或麻點，并不斷縱深發展，形成小孔狀腐蝕坑的現象。在氯離子的溶液中，只要腐蝕電位達到或超過點蝕電位，就能產生點蝕。微生物腐蝕的一個重要特征是導致小孔腐蝕的發生。

（3）電偶腐蝕：由于電位不同，造成同一介質中一種金屬接觸處的局部腐蝕，就是電偶腐蝕，亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。兩種金屬構成宏電池，使電位較負的金屬溶解速度增加，電位較正的金屬溶解速度減小。海洋環境中，海水電阻率很小，是強電解質溶液，當兩種不同金屬如碳鋼和不銹鋼、不銹鋼和鈦金屬等共同使用時，要特別注意避免電偶腐蝕。

（4）應力腐蝕：鋼鐵在應力和特定環境的聯合作用下，將出現低于材料強度極限的脆性開裂現象，致使其失去功能，這種現象稱為應力腐蝕開裂。在應力腐蝕開裂中存在因氫的滲入而脆化的現象，也存在裂紋尖端處溶液高度酸化的問題。

（5）腐蝕疲勞：波浪載荷下的腐蝕疲勞破環是鋼樁式結構的主要破壞形式之一。另外，由于海水腐蝕與疲勞載荷共同作用的結果，疲勞載荷加速腐蝕破壞的過程，而海水腐蝕進一步加速鋼結構的疲勞破壞，從而使其壽命縮短。

橋梁防護方法

常見的鋼樁防護方法有：腐蝕裕量法、耐海水低合金鋼、涂層保護、陰極保護、涂料加陰極保護，其中陰極保護與涂料同時使用可相互補充，提高防腐效果。

（1）腐蝕裕量法：設計時預加腐蝕富裕量對泥面以上區段或整個鋼樁加大其壁厚。以提高使用年限。此方法國內鋼樁碼頭基本上采用。以增加其安全系數。但這是一種消極方法，解決不了因局部腐蝕所帶來的危害。

（2）耐海水低合金鋼：耐海水鋼在大氣區、浪濺區具有比普通碳鋼明顯的耐蝕性，優良的耐海水鋼較普通碳鋼于上述區域的耐蝕性可提高2～3倍；在海水全浸區雖亦有作用，但無上述區域那么明顯。當然耐海水鋼也有其局限性，某些耐海水鋼的焊接性能差，焊縫處易遭腐蝕破壞，且價格高昂。

（3）涂層保護：涂層主要指油漆涂料、環氧玻璃鋼護套和其它有機或無機覆蓋層。這對防止鋼樁大氣區和浪濺區的腐蝕是一種較為有效的方法（視不同的環境條件采用適宜的涂層），但對鋼樁水下區段防腐效果不佳。

（4）陰極保護：從50年代初至60年代末。世界各國相繼將陰極保護技術廣泛而又成功地應用于鋼樁水下區段的保護上。陰極保護是一有效的防腐方案，能防止因各種鋼表面狀態不均所引起的局部腐蝕和通常的全面腐蝕。尚可提高鋼樁于海水中的疲勞強度極限。無論鋼樁表面狀況的迥異，對新建或已建工程的鋼樁都很適用。還可用直接檢測鋼表面陰極極化電位的方法控制其保護效果。若設計、管理得當，則其保護效果可達90以上。