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耐候钢的使用和发展方向

日期:2017-09-13   浏览:511
       耐候钢的开发现状和发展方向
  (1) 耐候性钢材
  日本建造了许多无涂装耐候钢制桥梁。将涂装钢桥与无涂装钢桥的百年生命周期成本进行比较,涂装钢桥花费的再涂装费相当于最初的建桥费,而无涂装钢桥只需花建桥费的3%~25%。到2006年,日本的耐候钢(焊接结构用耐候性热轧钢材SMA)桥梁已占桥梁总数的30%。实际上,无涂装耐候钢制桥梁对于抗腐蚀来说并不是万能的。日本以建设省土木研究所为主,从 1981年开始在全国41个地点进行了为期10年的钢材暴露腐蚀实验,对大气中的盐分、SO2以及暴露方向对腐蚀的影响进行了研究,并于1993年公布了无涂装耐候钢使用条件:每日单位面积降落的盐分量小于0.05mg /d.m2。
  日本四面临海,需要在超过上述盐分指标的地区和散布防冻剂地区建造无涂装钢桥,为此,开发出几种耐盐分的新型高耐候钢。这些新型钢材都是Cr含量、Ni含量控制在1%~3%,并添加Mo的钢材。目前尚未对其在各种环境下的腐蚀数据进行整理分析。在这种情况下,对利用快速腐蚀实验数据和钢的成分以及腐蚀环境数据来推算长期腐蚀数据的方法进行了研究。   
  通过气象数据求出Z,用一年腐蚀数据求出A,分析整理Z和A的关系,然后将B作为A的函数,表示出B和A的关系。如果有了气象数据,根据这个关系式,就可以求出耐候钢腐蚀量的经时变化和总腐蚀量。这些公式能否确切地推算出腐蚀量,需要通过实验数据的积累进行验证,但从已有的信息和短时间实验数据来推算长期腐蚀量的方法,可以在无涂装钢桥设计方向上对耐候钢或含Ni的高耐候性钢的采用给予评价。
  (2) 安全性、耐久性和维修性
  对大气环境下的腐蚀性评价,普遍采用的是长期暴露实验测定腐蚀量的方法,但要得出结果需要花费很长时间。测量异种金属腐蚀产生短路电流的ACM(大气腐蚀监测器)传感器法从很早就开始使用,日本的辻川等人对传感器进行改良,将其作为环境腐蚀监控法进行广泛应用。由于腐蚀电流与海盐在钢材表面的附着量、环境温度、湿度有关,ACM传感器不仅可以检测出钢材表面的浸润程度,还可以得出腐蚀电流与腐蚀速度的关系。押川等人根据暴露实验结果和ACM传感器测定结果求出腐蚀电流的积分值和腐蚀速度的关系。目前,日本还在积累腐蚀监控结果。此外,还利用交流阻抗法进行大气腐蚀的监控,这是对分别独立测定浸润性和腐蚀速度的测定方法的尝试。
  对大气腐蚀的腐蚀性和腐蚀速度的持续监控,不仅可以获得有关桥梁等钢结构维护、维修和管理的信息,还为社会资本的设计建设提供了基础信息。通过全国性的大气腐蚀监控数据的积累和发布,可以建立以钢结构为主的社会资本设计.维护.管理的基础数据库,从而保证社会资本设施的安全性,并减少维护维修成本。    

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