由于鋼結構既會受到腐蝕介質的作用,同時,它也要承彎曲、拉伸、壓縮乃至扭轉等各種應力的作用。因此,鋼結構中所采用的高強鋼、低碳鋼和低合金鋼等材料極易在水中產(chǎn)生應力腐蝕。在具有腐蝕效果的環(huán)境中,假若鋼結構受力則會使腐蝕速度加快。簡單來說,就是在特定的介質中,如果鋼結構不受到應力的作用則腐蝕效果微乎其微,一旦受到拉伸應力,在一段時間后構件則會突然產(chǎn)生斷裂。因為這種由應力腐蝕而產(chǎn)生的斷裂在事前并不會有明顯的征兆。所以往往會造成無法估計的災難性后果。例如,房屋建筑和橋梁的倒塌以及管道的泄露,帶來巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。
隨著鋼材的廣泛應用,鋼結構的腐蝕也不斷引起相關人員的重視,鋼結構的腐蝕給我們造成的不僅僅是經(jīng)濟上的損失,還有給人民安全帶來隱患。
一、鋼結構腐蝕的類型和機理
l、大氣腐蝕
空氣中有足夠的氧,因此空氣中是否存在濕氣決定了是否會發(fā)生腐蝕。在雨后以及有霧或有露水的情況下鋼材表面是潮濕的,即使在無肉眼可見的濕氣情況下,空中的水蒸氣依舊會引起鋼的腐蝕。故此,鋼結構的大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧氣等的化學和電化學作用引起的,是一種常見的腐蝕現(xiàn)象。大氣中水汽形成金屬表層的電解液層,而空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑,二者與鋼構件形成了一個基本的腐蝕原電池。當大氣腐蝕在鋼構件表面形成銹層后,腐蝕產(chǎn)物會影響大氣腐蝕的電極反應。
2、局部腐蝕
局部腐蝕主要包括縫隙腐蝕和電偶腐蝕,同時它也是鋼結構中十分常見的一種破壞形態(tài)。當鋼結構的不同結構件之間以及鋼構件與非金屬的表面間存在縫隙,而且有介質存在的時候就會發(fā)生局部腐蝕。所以局部腐蝕發(fā)生的條件為:首先必須存在具備腐蝕條件的縫隙,而且縫隙中要有液體;其次構件的縫隙寬度必須窄到可以使得液體在縫內(nèi)停滯。鋼結構x常見的縫隙腐蝕形式有鉚接、襯墊和顆粒沉積等。由于這些縫隙在工程中是不可避免的,所以同樣也無法完全避免鋼結構的縫隙腐蝕。
3、應力腐蝕
因為鋼結構既會受到腐蝕介質的作用,同時它也要承彎曲、拉伸、壓縮乃至扭轉等各種應力的作用。因此,鋼結構中所采用的高強鋼、低碳鋼和低合金鋼等材料極易在水介質中產(chǎn)生應力腐蝕。在具有腐蝕效果的環(huán)境中,假若鋼結構受力則會使腐蝕速度加快。簡單來說,就是在特定的介質中,如果鋼結構不受到應力的作用則腐蝕效果微乎其微,一旦受到拉伸應力,在一段時間后構件則會突然產(chǎn)生斷裂。因為這種由應力腐蝕而產(chǎn)生的斷裂在事前并不會有明顯的征兆。所以往往會造成無法估計的災難性后果。例如,房屋建筑和橋梁的倒塌以及管道的泄露,帶來巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。