海水中近60 年钢板桩的腐蚀状况 - 文章编号

文章编号:100529865(2003)022*******海水中近60年钢板桩的腐蚀状况

朱锡昶1

,葛　燕1

,朱雅仙1

,胡冠军

2

(1.南京水利科学研究院,江苏　南京　210029;2.海南八所港务总公司,海南　东方　572601)

摘　要:对码头入海近60年钢板桩进行研究。采用水下摄像、水下超声波测厚、水下切割取样等手段调查和检测钢桩腐蚀状况,结果表明钢板桩厚度减薄较小,腐蚀较轻。钢板桩的材质成份值得借鉴。关键词:钢板桩;腐蚀;海水

中图分类号:TG 17215 文献标识码:A

C orrosion status of steel plate piles exposed to seawater for sixty years

ZH U X i 2chang 1

,GE Y an 1

,ZH U Y a 2xian 1

,H U G uan 2jun

2

(1.Nanjing Hydraulic Research Institute ,Nanjing 210029,China ;2.Basuo P ort C ompany ,D ong fang 572601,China )

Abstract :The steel plate piles of the grocery wharf of Basuo Harbour in Hainan Island have been exposed to seawater for sixty years.The cor 2rosion status of the piles is investigated by taking recording video underwater and measuring the thickness of piles with underwater ultras onic thickness detectors and the corrosion velocity of piles with the samples cut underwater.The results show that the loss of thickness of the piles is comparatively small and that the corrosion is not very serious.The material quality and composition of the piles are w orth considering.K ey w ords :steel plate piles ;corrosion ;seawater

收稿日期:2002203204

作者简介:朱锡昶(19572),男,江苏淮安人,高级工程师,主要从事水工、港工建筑物的腐蚀与防护。

深海筑港常采用钢板桩岸壁式码头和钢管桩高桩板梁式码头。海水对钢桩的腐蚀一直受到人们的关注。选材不当,设计不合理、不采取保护措施往往使得码头过早地需要维修加固,甚至过早地报废。根据资料[1]

青岛港在1948年选用美国柏利恒钢铁公司生产的ZP38式钢板桩,建造了388m 万吨级码

头,1951年投入使用,到1964年就发现钢板桩多处腐蚀成洞,码头漏砂不止,到1972年检查发现有44个较大孔洞,最大孔洞长4.2m 、宽0.25m ,钢板桩平均腐蚀速度达0.4mm Πa ,1981年就将该码头报废重建。海南八所港杂货码头钢板桩施工于1942年,入海近60年,对其进行的腐蚀状况调查和检测结果表明,钢板桩厚度减薄较小,腐蚀不严重。码头所用的含铜钢板桩具有较高的耐蚀性,另外胸墙覆盖了浪溅区钢桩,保护了腐蚀最为严重的区域。钢板桩的材料成份和码头结构形式值得在码头设计时参考、借鉴。

1　码头基本概况

1.1码头的建设和改造情况

[2]

八所港杂货码头,位于海南岛八所港港池南侧,为第三、四号泊位,全长261.6m ,可停靠万吨级与五千吨级货轮各一艘。

1942年日本为掠夺海南岛石碌铁矿石,于当年5月大规模兴建八所港。当时除兴建一、二号泊位码头和防波堤外,还施打了现已改造为第三、四泊位的钢板桩261.6m 。打入的钢板桩使用日本Ⅳ号铁箭板桩,桩长约15m 。当时钢桩打在沙丘的边缘上,前沿未进行挖泥疏浚,至码头改造前钢板桩全部埋在海滩沙层

第21卷第2期2003年5月

海洋工程

THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol 121N o 12May 2003

图1　杂货码头断面示意图尺寸(单位:m )

Fig.1　Sketch map of the grocery wharf section (unit :m )以下约1.5m 。钢板桩表面涂刷沥青类防腐涂料。

1957年5月对南护岸进行改造建设,采用前板桩的高桩承台方案(见图1)。承台顶标高为+4.0m ,底标高为+1.5m ,承台宽度为8m ,承台下除钢板桩外另施打预应力混凝土方桩三排,建成万吨级杂货泊位。

挖泥疏浚后港池水深27m ,局部29m 。工程于1957年10月建成,使用至今。钢板桩打入海中已达58年,挖泥后,暴露在海水中44年。1.2　八所港的水文、水质情况

八所港位于海南岛西海岸中部百黎湾西南角上,面临北部湾东部海面,在海南省东方市八所镇境内。

八所港海域属不规则全日潮,潮位状况见表1。所处地属热带海洋性气候,受季候风影响,冷热悬殊不大,最高气温38.7℃,最低气温1.4℃,年平均气温为24.5℃。

海水含盐量平均为3.34%,最高3.5%,最低3.08%(根据资料统计)。附近没有大型污染源,水质清洁。1.3　钢板桩的化学成份及断面尺寸

杂货码头钢板桩的化学成份见表2[3]

,其成份为含铜的低碳素钢,并含有一定量的钼、铬、钒。钢板桩断面尺寸如图2所示。

表1　八所港潮位状况

T ab .1　Tid al levels of B asuo H arbour

最高潮位

最低潮位

平均高潮位

平均低潮位

最大潮差

最小潮差

平均潮差

+3.46m

-0.18m

+2.28m

+0.80m

3.4m

0.1m

1.48m

表2　钢板桩化学成分

T ab .2　Chemical compositions of steel plate piles

成分Π%C Mn Cu

P S S i M o Cr V Ni

第一次0.380.57未测

0.0330.0540.070.01

0.02

0.012

未发现第二次

0.37

0.50

0.28

0.021

0.056

0.08

未测微量未测

未发现

1.4　八所港以前的腐蚀调查资料

图2　钢板桩断面示意图

Fig.2　Sketch map of the steel plate pile section

1975年曾对八所港钢板桩码头进行过腐蚀调查

[3]

,对码

头的一根凸桩进行取样分析计算。在标高为+1.35、+0.8和-3.5m 位置,钢板桩的蚀余厚度分别为14.2、13.8和14.3mm ,按钢桩暴露在海水中19年计,钢板桩的腐蚀速度分别为0.068、0.089和0.063mm Πa 。另外在调查中发现,在钢板桩上补焊的6mm 厚钢板腐蚀速度大得惊人,不到两年时间剩余平均厚度只为4.25mm ,最大蚀坑处仅剩2.1mm ,两面腐蚀叠加已接近穿孔,只有1mm 。平均腐蚀速度达0.89mm Πa ,局部腐蚀速度高达1.86mm Πa 。显然,补焊的钢板同钢板桩形成电偶,补焊的钢板作为阳极消耗。

2　检查内容及方法

2.1　目视检查和水下摄像

通过潜水员目视和水下摄像方法全面检查钢板桩的腐蚀状况,重点检查钢板桩已出现局部破损的区域。

88海 洋 工 程第21卷