钢管桩的腐蚀与防腐公开整理版
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A---铁的比重(7.85)
2020/6/7
15
钢管桩的腐蚀与防腐
例
y = D S x / 100 A
在海洋环境中钢管桩铁锈层的测试结 果为D=2.01, S=52.4%, 代入公式计算:
y = (2.01×52.4×x) / (100×7.85)
= 0.134 x
x / y = 7.46 即铁锈层的厚度为板厚减少量的7.46倍
在钢表面的某些部位,阳极反应集中 发生,严重腐蚀,成为“孔蚀”.孔蚀最 主要的原因是通气性差.
2020/6/7
9
钢管桩的腐蚀与防腐
例如在缝隙和贝类附着的部 位等,氧的供给比其他部位少,供给 少的部位成为阳极,供给多的部位ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成为阴极,这样就形成了“电池”, 在阳极部位就发生“孔蚀”.
2020/6/7
2020/6/7
16
钢管桩的腐蚀与防腐
这一算例表明,若因腐蚀而失去的铁约一半用于 形成铁锈,则铁锈层的厚度比板厚减少量大得多(3~4 倍).
所以应当注意,不要误以为铁锈层的厚度等于 板厚减少量.
铁锈层的厚度与板厚减少量的关系如下图所示:
2020/6/7
17
钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩在土中的腐蚀情况
然后取样测试,定量地了解钢管桩各部位 的腐蚀量.
根据外观,认为腐蚀大的表层部位连续取 样,腐蚀小的深层部位间隔取样,取样时还要 考虑土层变化情况,
2020/6/7
19
钢管桩的腐蚀与防腐
试样尺寸为 10×10 cm,在柠檬酸二铵水 溶液中浸泡冼净,再用点测微计量测量厚度.取 样和试样上测点位置如图所示.
2020/6/7
14
钢管桩的腐蚀与防腐
现假定因腐蚀而失去的铁全部用于在钢表面 形成铁锈,则钢表面铁锈层的厚度与板厚减少量的 关系如下式所示:
y = D S x / 100 A
式中 y---钢材的板厚减少量(mm); D---铁锈的表观比重; S--- 铁锈层中铁的含有率(%) ;
x ---铁锈层的厚度(mm);
10
钢管桩的腐蚀与防腐
使钢发生激烈孔蚀的诸多原因 中,还有“迷走电流” 的作用.从电 气铁路和电焊机洩漏的直流电,一旦 流入土和水中的钢结构物,再从钢结 构物流到土和水中,流出的点即发生 腐蚀.电流容易流出的部位会造成深 深的孔蚀.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
“腐蚀疲劳”是钢铁在腐蚀性的环 境中在拉应力的反复作用下在某一周 期以后发生破裂的现象.腐蚀疲劳与没 有腐蚀作用的疲劳相比,在一定的应力 下,达到破坏的反复次数少.并且即使应 力较低,如果反复次数非常大,也会出现 破坏的特征.
因腐蚀而失去的铁的量中,相当一部分 (一般1/2以上)用于钢表面铁锈层的形成,剩余 的一部分作为铁锈一度残留在钢表面,而后剥 离.另一部分不在表面生成铁锈,而以离子状 态流失.这几部分铁的比例根据淡水、海水、 大气、土等的环境变化而定.作为钢表面铁锈 残存的铁的比例,一般在土中较高,大气中较 低.并随液体的流动而变化.
2020/6/7
12
钢管桩的腐蚀与防腐
应力腐蚀破坏是钢在静拉应力 的作用下、在特定的腐蚀环境(热而 浓的碱、硝酸盐、氰化氢水溶液或 液体氨等)中发生的.这些腐蚀环境不 是在通常的自然环境中遇到的,因此 发生应力腐蚀的可能性非常小.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢表面铁锈层的厚度
与板厚减少量的关系
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩腐蚀的速度决定于单 位时间内到达并扩散到钢表面的 氧的量.而促使氧增加的主要因素 是水中溶存的氧的浓度、流速、 混合的程度和温度等.
2020/6/7
4
钢管桩的腐蚀与防腐
由于腐蚀而在钢表面形成的铁 锈,在某种程度上成为氧扩散的屏 障,具有抑制氧扩散的作用.而这种 已经形成的铁锈层的保护作用,在 大气中较大,在水中较小.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
当水中溶有食盐等中性盐 类时,腐蚀的机理原则上没有变 化.但食盐的存在影响作为氧扩 散屏障的铁锈层的性质.
2020/6/7
6
钢管桩的腐蚀与防腐
如果钢的金属组织、应力 和塑性变形的程度不同,在水中 的电位就不同.如两种不同成分 钢的连接部位,成为腐蚀电池阳 极的一方就会促进腐蚀.钢表面 的压痕也会促进腐蚀.
因为没有钢管桩打设前壁厚的测试资料, 所以原始壁厚是根据实测结果推算的.
调查结果 如表所示
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
2020/6/7
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深度 m
腐蚀的现象与原因
钢铁受环境的作用而变为氧化 铁等的现象称为腐蚀.
钢管桩工作的环境是海水、淡 水、大气和土等,而使钢管桩发生腐 蚀的就是其中的水和氧.水和氧与钢 铁发生反应生成铁锈.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢铁变为铁锈的反应是一种电化学 反应.也可以说是根据”电池作用”进行 的反应.
在钢铁的表面由于种种原因存在无 数非常细小的阳极和阴极,形成了局部电 池.在局部电池的阳极上发生铁的溶解,阴 极上发生氧的还原,就这样进行着腐蚀反 应.
1 日本建设省土木研究所的调查研究 调查对象是幸谷桥的钢管桩 钢管桩外径486mm、壁厚16 mm、9mm 1958年10~11月施工,经过17年后拔出,进行 腐蚀调查.
2020/6/7
18
钢管桩的腐蚀与防腐
调查方法
为了解钢管桩在深度方向大致的腐蚀程度 和腐蚀形态,先用肉眼观察表面附着物的颜色 和状态,以及附着物清除后的腐蚀形态和程度.
钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩在上海超高层建筑的基础 中已有所应用,如金茂大厦等.随着我国 经济的高速发展,钢管桩的应用必将越 来越多.广大设计施工人员对钢管桩的 性能应该有一些认识.目前大家比较关 注的问题一是钢管桩的腐蚀与防腐问 题,二是开口钢管桩的桩端阻力问题.
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钢管桩的腐蚀与防腐
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钢管桩的腐蚀与防腐
在低合金钢中,合金的元素进入铁 锈层中会引起铁锈层性质的变化,从而 影响钢的耐腐蚀性.如在低合金钢中加 入适量的磷、铬和铜,则在大气或海水 中,其耐腐蚀性为普通钢的2~3倍.而在 淡水或土中则没有太大的变化.
2020/6/7
8
腐蚀的形态
钢管桩的腐蚀与防腐
构筑物基础使用的钢除全面腐蚀外, 还会发生“孔蚀”和“腐蚀疲劳”等 形态的腐蚀.
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钢管桩的腐蚀与防腐
例
y = D S x / 100 A
在海洋环境中钢管桩铁锈层的测试结 果为D=2.01, S=52.4%, 代入公式计算:
y = (2.01×52.4×x) / (100×7.85)
= 0.134 x
x / y = 7.46 即铁锈层的厚度为板厚减少量的7.46倍
在钢表面的某些部位,阳极反应集中 发生,严重腐蚀,成为“孔蚀”.孔蚀最 主要的原因是通气性差.
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钢管桩的腐蚀与防腐
例如在缝隙和贝类附着的部 位等,氧的供给比其他部位少,供给 少的部位成为阳极,供给多的部位ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成为阴极,这样就形成了“电池”, 在阳极部位就发生“孔蚀”.
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钢管桩的腐蚀与防腐
这一算例表明,若因腐蚀而失去的铁约一半用于 形成铁锈,则铁锈层的厚度比板厚减少量大得多(3~4 倍).
所以应当注意,不要误以为铁锈层的厚度等于 板厚减少量.
铁锈层的厚度与板厚减少量的关系如下图所示:
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩在土中的腐蚀情况
然后取样测试,定量地了解钢管桩各部位 的腐蚀量.
根据外观,认为腐蚀大的表层部位连续取 样,腐蚀小的深层部位间隔取样,取样时还要 考虑土层变化情况,
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钢管桩的腐蚀与防腐
试样尺寸为 10×10 cm,在柠檬酸二铵水 溶液中浸泡冼净,再用点测微计量测量厚度.取 样和试样上测点位置如图所示.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
现假定因腐蚀而失去的铁全部用于在钢表面 形成铁锈,则钢表面铁锈层的厚度与板厚减少量的 关系如下式所示:
y = D S x / 100 A
式中 y---钢材的板厚减少量(mm); D---铁锈的表观比重; S--- 铁锈层中铁的含有率(%) ;
x ---铁锈层的厚度(mm);
10
钢管桩的腐蚀与防腐
使钢发生激烈孔蚀的诸多原因 中,还有“迷走电流” 的作用.从电 气铁路和电焊机洩漏的直流电,一旦 流入土和水中的钢结构物,再从钢结 构物流到土和水中,流出的点即发生 腐蚀.电流容易流出的部位会造成深 深的孔蚀.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
“腐蚀疲劳”是钢铁在腐蚀性的环 境中在拉应力的反复作用下在某一周 期以后发生破裂的现象.腐蚀疲劳与没 有腐蚀作用的疲劳相比,在一定的应力 下,达到破坏的反复次数少.并且即使应 力较低,如果反复次数非常大,也会出现 破坏的特征.
因腐蚀而失去的铁的量中,相当一部分 (一般1/2以上)用于钢表面铁锈层的形成,剩余 的一部分作为铁锈一度残留在钢表面,而后剥 离.另一部分不在表面生成铁锈,而以离子状 态流失.这几部分铁的比例根据淡水、海水、 大气、土等的环境变化而定.作为钢表面铁锈 残存的铁的比例,一般在土中较高,大气中较 低.并随液体的流动而变化.
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钢管桩的腐蚀与防腐
应力腐蚀破坏是钢在静拉应力 的作用下、在特定的腐蚀环境(热而 浓的碱、硝酸盐、氰化氢水溶液或 液体氨等)中发生的.这些腐蚀环境不 是在通常的自然环境中遇到的,因此 发生应力腐蚀的可能性非常小.
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢表面铁锈层的厚度
与板厚减少量的关系
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩腐蚀的速度决定于单 位时间内到达并扩散到钢表面的 氧的量.而促使氧增加的主要因素 是水中溶存的氧的浓度、流速、 混合的程度和温度等.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
由于腐蚀而在钢表面形成的铁 锈,在某种程度上成为氧扩散的屏 障,具有抑制氧扩散的作用.而这种 已经形成的铁锈层的保护作用,在 大气中较大,在水中较小.
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
当水中溶有食盐等中性盐 类时,腐蚀的机理原则上没有变 化.但食盐的存在影响作为氧扩 散屏障的铁锈层的性质.
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钢管桩的腐蚀与防腐
如果钢的金属组织、应力 和塑性变形的程度不同,在水中 的电位就不同.如两种不同成分 钢的连接部位,成为腐蚀电池阳 极的一方就会促进腐蚀.钢表面 的压痕也会促进腐蚀.
因为没有钢管桩打设前壁厚的测试资料, 所以原始壁厚是根据实测结果推算的.
调查结果 如表所示
2020/6/7
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钢管桩的腐蚀与防腐
2020/6/7
21
深度 m
腐蚀的现象与原因
钢铁受环境的作用而变为氧化 铁等的现象称为腐蚀.
钢管桩工作的环境是海水、淡 水、大气和土等,而使钢管桩发生腐 蚀的就是其中的水和氧.水和氧与钢 铁发生反应生成铁锈.
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钢管桩的腐蚀与防腐
钢铁变为铁锈的反应是一种电化学 反应.也可以说是根据”电池作用”进行 的反应.
在钢铁的表面由于种种原因存在无 数非常细小的阳极和阴极,形成了局部电 池.在局部电池的阳极上发生铁的溶解,阴 极上发生氧的还原,就这样进行着腐蚀反 应.
1 日本建设省土木研究所的调查研究 调查对象是幸谷桥的钢管桩 钢管桩外径486mm、壁厚16 mm、9mm 1958年10~11月施工,经过17年后拔出,进行 腐蚀调查.
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钢管桩的腐蚀与防腐
调查方法
为了解钢管桩在深度方向大致的腐蚀程度 和腐蚀形态,先用肉眼观察表面附着物的颜色 和状态,以及附着物清除后的腐蚀形态和程度.
钢管桩的腐蚀与防腐
钢管桩在上海超高层建筑的基础 中已有所应用,如金茂大厦等.随着我国 经济的高速发展,钢管桩的应用必将越 来越多.广大设计施工人员对钢管桩的 性能应该有一些认识.目前大家比较关 注的问题一是钢管桩的腐蚀与防腐问 题,二是开口钢管桩的桩端阻力问题.
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钢管桩的腐蚀与防腐
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钢管桩的腐蚀与防腐
在低合金钢中,合金的元素进入铁 锈层中会引起铁锈层性质的变化,从而 影响钢的耐腐蚀性.如在低合金钢中加 入适量的磷、铬和铜,则在大气或海水 中,其耐腐蚀性为普通钢的2~3倍.而在 淡水或土中则没有太大的变化.
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腐蚀的形态
钢管桩的腐蚀与防腐
构筑物基础使用的钢除全面腐蚀外, 还会发生“孔蚀”和“腐蚀疲劳”等 形态的腐蚀.