钢结构绣蚀的类型原因及预防办法.docx

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钢结构绣蚀的类型原因及预防办法

钢结构绣蚀的类型 原因及预防办法

钢结构绣蚀的类型 原因及预防办法

钢结构纵然有许多优点，但生锈腐蚀是一个致命的缺点。

国内外围

锈蚀导致的钢结构事故时有发生。

生锈腐蚀将会引起构件截面减小，

承载力下降，尤其是因腐蚀产生的“锈坑”将使钢结构的脆性破坏

的可能性增大。

再者、在影响安全性的同时，也将严重地影响钢结

构的耐久性，使得钢结构的维护费用昂贵 ，郑州宏泰彩钢扣板统计，

世界钠结构的产量约十分之一因腐蚀而报废。

据某些先进工业国家

对钢铁腐蚀损失的调查，阅腐蚀所损耗的费用就约占总生产值的

2％—42％。

我国台湾仅 1987 年钢结构和建筑工业防腐费用就约为

30—40 亿新台币其中涂层维护费占 62.55％ 因此，郑州宏泰彩钢扣

板认为开展钢结构锈蚀事故的分析研究有重要意义。

　　1锈蚀的类型通常，我们将钢材由于和外界介质相互作用而产

生的损坏过程称为也叫“钢材锈蚀”钢材锈蚀，按其作用可分

为以下两类：

　　化学腐蚀化学腐蚀是指钢材直接与大气或工业废气守含有的氧

气质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀。

　　电化学府蚀电化学腐蚀是由于钢材内部有其他金属杂质，它们

具有不同的电极电位，在与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原

电池作用，佼钢材腐蚀。

　　实际工程中，绝大多数钢材锈蚀是电化学腐蚀或化学腐蚀与电

化学腐蚀同时作用的结果。

　　腐蚀的机理及影响因素电化学腐蚀的机理钢材的电化学府蚀是

最重要的腐蚀类型，简单来讲是指铁与周围介质之间发生氧化还原

反应的过程。

商蚀的原因与钢材并非绝对纯净有关，它总是含有各

种杂质，其化学组成除铁（Fe）外，还合有少量其他金属（如 Mn

M、VTi）和非金属（如 Si、c、P、S、、N）元素并形成固镕体、化合物或

机械混合物的形态共存于钢材结构中。

同时，还存在晶界面和缺陷。

因此，当钢材表面从空气中吸附溶有 CO2，O2 或 SO2 的水分时，就

产生了一层电解质水膜，这层水膜的形成，使得钢材表层的不同成

分或品界面之间构成了千千万万个微电池，称为腐蚀电池。

　　不同环境下的腐蚀机理及因素分析大气腐蚀钢材暴露在大气环

境条件下，由于大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀大气腐蚀。

　　机理大气腐蚀与完全浸没在电解液内的腐蚀过程有所不同。

因

大气腐蚀的钢材表面含有水分，当相对湿度达 70％时，还会在钢材

表面结露，因此使得上述反应易于进行。

　　影响因素①湿度。

湿度是决定大气腐蚀类型和速度的基本因素，

相对湿度达 60％（临界湿度）以上时，铁的腐蚀急速增加。

湿度越大，

一般大气的腐蚀性越强。

　　②降水量。

雨水的冲刷，从冲

掉腐蚀介质而言，起有利作用：

但雨水又能破坏腐蚀产物的保护层，

促进腐蚀的进行。

　　③温度。

日气温变化越大，腐蚀越严重。

　　④日照量。

日照使钢材保护层涂料老化起间接的破坏作用。

　　⑤大气污染物质。

大气中若存在 SO2、海盐粒子、固体尘粒，

则腐蚀加重。

因此，一般来说工业区腐蚀最严重，沿海地区次之，

而内防无污染工业的地区腐蚀最小。

　　防治措施①采用耐蚀钢材。

如掺铜、铬、镍等合金组合的低合

金钢，耐蚀性较好。

　　⑦使用涂层和金属镀层保护。

　　③降低大气湿度。

降低大气湿度的措施很多，如钢结构的构造

设计、防止缝隙中存水、除尘、加入吸湿剂、空调等等。

　　淡水腐蚀指不合盐、碱和酸等水的腐蚀。

其腐蚀机理原则上讲

与大气腐蚀相同；淡水腐蚀的重要影响因素有温度、氧气浓度等 淡

水中常溶解有钙、镁等矿物，其含量高时，称为硬水。

在硬水中，

钢材的腐蚀速度衬所减慢，因为碳酸钙等沉积在钢材表面会阻碍氧

气的通过，因而使腐蚀速度减慢。

　　酸腐蚀腐蚀机理在非氧化性孩中（盐酸、稀硫酸 醋酸等），钢材

与这些酸中的氢发生置换反应，形成可溶性的金属盐而被腐蚀。

　　在氧化性酸中（硝酸浓硫酸等）浓度低时也极易腐蚀，若浓度

高，则产生不溶性氧化物，有一定的保护作用。

　　影响因素①氢离子浓度②酸的类型；⑦温度。

　　碱腐蚀腐蚀机理室温下水溶液的 PH 值在 10—14 范围内时，碳

钢钝化而使腐蚀速度下降。

PH 值大于 14 时，由于生成不溶性的

Fe2O3；或 Fe304，其腐蚀速度也不大。

但在高温、高压碱水溶液

中，钢材产生溶解性腐蚀，称为碱裂、碱脆化等如锅炉的碱腐蚀。

　　影响因索主要有温度、压力PH 值和碱金属种类（一般认为碱

金属的原子量越大，腐蚀性）越强）。

　　盐类腐蚀腐蚀机理①改变溶液的 PH 值。

　　⑦增加溶液的导电性，使电化学腐蚀加剧。

　　④某些盐类的阴、阳离子对腐蚀的特殊影响影响因素盐的种类、

浓度海水腐蚀腐蚀机理随着海洋事业的发展，海洋巾的钢结构越来

越多，但海洋中腐蚀介质复杂也复杂。

一般来说，主要有盐类腐蚀、

电化学腐蚀、海生物腐蚀等影响因素①与海水介质的接触深度。

按

浸人海水的深度可分海泥区、全浸区、潮差区、飞溅区、海洋大气

腐蚀区。

一般来说，飞溅区最严重，因为飞溅区金属表面常被海

水所润湿，并受到海水运动的冲击该处的保护涂层易于脱落破坏②

海水流速。

随流速加大腐蚀速度加快②海生物。

　　④海水温度。

防治措施①正确确定腐蚀程度。

例如海上建

筑物的桩柱在不同位置的腐蚀程度

有所不同，应采用不同的厚度。

　　②减少水流的滞流度以避免冲击腐蚀。

　　③尽可能消除不必要的缝晾。

　　④减少产生电化学腐蚀的条件（如不同金属连接⑤减少物件的应

力集中现象。

　　⑧注意焊接加工杂散电流的影响。

　　⑦涂覆防护⑧电化学保护土壤腐蚀钢结构埋人土壤中所受的腐

蚀称为土壤腐蚀。

　　机理遵循电化学腐蚀基本理论，但腐蚀电他的形成与土壤自身

持性有关。

一般来说，有下列一些腐蚀电池。

　　①长距离腐蚀宏电池。

常发生在地下长距离的钢结构上。

　　⑦因土壤的局部不均匀引起的腐蚀宏电池。

—般由回填土密实

度、夹杂物的人同引起。

　　⑦埋没深度不同及边缘效应引起腐蚀宏电池④钢结构所处状态

的差异引起腐蚀宏电池。

由温差、应力、不同种类的钢材引起。

　　影响因素①土壤性质（孔隙率和扎隙结构、含水员、电阻率、酸

碱度、含盐量）；②杂散电流③微生物。

　　防治措施①覆盖层保护。

　　②阴极保护。

　　⑤改变土壤环境。

如降低水位，选择腐蚀小的回填土，在酸性

土壤中物件周围充填石灰石碎块等。

　　有机系非水溶剂的腐蚀非水溶剂包括无机系和有机系两类 元机

系主要有纯硫酸、发烟硝酸等小含水的酸类，熔融氢氧化钠及碳酸

钠等熔盐。

在低温下成为液态的液氨等物质。

鉴于工业建筑中有机

系非水溶剂的腐蚀较多，如有机药品工业、食品上业、发酵工业、

石油化工、纺织工业等，本节主要接及合机系非水溶剂所引起的腐

蚀：

　　机理①极性非水溶剂（如酒精、醛、跋酸、酚类、硝基化合物）腐

蚀遵从电化学机理②非极性非水溶剂（如锁状或环状结构的碳氢化食）

中的腐蚀既有电化学腐蚀也有化学腐蚀。

一般来说非极性溶剂本身

腐蚀性很小，但当溶剂置于大气中时，所生成的氧化物具有极性 例

如，燃料油和润滑泊被氧化后生成了羧酸，能促进分属在这些油巾

的腐蚀。

另外，有机氮化合物和有机演化合物的腐蚀作用，是由于

它们分解后生成盐酸和氢演酸所致。

　　⑤非水溶剂的腐蚀与水也密不可分；分。

　　防治措施①隔绝水的侵入。

　　离，以抑制腐蚀。

　　如油中加入皂类的防蚀措施，就是为了把油中水分同金属面隔

②添加防止非水溶剂变成腐蚀介质的外加剂。

　　高温腐蚀在高温时，钢材表面会产生一层黑皮（如轧制过程中，

钢材也会产生一层黑皮），黑皮为高温氧化物，对钢树有一定的保护

作用；但有水分存在时，由于钢材黑皮的电位不

同，从而构成了原电池，使钢材产生电化学

腐蚀。

　　高温腐蚀防护，可从下列几方面着手：

　　根据使用寿命、

环境介质与温度、负载状态及成本选摔合适的合金钥种。

　　改善高温环境，在加工使用中刃通过真空、惰性气体、密封的

AL2O3 粉等控制钢材所处的高温环境介质。

　　表面处理。

　　应力腐蚀钢材的应力腐蚀指钢材在应力状态丫腐蚀加速的现象。

应力腐蚀的特征是在较极限抗拉强度低得多的应力情况下即在一般

安全使用应力的情况下，材料（钢丝或钢筋发生脆性断裂。

此时钢丝

表面腐蚀并不严重，锈蚀串一般在 30％以下，在有缺陷或腐蚀坑根

部沿轴向会有一段黑色应力腐蚀区。

　　电腐蚀电腐蚀是钢筋混凝土结构或钢结构处于杂散电场中，在

阳极区即电流通过钢筋的部位发生的腐蚀。

这一现象常发生在电化

学工厂、电冶合车间等，电腐蚀的强弱与钢材所处阳极电位的高低

成正比。

钢结构锈蚀处理及防腐方法

掌握钢结构的锈蚀原因及防腐办法可以让更多的钢结构延寿命，减

轻一些事故的危害，所以郑州宏泰彩钢扣板认为这很重要，结合自

己的经验总结如下：

　　新建钢结构防锈新建钢结构应根据使用性质、环境介质等制定

防锈方法敷盖法。

　　涂料敷盖法，即在钢材表面敷盖一层涂料，使之勺大气隔绝，

以防锈蚀。

主要施工工艺有：

表面除锈、涂底漆、涂面漆；金属敷

盖法，即在钢材表面上镀上一层其他金属。

所镀的金属可使钢材与

其他介质隔绝，也可能是镀层金属的电极电位更低于铁，起到牺性

阳极（镀层金属）保护阴极铁）的作用。

　　原有钢结构锈蚀处理一、锈蚀程度的分级和检查．锈蚀程度分

级为鉴定锈蚀损坏程度，一般可分为五级：

　　一级——良好。

构件基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽；个别

构件可有少量锈点。

　　二级——局部锈蚀。

构件基本没有锈蚀，面滦有局部脱落，底

漆完好；个别构件有少量锈点，或构件边缘、死角、缝隙、隐蔽部

分有锈蚀。

　　三级——较严重。

构件局部锈蚀，面滚脱落面积达 20％左右，

底漆也有局部锈远，其基本金属完好，应进行维护难备工作。

　　四级——严重。

构件锈蚀面积达 40％左右，面漆大片脱落，但

基本金属没有破坏，应立即进行维护工作。

。

　　五级——特别严重。

基本金后已有锈蚀需要更换或采取加固等

措施。

　　．重点检查部位应立即测旦构件断面削弱程度根据商蚀理论及

实际经验、除一般检查外，下列构件或部位应严格检查。

　　埋人地下的地面附近部位。

　　可能存积水或遭受水蒸汽侵

蚀部位。

　　干湿交替构件易积灰且湿度大的构件。

　　组合截面净空小于 12mm，难以涂刷油漆的部位。

　　屋盖结构、柱勺屋架节点、吊车梁与柱节点

、钢思索节点部位。

　　总之，一般室外钢结构比室内易锈蚀；湿度大易积灰部分易锈

蚀；焊接蚀；难以涂层及徐刷到的部位易锈蚀。

这些部位检查时应

特别注意。

　　原钢结构防锈蚀涂层处理其处理包括旧漆膜处冈、表面处理、

涂层选择、涂层施工。

　　．漆膜处理漆膜处理方法有碱水清洗（5％—lo％NaOH 溶液）、人

喷法、徐脱漆剂、涂脱该膏配方：

碳酸钙 6—10 份，碳酸钠 4—7

份．水 80 份．生石灰 1—15 份混成糊状；或清水份，土豆淀粉 1 份，

50％浓度氢氧化钠水溶液 4 份，边搅拌边拌和，再加 10 份消水搅拌

5—10min）等。

　　表面处理表面处理是保证涂层质量的基础，表面处理包括除锈

和控制钢材表面的粗糙度。

除锈可以