红锈耐候钢板表面锈层研究结果

     稳定耐候锈层的形成机制,选材标准,腐蚀与疲劳损伤机理,耐候构造,耐候锈钢板研发以及锈层检测与评价技术等方面的关键科技成果,梳理并完善了耐候钢桥的适用范围和腐蚀余量设计指标,提出了耐候钢桥锈层稳定化处理及施工技术要点;评析了耐候钢桥锈层损伤检测与评价技术,腐蚀损伤养管技术,结合美,日耐候钢桥工程事故经验教训和中国首批长寿命高性能耐候钢桥建设技术创新成果,探讨了该领域的技术创新方向.研究结果表明:耐候锈层由外层的γ-FeOOH,α-FeOOH以及内层的非晶态FeOOH化合物与Fe3O4构成,稳定耐候锈层能否形成与保持,主要受氯离子,积水和积尘等因素的影响;建议编制中国高性能耐候钢桥选材区划图谱,完善稳定耐候锈层构造设计准则;现代耐候钢桥具有高性能和长寿命的技术特征,带锈层构造细节的面内应力疲劳,面外变形疲劳试验和数值断裂力学模拟,以及耐候高强螺栓长期耐损性能研究的推进,将为建立完善的耐腐蚀,抗疲劳设计准则奠定基础;人工智能技术的应用将推动长寿命高性能耐候钢桥智能运维技术的重大进步;应加大研发投入,建立具有中国自主知识产权的长寿命高性能红锈耐候钢板桥设计,建造和运维标准规范体系。

    耐候钢在热连轧生产线上进行了高耐蚀型耐候钢工业试制,并对实验钢进行了组织观察和力学性能检测分析.利用周期浸润腐蚀试验方法对高耐候钢和对比钢Q345B进行了腐蚀行为研究,腐蚀溶液为0.01 mol/L的NaHSO3溶液.采用扫描电子显微镜观察实验钢和对比钢的微观形貌,利用电子探针分析腐蚀产物中的元素分布,并用X射线衍射仪对腐蚀产物进行物相分析,采用失重法进行了腐蚀速率计算.研究表明:实验钢力学性能优良,满足铁标要求;随着腐蚀的进行,腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定,相对于Q345B腐蚀速率≤30%,耐腐蚀性能良好.与Q345B相比,钢锈层更加致密,随着腐蚀的进行生成更多的α-FeOOH;耐蚀元素Cu,Ni,Cr在锈层中的富集大幅提高了锈层对基体的保护能力.因此耐候钢在生活中的应用会越来越广泛的。

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