缆索局部腐蚀的常见形式有哪些?
缆索一般是指一种桥梁的构件,其可以是钢丝绳,也可以是钢绞线或高强度钢丝。缆索是桥梁的关键受力组件,与其配套的附件就非常重要,可以直接影响缆索的使用寿命和使用安全。
1.点蚀
点蚀是缆索最主要的一种局部腐蚀形式,它分诱发及扩展两个重要阶段。钢丝和锚具在腐蚀介质中经过一定时间作用后,其表面上的个别点和局部微小区域内出现腐蚀小孔,而其他区域未腐蚀或腐蚀轻微,且蚀孔随着时间的推移不断向纵深发展,最后形成小孔状蚀坑。由于闭塞电池作用,当腐蚀介质中存在氯离子,氯离子不断向孔内扩散,随着反应的进行,蚀孔内金属氯化物浓度上升,进一步加速金属活化溶解形成自催化作用。点蚀是一种破坏性极大的局部腐蚀形式,虽然点蚀造成的质量损失很小,但由于闭塞电池的形成,阳极的溶解加速且具有自动加速的特点,极大地削弱钢丝有效截面面积,甚至发生断丝;
2.缝隙腐蚀
缆索由若干根钢丝制作组合而成,钢丝间不可避免存在缝隙,为缝隙腐蚀的发生提供了客观条件。腐蚀初期,在缝隙内外的钢丝表面发生氧化还原反应。随着反应的进行,缝隙内溶解氧不断被消耗,当缝隙内氧消耗完后,缝隙内外由氧浓度差异形成宏观腐蚀电池。与点蚀历程相似,缝隙腐蚀也形成了闭塞电池引起的酸化自催化作用,加速了缝隙内金属活化溶解。由于缝隙腐蚀可以发生在腐蚀性不强的介质中,具有一定的隐蔽性,且发生缝隙腐蚀后单根钢丝强度降低,导致整体力学性能退化,因此具有很大的危害性;
3.应力腐蚀
缆索钢丝及锚具运营阶段在应力与腐蚀介质的共同作用下发生的腐蚀。应力腐蚀不同于没有应力作用的纯腐蚀,也不同于没有腐蚀介质的纯力学断裂,而是腐蚀介质与应力共同作用下相互作用、相互促进的过程。在应力腐蚀作用下,钢丝在低于屈服强度或抗拉强度时发生脆性断裂。裂纹起源于钢丝表面;裂纹的长宽相差几个数量级不成比例;裂纹扩展方向一般垂直于主拉应力方向。一般来说,发生应力腐蚀的缆索基体表面未受到明显破坏,但少数细小裂纹已贯穿到基体的内部,在整体腐蚀极小的情况下,发生突然开裂,危害性极大;
4.摩振腐蚀
在车辆荷载和风雨振动作用下,缆索钢丝与钢丝之间相互接触运动,导致钢丝表面发生磨损,在腐蚀环境下磨损部位发生腐蚀。摩振腐蚀不是单纯的振动磨损与腐蚀损伤相互叠加,而是两者耦合作用的结果。摩振腐蚀严重的部位易发生腐蚀疲劳,加速钢丝的破坏。
综上所述,国内外有多座桥梁因缆索防护失效引起安全事故,已经造成了巨大的经济损失,对缆索病害与破坏机理进行分析变得刻不容缓,对此我们一定要重视起来。
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