更新时间:2022-08-25 17:53
镀锌钢线是一种在钢线材的表面覆盖镀锌层的导线。这种钢线极化电阻变小,腐蚀电流密度增大,且在 1120MPa应力作用下镀锌钢绞线腐蚀电流密度达最大值,为无应力作用下腐蚀电流密度的 7倍;镀锌层发生局部电化学腐蚀,腐蚀后表面出现少量蚀坑,腐蚀产物填满这些蚀坑,覆盖于镀锌层表面,生成的白色腐蚀产物主要是 ZnSO4·H2O。
酸雨不仅危害生态系统,而且对桥梁、铁轨、房屋等建筑造成极大的腐蚀破坏,造成重大经济损失和安全事故。我国酸雨区面积已占国土面积的 1/3,已成为继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。1999年,全世界酸雨腐蚀造成经济损失达 200亿美元,我国因酸雨对材料腐蚀所造成的损失也高达 30亿元。拉索是斜拉桥的主要承重结构,由高强度钢丝束和 PE护套组成,由于拉索长期暴露在江河附近的风雨、潮湿环境中,且承受恒载与疲劳荷载,极易遭受腐蚀破坏,严重影响桥梁安全和使用寿命。
不同应力作用下镀锌钢绞线在模拟酸雨溶液中的Tafel曲线,采用 AUTOLAB GPES软件计算获得的腐蚀参数分析发现,应力增大,镀锌钢绞线极化电阻变小,腐蚀电流密度增大,且在 1120MPa应力作用下镀锌钢绞线腐蚀电流密度达最大值,为无应力作用下腐蚀电流密度的 7倍。其原因与应力作用下,镀锌钢绞线镀锌层表面的破坏程度有关,即在一定应力范围内,由于应力增大,镀锌层表面产生的裂纹迅速扩展且增多,表面破坏程度变大,SO42¯、Cl¯等腐蚀介质更易进入镀锌层,使锌溶解过程加快,导致镀锌钢绞线腐蚀速度变大。
镀锌钢绞线在不同张力作用下5%NaCl溶液中电化学腐蚀的Tafel曲线。镀锌钢绞线腐蚀电流随张力增加呈增大趋势,且当张力为22 kN时镀锌钢绞线腐蚀电流达到最大值。其原因可能是该钢绞线镀锌层内之多晶晶面因张力增加而发生滑移,晶粒间距离随之增大,使吸附Cl的晶界电位变负从而更易发生腐蚀。
镀锌钢绞线经不同张力作用后再经中性盐雾腐蚀后的表观照片。实验发现,试验钢绞线在中性盐雾腐蚀的一个周期内,表面就开始出现白锈,延长腐蚀周期,电化学腐蚀加快,白色锈点越来越多,直至表面全为白锈布满;之后,红锈产生,但其出现的快慢与施加的张力大小有关。如作用张力为15~22 kN,钢绞线产生红锈的盐雾试验周期为16,而在0kN或10kN张力作用下则延长至23周期,可见张力作用对镀锌钢绞线腐蚀行为有直接影响。给出由失重法测得的镀锌钢绞线在不同张力作用下的腐蚀速率,同样表明随张力增加钢绞线腐蚀速率呈上升趋势,与上述极化法得出的规律相一致。该钢绞线的腐蚀速率于22kN张力下达最大值,对应的腐蚀深度为0.41mm·a-1,此值比极化法Tafel外推计算的腐蚀深度大5倍,其原因当与中性盐雾腐蚀环境中雾粒对镀锌层的冲刷作用、失重法测量存在误差有关。