海洋對(duì)橋梁來(lái)說(shuō)是比較復(fù)雜的腐蝕環(huán)境,了解海洋環(huán)境的腐蝕,對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的防腐蝕有著非常重要的意義。在海洋腐蝕環(huán)境中的結(jié)構(gòu),其腐蝕區(qū)域可以分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)。
大氣區(qū)指海面飛濺區(qū)以上的大氣區(qū)和沿岸大氣區(qū)。其特點(diǎn)是空氣濕度大,含鹽分多。暴露在海洋大氣中的金屬表面有細(xì)小鹽粒子的沉降。海鹽粒子吸收空氣中的水分后很容易在金屬表面形成液膜,引起腐蝕。在季節(jié)或晝夜變化氣溫達(dá)到露點(diǎn)時(shí)尤為明顯。同時(shí)塵埃、微生物在金屬表面的沉積,會(huì)增強(qiáng)環(huán)境的腐蝕性。所以海洋大氣對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕比內(nèi)陸大氣,包括鄉(xiāng)村大氣和城市大氣,要嚴(yán)重的多。
海洋的風(fēng)浪條件,離海面的高度等都會(huì)影響到海洋大氣的腐蝕性。風(fēng)浪大時(shí),大氣中水分多含鹽量高,腐蝕性增加。據(jù)研究,離海平面7~8m處的腐蝕性最強(qiáng),在此之上越高腐蝕性越弱。
降雨量的大小也會(huì)影響腐蝕。頻繁的降雨會(huì)沖刷掉金屬表面的沉積物,腐蝕會(huì)減輕。濕度升高使海洋大氣腐蝕加劇。一般熱帶腐蝕性最強(qiáng),溫帶次之,兩極區(qū)最弱。
飛濺區(qū)指平均高潮線以上海洋飛濺所能濕潤(rùn)的位置。在這個(gè)部位,金屬材料表面連續(xù)不斷地被海水濕潤(rùn),海水又與空氣充分接觸,含氧量充分,含鹽量很高,加上海水的沖擊作用,腐蝕在這個(gè)部位最為嚴(yán)重。當(dāng)很高的風(fēng)速和海流速造成強(qiáng)烈的海水運(yùn)動(dòng)時(shí),海水的沖擊會(huì)在飛濺區(qū)形成磨耗-腐蝕聯(lián)合作用的破壞。同時(shí)強(qiáng)烈的海水沖擊不斷地破壞腐蝕產(chǎn)物和保護(hù)涂層,增加了飛濺區(qū)的腐蝕。
不同海區(qū)飛濺區(qū)的腐蝕主要取決于風(fēng)浪和溫度。飛濺區(qū)金屬表面溫度更接近于氣溫。風(fēng)浪大的熱帶海域鋼鐵在飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴(yán)重。
潮差區(qū)指平均高潮位與平均低潮位之間的區(qū)段,金屬表面與含氧充分的海水周期性地接觸,引起腐蝕。與飛濺區(qū)相比,潮差區(qū)的氧擴(kuò)散沒(méi)有飛濺區(qū)那樣快,也無(wú)強(qiáng)烈的海水沖擊。潮差區(qū)金屬表面溫度受氣溫影響,也受海水溫度的影響,通常接近于表層海水溫度。潮差區(qū)有海生物棲局,而飛濺區(qū)沒(méi)有。
潮差區(qū)的腐蝕通常是平均高潮位和平均低潮位最為嚴(yán)重,這是氧濃差電池的作用。潮差段因供養(yǎng)充分,成為陰極,受到一定程度的保護(hù),腐蝕減輕。低潮位以下全浸區(qū)因供氧相對(duì)較少成為陽(yáng)極,使腐蝕加速。在工程設(shè)計(jì)上,有時(shí)把潮差區(qū)并入飛濺區(qū)一起考慮,并不是因?yàn)閮啥伍g的腐蝕是一樣的,而是從施工、維護(hù)和陰極保護(hù)方面綜合考慮,使之協(xié)調(diào)一致。
平均低潮線以下的位置為海水全浸區(qū)。根據(jù)海洋的深度不同,又分為淺海區(qū)和深海區(qū),二者并無(wú)確切的深度界限,一般所說(shuō)的淺海區(qū)大多指100~200m以?xún)?nèi)的海水。
海洋環(huán)境因素如溫度、含氧量、鹽度、PH值等隨海洋的深度而變化,所以海水深度必然影響到全浸區(qū)金屬的腐蝕行為。其中最主要的因素是溫度和含氧量。全浸區(qū)中鋼鐵的腐蝕速度在0.07~0.18mm/n.
淺海區(qū)氧處于飽和態(tài),溫度高,海水流速大,海洋生物會(huì)粘附在金屬材料上。一般來(lái)說(shuō),20m水深以?xún)?nèi)的海水較深層海水具有更強(qiáng)的腐蝕性。深海區(qū)的含氧量較小,溫度接近0℃,海洋生物的活性減小。
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