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作者: 路东柱管方侯保荣
来源: 中国腐蚀与防护网
发布时间: 2017-04-17
关键词: 桥梁, 腐蚀, 氧化聚合型包覆防腐技术, 桥梁拉索, OTC, 耐久性
领域: 腐蚀领域
摘要: 防腐“利刃”——我国桥梁腐蚀状况及氧化聚合型包覆防腐技术
正文: 腐蚀是各类设施设备及其组成材料与环境发生化学或电化学反应而导致的材料破坏现象。严重的腐蚀不仅会导致设施设备的结构损伤，缩短其寿命，还可能引起突发性灾难事故，污染环境，造成重大财产损失和人员伤亡。中国工程院公布的调研结果表明，2014年我国全行业腐蚀总成本超过21000亿元，约占GDP的3.34%，每位公民当年需要承担的腐蚀成本约为1555元。腐蚀现象几乎涉及国民经济各个行业各类设施设备。近年来，我国建设了许多百年工程，它们处在高温、高湿、工业大气等不同腐蚀环境中。为保证这些重大设施设备平稳安全服役，攻克防腐蚀核心技术势在必行。调研结果显示，桥梁建设和服役过程中同样面临严峻的腐蚀问题。自上世纪90年代中期开始，我国拉索类桥梁建设蓬勃发展。据不完全统计，我国大跨径拉索类桥梁已有数百座，这一数字还在不断增长。然而调查显示，部分大桥建成不久就遭遇与拉索腐蚀有关的病害问题。桥梁通常建于水体之上，受潮湿大气影响严重；作为交通工具的控制性通道，桥梁承载着巨大的车流量，长期在含有二氧化硫等工业大气的环境中服役；随着海洋经济的发展，高湿度、高盐分的严酷海洋腐蚀性环境中建成使用的桥梁也越来越多。桥梁拉索是拉索类桥梁的重要承载构件，是桥梁的“生命线”，其耐久性与可靠性直接关系桥梁的寿命与安全。桥梁拉索受盐分、湿度、二氧化硫、二氧化碳等酸性物质强烈影响，容易发生腐蚀破坏和断裂。由于形状不规则，施工难度大，传统防腐蚀方法保护效果不理想，是拉索类桥梁整体腐蚀防护的“短板”。 2011年4月12日，新疆库尔勒孔雀河大桥主跨第二根吊杆断裂，造成约10米长的桥面塌陷，导致交通中断。类似事故还有很多，承重吊杆和钢缆的腐蚀问题是造成桥梁坍塌的主要原因之一。螺栓是固定和连接钢构筑物的重要零件，也极易发生腐蚀。螺栓腐蚀会导致钢构造物强度降低，带来安全隐患。除用螺栓连接结构件外，还可以用焊接的方式将钢结构连接在一起。但在焊接熔化过程中，焊缝切面上金属成分和显微结构会出现差别，结构成分不均，容易出现电偶腐蚀和晶间腐蚀等情况。中国科学院海洋研究所国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心研发的氧化聚合型包覆防腐技术（Oxidation Tape and Coating system，OTC）可以有效解决桥梁拉索的腐蚀问题。 OTC技术由防蚀膏、防蚀带及外防护剂三层配套体系组成。突出的优点包括：防蚀膏直接与被保护的金属基体接触，所含特殊成分能将金属结构表面锈组分转化成黑色氧化膜，形成保护性封闭层，防止金属继续氧化、锈蚀，起到除锈、防锈作用；该技术对表面处理要求低，可带锈施工。防蚀带适应性强，可粘贴在任意形状金属结构表面，永久保持非固化、柔韧状态。外防护剂与空气氧化聚合形成坚韧皮膜，具有良好的耐老化性能，防腐寿命可达数十年，是“可粘贴的重防腐涂料”。施工时，首先进行简单表面处理，然后涂抹防蚀膏，缠绕防蚀带，使其紧密贴合在钢结构表面，最后涂刷外防护剂。三亚海洋环境腐蚀试验站为期两年的验证实验表明，螺栓经OTC技术防护两年后，基体表面仍然有金属光泽，没有任何腐蚀；未防护螺栓已然锈迹斑斑。这说明，氧化聚合型包覆防腐（OTC）技术能够长期发挥良好的防腐蚀效果。 OTC技术已经在大连国际会议中心、天津港LNG码头、青岛海湾大桥、青岛海西重工、黄岛电厂、杭州湾大桥、宁波象山港大桥、温州东瓯大桥、汕尾热电厂、湛江港等众多工程中获得了广泛应用，并得到了良好的反馈。腐蚀可防可控，合理的腐蚀与防护技术可以有效延长材料使用寿命，减少材料失效引发的事故，提高材料的可靠性、安全性、经济性和耐久性，节约资源能源，促进低碳经济和可持续发展。通过合理选用防腐技术，采取全寿命腐蚀管控等方式，大约25%～40%的腐蚀损失是可以避免的。在澳大利亚、新加坡等发达国家，由于腐蚀管控措施得当，锈迹极为少见。可见，对腐蚀防护问题的重视也是国家繁荣和文明程度的反映。我国也应以腐蚀防控先进国家为目标，引导各行业积极响应“创新驱动”号召，通过多种方式加强防腐力度，减少腐蚀带来的损失。相信通过进一步技术创新和工程实践，更多切实可行的防腐技术会不断涌现，并在我国桥梁工程建设与维护中发挥更大作用。 OTC技术在转化和推广过程中得到了“青岛市市南区科技发展基金会”资助（2014-14-004-ZH），特此感谢！（作者单位：中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室、中国科学院大学、南通中国科学院海洋研究所海洋科学与技术研究发展中心）更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org 责任编辑：刘洋《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事投稿联系：编辑部电话：010-62313558-806 邮箱：fsfhzy666@163.com 中国腐蚀与防护网官方 QQ群：140808414

防腐“利刃”——我国桥梁腐蚀状况及氧化聚合型包覆防腐技术

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