钢结构锈蚀事故要点

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1、第8章钢结构锈蚀事故 钢结构纵然有许多的优点， 但生锈腐蚀是一个致命的缺点。 国内外因锈蚀导致的钢结构 事故时有发生。生锈腐蚀将会引起构件截面减小，承载力下降，尤其是腐蚀产生的“锈坑” 将使钢结构的脆性破坏的可能性增大。 再者，在影响安全性的同时， 也将严重影响钢结构的 耐久性，使得维护费用昂贵。据有关资料统计，世界钢结构产量约十分之一因腐蚀而报废， 据某些先进工业国家对钢铁腐蚀损失的调查，因腐蚀所损耗的费用约占总生产值的 2%、 4.2%。我国台湾仅1987年钢结构和建筑工业防腐费用约为 30〜40亿新台币，其中涂层维护 费占62.55%。因此，开展钢结构锈蚀事故的分析研究有重要

2、意义。 8.1 锈蚀的类型 通常，我们将钢材由于和外界介质相互作用而产生的损坏过程称为“腐蚀” ，有时也叫 “钢材锈蚀”。钢材锈蚀，按其作用可分为以下两类： (1)化学腐蚀 化学腐蚀是指钢材直接与大气或工业废气中含的氧气、 碳酸气、硫酸气或非电介质液体 发生表面化学反应而产生的腐蚀。 (2)电化学腐蚀 电化学腐蚀是由于钢材内部有其他金属杂质， 具有不同电极电位， 在与电介质或水、 潮 湿气体接触时，产生原电池作用，使钢材腐蚀。 实际工程中，绝大多数钢材锈蚀是电化学腐蚀或化学腐蚀与电化学腐蚀同时作用。 8.2 腐蚀的机理及影响因素 8.2.1 电化学腐蚀的机理 钢材的电

3、化学腐蚀是最重要的腐蚀类型， 简单来讲是指铁与周围介质之间发生氧化还原 反应的过程。腐蚀的原因与钢材并非绝对纯净有关， 它总是含有各种杂质，其化学组成除铁 (Fe)外，还含有少量其它金属(如Mn, V,Ti)和非金属(如Si, C, P, S, O,N)元素并形成固 溶体、化合物或机械混合物的形态共存于钢材结构中。同时，还存在晶界面和缺陷。因此， 当钢材表面从空气中吸附溶有 C02 , 02或S02的水分时，就产生了一层电解质水膜， 这层水膜 的形成，使得钢材表层的不同成分或晶界面之间构成了千千万万个微电池，称为腐蚀电池。 此时，铁按图8.1模式和下列方程式反应。 图8.1 电

4、化学腐蚀示意 阳极：(放出电子，氧化反应) Fe- Fe2++2e- 40H - O2+2H2O+4e 阴极：(接收电子，还原反应) O2+2H2O+4e-- 4OH- 2H++2e--H2 整个腐蚀过程由阳极和阴极反应构成。结果生成的氢氧化亚铁 Fe(OH)2以下列方程式沉 积于钢材表面。 2Fe+O2+2H2O - 2Fe2++4OH-- 2Fe(OH)2 在富氧条件下，Fe(OH)2又进一步被氧化成氢氧化铁 Fe(OH)3： 4Fe(0H)2+ 1 02+2H20f4Fe(OH) 3 2 Fe(OH) 3脱水后变成疏松、多孔、非共格结构的 Fe2O3(红锈)：

5、 4Fe(0H)+6H2O- F&O3 钢材中的Fe变成FeQ体积膨胀4倍。在少氧条件下，Fe(OH)2氧化不很完全的部分形 成Fe3O4(黑锈)，其体积约膨胀 2倍。 8.2.2 不同环境下的腐蚀机理及因素分析 一.大气腐蚀 钢材暴露在大气环境条件下，由于大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀， 称为大气 腐蚀。 1 .机理 腐蚀反应为 Fe+2H20 = Fe(0H)2+H2 2Fe(OH)2+ 1 O2+H2O=2Fe(OH) 3 2 腐蚀特点与完全浸没在电解液内的腐蚀过程有所不同，因大气腐蚀的钢材表面含水分， 相对湿度达70%寸，还会在钢材表面结露，因此，使得上

6、述反应易于进行。 2 .影响因素 (1)湿度。湿度是决定大气腐蚀类型和速度的基本因素，相对湿度达 60% (临界 湿 度)以上时，铁的腐蚀急速增加。湿度越大，一般大气的腐蚀性越强。 (2)降水量。雨水的冲刷从冲掉腐蚀介质而言，起有利作用；但雨水又能破坏腐蚀产 物的保护层，促进腐蚀的进行。 (3)温度。日气温变化越大，腐蚀越严重。 (4)日照量。日照使钢材保护层涂料老化，起间接的破坏作用。 (5)大气污染物质。大气中若存在 SQ、海盐粒子、固体尘粒，则腐蚀加重。因此，一 般来说工业区腐蚀最严重，沿海地区次之，而内陆无污染工业的地区腐蚀最小。 3 ．防治措施 （ 1）采用耐蚀钢材

7、。如掺铜、铬、镍等合金组合的低合金钢，耐蚀性较好。 （ 2）使用涂层和金属镀层保护。 （ 3）降低大气湿度。降低大气湿度的措施很多，如钢结构构造设计、防止缝隙中存水、 除尘、加入吸湿剂、空调等等。 二．淡水腐蚀 指不含盐、碱和酸等水的腐蚀。腐蚀机理原则上讲，与大气腐蚀相同。 重要影响因素有温度、氧气浓度和水流。淡水中常溶解有钙、镁等矿物，其含量高时， 称为硬水。 在硬水中， 钢材的腐蚀速度有所减慢， 因为碳酸钙等沉积在钢材表面会阻碍氧气 通过，因而使腐蚀减慢。 三．酸腐蚀 1 ．腐蚀机理 在非氧化性酸中 （ 盐酸、 稀硫酸、 醋酸等 ） 钢材与这些酸中的氢发生置换反应，

8、形成可溶 性的金属盐而被腐蚀。 主要化学反应为： 2Fe+6HCL=2FeCL 3+3H 2 2Fe+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2 在氧化性酸中 （硝酸、浓硫酸等 ） ，浓度低时也极易腐蚀，若浓度高，则产生不溶 性氧化物，有一定保护作用。 2Fe+6HNO3= Fe2O3+3N 204 +3 H2O 2Fe+3H2s04= Fe2O3+3S02+3H2O 2 ．影响因素 （ 1）氢离子浓度； （ 2）酸的类型； （ 3 ）温度 四．碱腐蚀 1 ．腐蚀机理 室温下水溶液的pH值在10〜14范围内时，碳钢钝化而使腐蚀速度下降。 pH值大 于 14 时，由于生

9、成不溶性的 Fe2O3， Fe3O4, 其腐蚀速度也不大。 但在高温、高压碱水溶液中，钢材产生溶解性腐蚀，称为碱裂、碱脆化等。如锅炉的碱 腐蚀。 其反应式为 （ 在浓碱溶液中 ） 2Fe+6NaOH+3H 20= Fe203+6NaOH+3H 2 在高温、高压碱水溶液中，其反应式为 2Fe+4NaOH+4H 20= 2Na2FeO4+6H2 2 .影响因素 主要有温度、压力、pH值和碱金属种类(一般认为碱金属的原子量越大、腐蚀性越强 )。 五.盐类腐蚀 1 .腐蚀机理 (1)改变溶液的pH值。 (2)发生氧化还原反应，如 Fe置换铜的反应，铁被溶解。 Fe+CuS0

10、4= FeSO4+Cu (3)增加溶液的导电性，使电化学腐蚀加剧。 (4)某些盐类的阴、阳离子对腐蚀的特殊影响。 2 .影响因素 盐的种类、浓度、温度。 六.海水腐蚀 1 .腐蚀机理 随着海洋事业的发展， 海洋中的钢结构越来越多， 但海洋中腐蚀介质复杂， 其机理也复 杂，一般来说主要有盐类腐蚀、电化学腐蚀、海生物腐蚀等。 2 .影响因素 (1)与海水介质的接触深度。按浸入海水的深度可分海泥区、全浸区、潮差区、飞溅 区、海洋大气腐蚀区。一般来说，飞溅区最严重，因为飞溅区金属表面常被空气海水所润湿， 并受到海水运动的冲击，该处的保护涂层易于脱落破坏。 图8.2为钢柱在上述不同区域

11、的腐 蚀情况。 (2)海水流速。随流速加大腐蚀速度加快。 (3)海生物。 (4)海水温度。 海洋大鲤 .腐蚀区 海泥区 ,、、、 平山高潮线 上匚一 -泥浆黑 —金属厚度的相对损失 161 图8.2 钢柱的腐蚀情况 3 ．防治措施 （ 1）正确确定腐蚀程度。例如海上建筑物的桩柱在不同位置的腐蚀程度有所不同， 应采用不同的厚度。 （ 2）减少水流的滞流度以避免冲击腐蚀。 （ 3）尽可能消除不必要的缝隙。 （ 4）减少产生电化学腐蚀的条件 （ 如不同金属连接 ） 。 （ 5）减少物件的应力集中现象。 （ 6）注意焊接加工杂散电流的影响

12、 （ 7）涂覆防护。 （ 8）电化学保护。 七．土壤腐蚀 钢结构埋入土壤中所受的腐蚀称为土壤腐蚀。 1．机理 遵循电化学腐蚀基本理论， 但腐蚀电池的形成与土壤自身特性有关， 一般来说有下列一 些腐蚀电池。 （ 1）长距离腐蚀宏电池。常发生在地下长距离的钢结构上。 钢I 土壤（I） I 土壤（n）I钢 （ 2）因土壤的局部不均匀引起的腐蚀宏电池。一般由回填土密实度、夹杂物的不同引 起。 （ 3）埋没深度不同及边缘效应引起腐蚀宏电池。 （ 4）钢结构所处状态的差异引起腐蚀宏电池。由温差、应力、不同种类的钢材引起。 4 ．影响因素 （ 1）土壤性质 （ 孔隙率和孔隙结构

13、、含水量、电阻率、酸碱度、含盐量 ） 。 （ 2）杂散电流。 （ 3）微生物 5 ．防治措施 （ 1）覆盖层保护。 （ 2）阴极保护。 （ 3）改变土壤环境。如降低水位、选择腐蚀小的回填土、在酸性土壤中物件周围充填 石灰石碎块等。 八．有机系淡水溶剂的腐蚀 非水溶剂包括无机系和有机系两类。无机系主要有纯硫酸、发烟硝酸等不含水的酸类， 熔融氢氧化钠及碳酸钠等熔盐， 在低温下成为液态的液氨等物质。 鉴于工业建筑中有机系非 水溶剂的腐蚀较多，如有机药品工业、食品工业、发酵工业、石油化工、纺织工业等，本节 主要涉及有机系非水溶剂所引起的腐蚀。 1 ．机理 （ 1）极性非水溶

14、剂 （ 如酒精、醛、羧酸、酚类、硝基化合物 ） 腐蚀遵从电化学机理。 （ 2）非极性非水溶剂 （ 如锁状或环状结构的碳氢化合 ） 中的腐蚀既有电化学腐蚀也有化 学腐蚀。一般来说，非极性溶剂本身腐蚀性很小，但当溶剂置于大气中时，所生成的氧化物 具有极性。例如，燃料油和润滑油被氧化后生成了羧酸，能促进金属在这些油中的腐蚀。另 外，有机氯化合物和有机溴化合物的腐蚀作用，是由于它们分解后生成盐酸和氢溴酸所致。 （ 3） 非水溶剂的腐蚀与水也密不可分。 水的来源有大气等。 油类本身含有一定的水分。 2 ．防治措施 （ 1） 隔绝水的侵入。 如油中加入皂类的防蚀措施， 就是为了把油中水分同金

15、属面隔离， 以抑制腐蚀。 （ 2）添加防止非水溶剂变成腐蚀介质的外加剂。 九．高温腐蚀 在高温时， 钢材表面会产生一层黑皮 （ 如轧制过程中， 钢材也会产生一层黑皮 ） ， 黑皮为 高温氧化物，对钢材有一定保护作用，但有水分存在时，由于钢材黑皮的电位不同，从而构 成了原电池，使钢材产生电化学腐蚀。 高温腐蚀防护，可从下列方面着手。 （ 1）根据使用寿命、环境介质与温度、负载状态、成本选择合适的合金钢种。 （ 2）改善高温环境，在加工使用中可通过真空、惰性气体、熔盐、密封的 Al 203粉等 控制钢材所处的高温环境介质。 （ 3）表面处理。 十．应力腐蚀 钢材的应力腐蚀指钢

16、材在应力状态下腐蚀加速的现象， 应力腐蚀的特征是在较极限抗拉 强度低得多的应力情况下， 即在一般安全使用应力的情况下， 材料 （ 钢丝或钢筋 ） 发生脆性断 裂，此时钢丝表面腐蚀并不严重，锈蚀率一般在 30 ％以下，在有缺陷或腐蚀坑根部沿轴向 会有一段黑色应力腐蚀区。 十一。电腐蚀 电腐蚀是钢筋混凝土结构或钢结构处于杂散电场中， 在阳极区即电流通过钢筋的部位发 生的腐蚀。 这一现象常发生在电化学工厂、 电冶金车间等， 电腐蚀强弱与钢材所处阳极电位 高低成正比。 8.3 钢结构锈蚀处理及防腐方法 8.3.1 新建钢结构防锈 环境介质等制定防锈方法， 般有涂料敷盖法和金属敷盖

17、新建钢结构应根据使用性质、 法. 涂料敷盖法即在钢材表面敷盖一层涂料， 使之与大气隔绝， 以防锈蚀。 主要施工工艺有： 表面除锈、涂底漆、涂面漆。 金属敷盖法即在钢材表面上镀上一层其他金属。所镀的金属可使钢材与其他介质隔绝， 也可能是镀层金属的电极电位更低于铁，取到牺性阳极 （镀层金属 ） 保护阴极 （ 铁） 的作用。 8.3.2 原有钢结构锈蚀处理 一．锈蚀程度的分级和检查 1．锈蚀程度分级 为鉴定锈蚀损坏程度，一般可分为五级： A 级——良好 物体基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽，个别物件可有少量锈点； B 级——局部锈蚀 构件基本没有锈蚀，面漆有局部脱落，底漆完好，个

18、别物件有少量 锈点，或构件边缘、死角、缝隙、隐蔽部分有锈蚀； C 级——较严重 构件局部锈蚀、 面漆脱落面积达 20％左右， 底漆也有局部锈透， 其基 本金属完好，应进行维护准备工作 . D 级——严重 构件锈蚀面积达 40％左右， 面漆大片脱落， 但基本金属没有破坏， 应立 即进行维护工作。 E 级——特别严重 基本金属已有锈蚀，应立即测量物件断面削弱程度，计算是否需要 更换或采取加固等措施。 2 ．重点检查部位 根据腐蚀理论及实际经验，除一般检查外，下列构件或部位应严格检查。 （ 1）埋入地下的地面附近部位。 （ 2）可能存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位。 （ 3）干湿交替

19、构件。 （ 4）易积灰又湿度大的构件。 （ 5）组合截面净空小于 12mm难于涂刷油漆的部位。 （ 6）屋盖结构、柱与屋架节点、吊车梁与柱节点、钢悬索节点部位。 总之，一般室外钢结构比室内易锈蚀；湿度大易积灰部分容易锈蚀；焊接节点处易 锈蚀；难于涂层涂刷到的部位易锈蚀。这些部位检查时应特别注意。 二．原钢结构防锈蚀涂层处理 处理包括旧漆膜处理、表面处理、涂层选择、涂层施工。 1 . 漆膜处理 漆膜处理方法有碱水清洗（5 %〜10% NaO哈3夜）、火喷法、涂脱漆剂、涂脱漆膏 （配方： 碱酸钙6〜10份，碱酸钠4〜7份。水80份，生石灰1〜15份混成糊状，或清水 1份，土豆 淀

20、粉1份，50%浓度氢氧化钠水溶液 4份，边搅拌边拌合，再加10份清水搅拌5min〜10min）。 2 .表面处理 表面处理是保证涂层质量的基础， 表面处理包括除锈和控制钢材表面粗糙度。 除锈可以 采用手工工具处理、机械工具处理、喷砂处理、化学剂处理（酸洗、碱洗等等） 。对于已有 钢结构的防腐处理往往在不停产条件下进行， 喷砂和化学剂处理不大可能采用， 主要是手工 和机械工具除锈。 （1）手工除锈：是古老而简便的常用方法，即用铲刀、刮刀、钢丝刷、砂轮、砂布和 手锤，靠手工敲铲、砂磨除去钢材表面旧漆膜和铁锈、油污、积灰，它操作方便，不受结构 尺寸条件所限，但劳动强度大、效率低、质量难保证

21、，采用此法必须强调质量要求。 （2）机械工具除锈：即采用风动和电动工具一磨光机、 风枪（敲铲）、风动针束除锈机， 它比手工除锈的质量和效率都有提高，劳动强度也小一点。 （3）喷砂除锈：在可以停产地方和露天结构物也可采用喷砂除锈，它质量可靠、除锈 比较彻底。喷砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材面上除去黑皮和铁锈， 也可以用钢砂、 钢丸喷射（投射）于钢材面上，效果更好，且能减少砂尘弥漫；喷砂除锈质量虽好，但劳动 条件较差。 除锈是涂层防腐的主要一关， 处理质量十分关键。表面除锈应达到的标准： 美国（SSPC, 英国（BS4232）,德国（DIN18364）等。国际上常用瑞典标准（ SI

22、S）, SIS标准将表面处理 方法分为二类，S表示手工或电动工具处理， Sa表示喷砂处理，将处理程度分为 0 （未处理 表面），1 （轻度处理表面），2 （中度处理表面），2-（近完整处理表面），3 （完整处理表 2 面）五级，制定标准彩色样品图作对照。 SIS标准规定： 手工除锈之前清除表面污垢油脂，铲除厚锈。 S1用钢丝刷轻刷。 S2用铲、刷、磨工具将疏松氧化皮、浮锈及油污垢除去后，用毛刷、压缩空气等将 表面清理，处理后表面具有淡淡的金属光泽。 S3同上处理，但更为彻底，处理后表面具有较明显金属光泽。 S1采用快速轻度喷砂，将疏松氧化皮、浮锈及油污垢异物除去。 S2采用

23、中度喷砂，除去绝大部分氧化皮、浮锈及油污垢异物，再用毛刷、压缩空气 将表面清理，处理后表面呈金属灰色。 1 S2 1 米用较彻底喷砂，完全除去氧化皮、锈和油污垢异物，再用毛刷、压缩空气彻 2 底将表面清理，仅允许有极少量点锈或纹锈存在，处理后表面呈近似灰白色金属面。 S3非常彻底喷砂处理，完全除去氧化皮、锈和异物，经毛刷、压缩空气彻底清理表 面，不留任何异物，处理后表面呈均匀白色金属光泽。 手工除锈表面处理不宜低于 S3级，只有对附着力强的油漆涂层允许放宽到 S2级；喷 砂除锈在无腐蚀性环境下不低于 S1级，一般除锈处理要达到 Sa2级，重腐蚀环境下表面除 一，一一 1，

24、锈处理最低要Sa2 级。 2 经表面处理之后的钢材， 将产生凹凸面，称为表面粗度，表面粗度与采用的表面处理方 法和喷砂材料有关，粗度影响涂层漆膜防腐蚀能力。粗度大，有助于涂层膜的附着性，但将 减薄钢材表面凸点之间的涂层厚度， 容易产生针孔，减小了涂层防锈能力； 反之，如粗度小， 将降低涂层的附着性；喷砂材料愈细，表面粗度愈均匀，除锈率也愈好。 3 .涂层选择 涂层选择包括涂层材料品种选择，涂层结构选择和涂层厚度确定。 （1）涂层材料品种选择 品种选择取决于使用条件，在一般大气条件下、工业大气侵蚀下，可选用防锈漆；在有 腐蚀性介质环境中应选用防腐漆； 处于高温条件作用下， 选用耐热

25、漆；室外结构涂层要有较 好的耐候性能。 涂料（油漆）分为底漆和面漆，中涂漆成分介于两者之间，现较少使用，而直接将面漆 涂刷于底漆之上；底漆中含粉料多基料少，成膜粗糙，与钢材表面的粘结附着力强，与面漆 结合性好；面漆中粉料少，基料多，成膜有光泽，能保护底漆，能抵抗大气和有害介质作用， 又有美观之效果，现在趋势是使用更多的合成树脂来提高涂层抗风化能力。 涂料品种繁多，性能用途各异，在选择时应重视底漆和面漆的配套使用。 ①涂层材料品种：涂层材料（涂料）以颜色或颜色+成膜物质名称+基本名称命名，涂 料型号由三部分组成：第一部分是成膜物质，用汉语拼音字母表示。各种涂料的成膜物质及 代号见表8.1

26、；第二部分是基本名称，用 00〜99二位数字表示。00〜99代表基础品种，10〜 19代表美术漆，20〜29代表轻工用漆，30〜39代表绝缘漆，40〜49代表船舶用漆，50〜59 代表防腐漆。基本名称中的 00〜09及50〜54见表8.2;第三部分是序号。 涂料分类表 表8.1 代号 成膜物质类别 主要成膜物质 Y 油脂漆类 天然动植物油，清油（熟油），合成油 T 天然树脂漆类 松香及其衍生物，虫胶，乳酪素，动物胶，大漆及其衍生物 F 酚醛树脂漆类 改性酚醛树脂，纯酚醛树脂 L 沥青漆类 天然沥青，石油沥青，煤焦油沥青 C 醇酸树脂漆类 甘油醇酸树脂，季戌

27、四醇酸树脂，其它改性醇酸树脂 A 氨基树脂漆类 月尿醛树脂，三聚氧胺甲醛树脂，聚酰亚胺树脂 Q 硝基漆类 硝酸纤维 M 纤维素漆类 乙酸纤维，基纤维，乙基纤维，羟甲基纤维，乙酸丁酸纤维等 G 过乙烯漆类 过氯乙烯树脂 X 烯树脂漆类 氯乙烯共聚树脂，聚醋酸乙烯及其共聚物， 聚乙烯醇缩醛树脂， 聚二乙烯基乙快树脂，含氟树脂 B 丙烯酸类 丙烯酸树脂，丙烯酸共聚物及其改性树脂 Z 聚脂漆类 饱和聚脂树脂，不饱和聚酯树脂  H 环氧树脂漆类 环氧树脂，改性环氧树脂 S 聚氨脂漆类 聚胺基甲酸酯 W 兀素有机漆类 有机硅，有机钛，有机铝

28、 J 橡胶漆类 天然橡胶及其衍生物，合成橡胶及其衍生物 E 其它漆类 以上16类包括不了的成膜物质，如无机高分子材料等 代号 00 01 02 03 04 05 基本名称 清油 清漆 厚漆 调和漆 磁漆 烘漆 代号 06 07 08 09 50 基本名称 底漆 腻子 水溶性漆，乳胶漆 大漆 耐酸漆 代号 51 52 53 54 基本名称 耐碱漆 防腐漆 防锈漆 耐油漆 涂料基本名称编号 表8.2 ②底漆选择：底漆的功能主要使漆膜与基层结合牢固, 表面又易被面漆附着，它渗水性 常用防锈

29、底漆性能和使用范围等 要小，底漆要有防锈蚀性能好的颜料和填料阻止锈蚀发生。 列于表8.3。 常用防锈底漆 表8.3 名称 型号 性能 适用范围 配套要求 红丹油性防 锈漆 Y53-1 防锈能力强、耐候性好、 涂膜坚韧、附着力较好 室内外钢结构防锈打底 与油性磁漆、 酚醛磁漆和 醇酸漆配套 使用 红丹酚醛防 锈漆 F53-1 含铅有毒红丹油性防锈 漆，干燥慢 不能用于铝、锌有色金属 表向，因会加速铝腐蚀 不能与过氯 乙烯漆配套 红丹醇酸防 锈漆 C53-1 与锌附着力差 C53-1与磷化 底漆配套，防 锈更好 云母氧化铁 底漆 热稳定性好、

30、耐碱性好、 防锈性好、无毒、价廉 适用于室内外钢结构，适 于热带和湿热条件使用 可与各类面 漆配套使用 硼银酚醛防 锈漆 是新型材料，防锈性能 良好、附着力强、抗大 气性能好、干燥快 适用室内外钢结构 与酚醛磁漆 或醇酸磁漆 配套使用 无机富锌底 漆 突出的耐水性及耐酸、 耐油、耐干湿交替、盐 雾作用，长期曝晒/、老 化，但对基层处理要求 严格 适用水卜-工程、水塔、水 槽、油罐内外壁及海洋钢 构筑物 可作面漆，与 环氧磁漆、乙 烯磁漆配套 更好 磷化底漆 X06-1 附着力极强，可使金属 表面形成纯漆膜，延长 有机涂层寿命 只能与某些底漆（如过氯 乙烯底漆

31、）配套使用，增 加附着力，不能代替底漆 不能与碱性 涂料配套使 用  使用 铁红油性防 锈漆 铁红酚醛防 锈漆 Y53-2 F53-2 附着力强，防锈性次于 红丹防锈漆 耐磨性差 适合防锈性要求不高、腐 蚀情况不太严重的钢结 构表面打底 与酚醛磁料 配套使用 铁红过氯乙 烯底漆 G06-4 防锈和耐腐蚀性好，能 耐海洋性及湿热带气 候，防霉性能好 适用于沿海及湿热带气 候条件下钢结构 与磁化底漆 和过氯乙烯 磁漆配套使 用 铁红环氧底 漆 H06-2 涂膜坚韧，附着力强， 防锈、耐水性比一般油 性和醇酸底漆好 适用于沿海及湿热带气 候

32、条件下钢结构 与磁化底漆 和环氧磁漆 配套使用；与 磷化底漆配 套使用性能 提高 铁红醇酸底 漆 C06-1 附着力和防锈性能良 好，在湿热带气候和潮 湿条件下，耐久性差 适用一般较干燥处钢结 构表面防锈打底 与硝基磁漆、 醇酸磁漆和 过氯乙烯漆 配套使用 此外尚有简化钢铁基层处理，在带锈钢铁表面上直接涂刷的带锈底漆或叫不去锈涂料。 带锈底漆有稳定型和转化型两大类， 这种底漆涂刷在钢铁表面能抑制锈蚀发展， 且能逐步将 铁锈转化为有益保护物质，节省除锈繁重劳动，是受欢迎的。但实际上锈层厚度不一，所以 转化反应效果不一， 不是用量不足就是过剩影响底漆附着力， 对于已有钢结构维

33、修， 由于旧 漆膜存在和锈蚀面存在， 情况更为复杂，故带锈底漆效果尚有待进一步研究总结； 近年来不 少单位在试制，在一些较好的经验，如杭州油墨油漆厂生产的稳定性带锈底漆、 武昌造船厂 等单位的稳定性带锈底漆、广州电器研究所研制的水膜不去锈涂料，都有较好性能。 ③面漆选择：面漆主要功能是保护下层底漆， 所以面漆要有良好的耐气候作用， 抗风化、 不起泡、不易粉化和渗透性小，此外面漆尚应与底漆有良好结合性能，配套使用。表 8.4 是常用防锈面漆性能和适用范围，供选择时参考。 常用防锈面漆 表8.4 名称 型号 性能 适用范围 配套要求 醇酸磁漆 C04-42 C04-2 耐候性

34、和附着力较好 （C04-42 较 C04-2 好）, 漆膜坚韧，有较好光泽 和机械强度 适用于室内外钢 结构 先涂1〜2道 C06-1铁红醇酸 底漆，再涂 C06-10 醇酸二 道底漆，后涂面 漆 灰醇酸磁漆 “66”灰色户 C04-45 耐候性强，比 C04-42 年限长1〜2倍，透水、 适合大型室外钢 结构表面用漆，桥 先涂F53-1红丹 酚醛防锈漆或  外面漆 透气性低，漆膜呈美术 花纹，坚韧 梁、高压线塔用漆 F53-9防锈漆两 道，再涂该面漆 三道，漆膜总厚 度＞200科 酚醛磁漆 F04-1 附着力较好，光泽好、 耐候性较C04-42

35、差，漆 膜坚硬 适用于室内钢结 构 与红丹防锈漆、 剔红防锈漆配套 使用 过氯乙烯磁 漆 过氯乙烯清 漆 G52-1 G52-2 耐候性、耐酸碱性良好， 附着力较差，配套得好 可以弥补 适合于防工业大 气，适用于室内外 钢结构 与 G06-4 或 X06-1配套使用 环氧耐酸漆 H52-3 附着力好，耐盐水性能 良好，有一定耐酸、碱 腐蚀能力，漆膜坚韧耐 久 适合于防工业大 气，适用于室内外 钢结构 与 X06-1 和 H06-1配套使用 环氧硝基磁 漆 H04-2 耐候性良好，后较同机 械强度，耐油性好 适合于防工业大 气，适用于湿热气 候室内外钢结构

36、 与环氧底漆配套 纯酚醛磁漆 F04-11 漆膜坚硬，耐水性、耐 候性和耐化学性均比 F04-1 好 适用于防潮和干 湿交替处钢结构 各种防锈漆可配 套使用 灰酚醛防锈 漆 F53-2 耐候性较好，有一定耐 水性和防锈能力 适用于室内外钢 结构，多作面漆用 与红丹或铁红类 防锈漆配套使用 沥青清漆 L01-6 耐水、耐腐蚀性能良好， 耐候性能差 适用于室内钢结 构作防潮、防水、 耐酸保护层 底漆兼作面漆小 少于2道 沥青耐酸漆 铝粉沥青漆 L50-1 L50-1 加铝粉 附着力良好，耐酸性腐 蚀，加铝粉后耐候性能 功能改善 L50-1适用于室 内钢

37、结构防腐蚀， 加铝粉后可用于 室外耐酸气钢结 构防腐 底漆兼向漆一般 涂1〜2道 醇酸烟囱漆 C83-1 耐候性较好，有一定耐 热性 适用于钢烟囱表 面和一般的耐热 构件 底漆兼向漆一般 涂2道 黑酚醛烟囱 漆 F83-1 短时间内能耐 400c高 温而/、易脱落 适用于钢烟囱表 面和一般耐热构 件 底漆兼作面漆一 般涂1〜2道 钢结构面漆的色彩过去不讲究， 现代工业建筑除造型要好， 色彩也应协调美观， 面漆的 色彩应体现建筑物、构筑物性格与环境相适应来确定。 对于已有钢结构涂层维修处理，涂料选择尚要考虑到与旧漆膜结合性。 (2)涂层结构选择 涂层使用耐

38、久年限， 除了表面处理影响外， 很大程度与涂层结构是否合理有关； 在设计 涂层上要按10〜15年来考虑涂刷周期，4〜6年钢结构表面要重做防护涂层是不太经济的。 法国埃菲尔铁塔涂刷普通红丹底漆平均 13 年一次， 德国门斯登桥平均 16 年涂刷一次。 所以 除重视涂层选料外，注意合理涂层结构、重视施工操作工艺，是能保持较长维修周期的。 涂层结构要放弃过去一般采用的“一底两度”不变结构；涂层结构由底漆、腻子、二道 底漆（或中涂层）和面漆组成。 第一层底漆保证可靠的粘结，起防锈防腐、防水作用。 第二层腻子是起平整表面作用。 第三层二道底漆在较高要求工程中采用，起填补腻子细孔作用。

39、第四层面漆保护底漆，并使表面获得要求的色泽，起装饰效果。 第五层罩光面漆， 有时为了增加光泽和耐腐蚀等作用， 在面漆外再涂一层罩光清漆或面 漆。 钢结构中全面统刮腻子是很少的， 一般用两道底漆和两至三道面漆结构， 底漆道数增加 可起填平基层作用，也可保证漆膜总厚度。 （ 3）涂层厚度 漆膜厚度影响防锈效果， 增加漆膜厚度是延长使用年限的有效措施之一， 一般钢结构防 护涂层总厚度要求室内不小于 100 ^m,室外条件应不小于125科m,腐蚀性环境中漆膜应加 厚；漆膜厚度很难准确控制，故重要工程对各层漆膜厚度应测定。 4．涂层施工 涂层质量与作业中操作有很大关系，一般涂刷中要注意

40、下列事项： （ 1） 除锈完毕应清除基层上杂物和灰尘， 在 8h 内尽快涂刷第一道底漆， 如遇表面凹凸 不平， 应将第一道底漆稀释后往复多次涂刷， 使其浸透入凹凸毛孔深部， 防止空隙部分再生 锈。 （ 2）避免在 5 ℃以下与 40℃以上以及太阳光直晒下、或 85%湿度以上情况下涂刷，否 则易产生起泡、针孔和光泽下降等。 （ 3）底漆表面充分干燥以后才可涂刷次层油漆，间隔时间一般为 8〜48h,第二道底漆 尽可能在第一道底漆完成后 48h 内施工， 以防第一道底漆之漏涂引起生锈； 对于环氧树脂类 涂料，如漆膜过度硬化易产生漆膜间附着不良，必须在规定时间内做上面一层涂料。 （ 4

41、）涂刷各道油漆前，应用工具清除表面砂粒、灰尘，对前层漆膜表面过分光滑或干 后停留时间过长的，适当用砂布、水砂纸打磨后再涂刷上层涂料。 （ 5）一次涂刷厚度不宜太厚，以免产生起皱、流淌现象；为求膜厚均匀，应做交叉覆 盖涂刷。 （ 6）涂料粘度过大时才使用稀释剂，稀释剂在满足操作需要情况下尽量少加或不加， 稀释剂掺用过多会使漆膜厚度不足， 密实性下降， 影响涂层质量。 稀释剂使用必须与漆类型 配套，一般说油基漆、酚醛漆、长油度醇酸磁漆、防锈漆用 200号溶剂汽油、松节油；中油 度醇酸漆用200号溶剂汽油与二甲苯（1:1）混合剂；短油度醇酸漆用二甲苯；过氯乙烯漆 采用溶剂性强的甲苯、丙

42、酮。稀释剂用错会产生渗色、咬底和沉淀离析缺陷。 （ 7）焊接、螺栓之连接处、边角处最易发生涂刷缺陷与生锈，所以尤要注意不产生漏 涂和涂刷不均，一般应加涂来弥补。 三.钢结构涂层腐蚀调查内容 钢结构防腐调查内容一般包括工程概况、 腐蚀级别的确定、腐蚀情况分析和钢结构防锈 方案四个部分。 1 .工程概况 工程概况内容包括结构形式、厂房环境情况（如腐蚀介质种类、浓度、年平均相对湿度、 气温、厂房内热源温度、是否有水蒸汽、粉尘等 ）。 2 .腐蚀调查结果 根据有关评价腐蚀的标准，进行外观、锈蚀率、附着力调查，然后将不同构件或不同部 位的钢结构进行评级，为制定防锈方案提供依据。 3

43、 .腐蚀情况分析 腐蚀情况分析包括引起不同程度腐蚀的原因、 构造的合理性、涂料选择的合理性等的分 析。 4 .防锈方案设计 根据以上几项内容，提出具体的防锈方案，包括构造处理、涂料的选择、涂层厚度的确 定及具体施工方案。 四.涂层缺陷原因及处理方法 涂层缺陷原因及处理方法 表8.5 缺陷 现象 原 因 处理与防范 流 痕 垂直面之 部分面积 流卜，结 成厚膜 1 .一次涂刷量太多，太厚 2 .油漆粘度太低 3 .光滑涂面上涂刷 4 .稀释剂挥发太慢 1 .调整涂刷量 2 .调整粘度 3 .用砂纸磨粗 4 .换挥发快的稀释剂 5 .泻流部分磨平后重涂

44、桔 子 皮 产生桔皮 状凹凸皱 皮 1 .油漆粘度太高，稀释剂溶解力 不好，或挥发太快 2 .温度或气温太高或曝晒 3 .漆刷太厚，油漆质量不好 1.适当调低粘度，使用规定稀释剂 2.避 免高温或曝晒，有一良好施工环境 3 .调整漆厚用优良油漆 4 .砂纸磨平后重新涂刷 刷纹 随漆刷运 行方向留 下凹凸刷 纹 1 .使用粗短毛刷施工，刷毛过硬 2 .油漆本身流展性不良 （展性油 分过少） 3 .被涂刷物粗糙，吸漆性强 1 .改用优良漆刷 2 .选用流展性好油漆或配合少量树脂凡 立水或调薄剂 3 .用同一油调薄，先刷一度 4 .用砂纸磨平重涂  气泡

45、涂料混入 空气留在 漆膜中变 成小泡 1 .强劲搅拌油漆，未待空气进出 即予涂刷 2 .稀释剂挥发太快或被涂刷物温 度太高 3 .油漆粘度太高 1 .不激烈搅拌；搅拌后待气泡消除再涂刷 2 .使用挥发较慢的稀释剂. 控制施工温度 3 .适当调稀 4 .用砂纸研磨或除去漆膜重涂 针孔 涂面后针 状小孔 1 .被涂面上后灰尘、水及油分附 着 2 .油漆中用油、水分存在 3 .稀释剂挥发太快 4 .底层漆未干透 1 .表向处理干净 2 .防止油、水混入油漆中 3 .换挥发慢的稀释剂 4 .待底层完全干透后，再做上层涂层 5. 用砂纸磨后重涂刷 白化 、涂层发

46、白混浊现 象 1 .空气湿度太高，空气中水分凝 结于涂面发白混浊 2 .夜间气温下降.水分凝结于涂 面上 3 .被涂物温度较气温低 1 .避免卜而大或湿度高卜-施工. 用慢挥发 性稀释剂 2 .油性或环氧类油漆干燥慢，避免傍晚施 工 3 .被涂物温度升高后再施工 4 .待湿度卜降时，喷涂防发白水即可消除 发 粘 漆膜呈发 粘现象 1 .基层向上有油、酸、碱、盐等 未清除干净 2 .头道未干，就刷二道 3 .煤气作用或水汽冷凝于漆表面 1 .清除杂质，处理好基层 2 .控制操作时间，干后再刷下道 3 .已刷漆面避免水汽、煤气作用 4 .长时间放置还粘，除去漆膜重

47、涂 颜色 分离 涂面之颜 色浓淡不 匀 1 .稀释剂用量大多 2 .油漆搅拌不匀 3 .该肥厚度/、均匀 4 .调色不均匀 1 .调整用量 2 .充分搅拌均匀 3 .不做过厚涂层，不用劣质漆刷 4 .二色以上调和时要充分搅拌，做适应 性试涂 5 .用砂纸研磨后重涂刷 剥 离 底层漆剥 离 1 .上层该溶剂太强，渗透入底漆 2 .底层漆与上层漆配套不当 3 .底层漆与上层漆涂刷间隔太短 4 .在过分光滑的金属面上涂层 1 .不过分调稀 2 .避免异种漆叠涂 3 .待底层充分干燥后，再涂上层 4 .用砂纸、砂轮磨粗后再涂层 5 .除去剥离漆膜，打磨后重

48、涂 吐 色 底层漆颜 色被上层 漆溶化， 透出面漆 1 .有机类红色颜料及沥青涂层上 做浅色面漆 2 .未干底层漆膜上做上层涂层 1 .快速喷刷一层薄膜，使稀释剂快速挥 发，然后再涂刷上层油漆 2 .待底层干透再做上层 3 .再加一层油漆（用1法） 干燥 不良 漆层在规 定时间内 不十 1 .气温太低、湿度太图或小通风 场所施工 2 .涂面上有水分或油迹 3 .过分四涂 1 .改善涂刷环境 2 .完整表面处理 3 .按标准厚度施工 4 .经长期暴露还不干，除去漆膜重刷 龟 裂 涂层面部 产生裂纹 1 .涂膜太厚 2 .下层油漆未干 3 .温度急剧

49、下降 4 .上层与下层涂层配料配套不当 1 .避免过分厚涂 2 .待吓层干透后再涂上层 3 .发生在气候变化时，停止施工 4 .慎重选择涂层材料，避免异种油漆叠 层涂用 5 .应除去龟裂漆膜重刷涂层 失光 及光 泽不 均 漆膜失去 光泽成部 分无光泽 1 .粗糙基层上涂刷 2 .漆膜厚度/、匀 1 .作加层涂刷油膜 2 .做均匀涂层 3 .做加层涂层至出现均匀光泽 漆膜产生 1. 因生锈抬起漆膜 1.做好表面处理与防锈涂层 起 泡 气泡、浮 2.被涂向有水分或涂料器具内有 2.做好表面处埋与器具处埋 肿现象 水分存在

50、3.要除去起泡漆膜，重做涂层 8.4典型事故实例分析 ［事故实例8.1］某悬索结构整体塌落事故 一.工程与事故概况 上海市某研究所食堂为 17.5m直径圆形砖墙上扶壁柱承重的单层建筑。檐口总高度为 6.4m,屋盖采用17.5m直径的悬索结构（见图 8.3）。 钢筋混凝土外环 图8.3悬索结构示意 悬索由90根直径为7.5mm的钢饺索组成，预制钢筋混凝土异形板搭接于钢绞索上， 板 缝内浇筑配筋混凝土，屋面铺油毡防水层，板底平顶粉刷。 使用20年后，一天突然屋盖整体塌落， 经检查90根钢饺索全部沿周边折断， 门窗部分 振裂，但周围砖墙和圈梁无塌陷损坏。 二.原因

51、分析 该工程原为探索大跨度悬索结构屋盖的应用技术的实验性建筑， 在改为食堂之前，一直 在进行观察。改为食堂后，建筑物使用情况正常，除曾因油毡屋面局部渗漏，作过一般性修 补外，悬索部分因被油毡面层和平顶粉刷所掩蔽， 未能发现其锈蚀情况， 塌落前未见任何异 常迹象。 屋盖塌落后，经综合分析，认为屋盖的塌落主要与钢钱索的锈蚀有关， 而钢钱索的锈蚀 除与屋面渗水有关外， 另一主要原因是食堂的水蒸汽上升， 上部通风不良，因而加剧了钢钱 索的大气电化腐蚀和某些化学腐蚀（如盐类腐蚀） 。由于长时间腐蚀，钢筋断面减小，承载 能力降低，当超过极限承载能力后断裂。至于均沿周边断裂，则与周边夹头夹持，钢

52、索处于 复杂应力状态（拉应力、剪应力共同存在）有关。 三．该事故给我们三点启示： 1．应加强钢索的防锈保护。可从材料构造等方面着手。 2．设计合理的夹头方向。夹头方向应使钢索处于有利的受力状态。 3．实验性建筑应保持长时间观察，以免发生类似事故。 [ 事故实例 8.2] 某通廊钢桁架腐蚀损坏及修复 一．工程及事故概况 该通廊建于 1958 年，内设 2 条皮带运输线，日夜不停地将转运站转运来的一次混合料 输送到烧结主厂房进行二次混合和烧结，是烧结厂的一条运输大动脉。 通廊全长 80.485m ，宽 7.5m ，高高架设在厂房群的上空。上下两端分别距地面高 9.29m 和

53、36.33m ，呈高架倾斜式。通廊中部设有二组钢柱支架，将通廊结构分为三段。通廊为半 封闭式，有顶无墙。主要承重结构为钢桁架，上下为钢桁条，屋面板和底板为钢筋混凝土小 槽板。 经现场检查发现，通廊两侧钢桁架已严重锈蚀损坏，主要表现在： 1．桁架下弦节点普遍锈蚀严重。原设计采用的厚度为 12mm 节点板，锈蚀损失后大都 为6〜8mm,特别是桁架下支座节点板已严重锈蚀腐烂，大部分断裂，多数腹杆自下弦节点 板600〜800mm范围内有局部腐烂、 缀板焊缝锈蚀胀裂、 角钢沿缀板胀开等现象； 桁架下弦 角钢（2L150X16）的下表面在节点附近锈蚀也较严重，锈蚀后角钢实有厚度 12〜14m

54、m。 2 .通廊下段桁架有几处上弦节点锈蚀很严重， 12mm厚节点板锈蚀后仅为 7〜8mm,上 弦角钢节点附近也有较重的锈蚀。 由此可见， 钢桁架的锈蚀损坏是相当严重的， 而且这种损坏现象东侧桁架重于西侧， 下 段桁架重于中段和上段。造成了桁架（尤其是下段桁架）承载能力严重不足，以致有随时发 生事故的危险。 二．事故原因分析 根据调查分析，通廊钢桁架严重损坏主要有以下几个原因： 1．通廊屋面挑檐较小而且又未设置围护墙，桁架下弦节点暴露在外，经常受到雨水侵 蚀， 皮带输送的一次混合料为散料， 时常有粉料散出， 所有桁架下弦节点都积满了很厚的粉 料， 这些积料经常受到雨水和水蒸汽

55、的浸蚀， 时常处于潮湿或半潮湿状态， 加速了下弦节点 范围内的腐蚀，因而造成桁架下弦节点及其附近杆件普遍锈蚀腐烂。 2．从转运站转运来的混合料处于湿热状态，在通廊下段经常散发出大量的水蒸汽，而 水蒸汽中又含有一定数量的 H2S 气体，并且随着蒸汽的散发而散布在空气中，实测水蒸汽 的pH值为5〜6,呈弱酸性。由于通廊下段桁架经常被含有腐蚀性介质的水蒸汽所笼罩， 因此造成下段桁架腐蚀损坏格外严重。 3 .该地区的主导风向为东北和正北，座落在通廊东侧的焦化厂周围空气中腐蚀性介质 的含量大大高于正常水平。 30多年来，长期在这种主导风向的影响下，通廊东侧桁架不仅 受雨水侵蚀的影响比西侧重

56、，而且受焦化厂过来的空气腐蚀的影响也比西侧重。 三.事故处理 通廊经可靠性鉴定表明，钢桁架承载能力不足和严重不足（下段桁架） ，必须对其进行 加固处理。 图8.4桁架杆件和节点加固示意 如前所述，该通廊是烧结厂的运输大动脉，若钢柱支架以上部分（即桁架和屋面部分） 采取全面拆除方案，整个烧结厂生产将在一段时间停顿， 影响太大。根据通廊可靠性鉴定结 果和桁架的实际受力状况， 考虑厂方尽量少停产或不停产的实际要求， 以及工程加固处理的 理论和经验，对钢桁架杆件及节点详细进行了荷载条件下的实际应力分析验算， 结果表明在 考虑最大限度卸荷的情况下， 在焊接工艺和安全防护上采取一些必要

57、的措施， 可以对桁架杆 件及节点在负荷下进行焊接加固。 因此，最后采取不停产情况下不作全面拆除， 而采取部分 卸荷加固补强、部分更换的处理方案。即先将损坏较重的屋面小槽板全部拆除卸荷， 接着对 钢桁架节点和杆件进行加固补强，桁架加固完后再进行屋面更换施工。这种加固修复程序， 既可方便施工，又可保证桁架的加固效果。 3 - [事故实例8.3] 400m 油罐的腐蚀与加固 一.油罐腐蚀概况 Q235,内径 7.131m,高 某400 m3油罐为某战略油库的航空煤油贮存罐，油罐钢材为 10.8725m,壁厚4.5m,管壁与罐底相交处节点外侧设有 L50X5加强角钢（图 8.5)

58、 图8.5油罐几何尺寸 油罐使用一段时间后，发现在油罐底板靠近与罐壁相交节点的区域金属出现大面积的 腐蚀锈蚀现象，个别罐形成了穿透性锈坑，腐蚀程度明显比罐底板的内侧区域严重。 二.原因分析 经检测、计算分析确定，造成油罐底板与罐壁相交连接区域腐蚀的因素主要有两方面， 一方面是在油罐底部沉积有一层液体杂质。 经化验表明，其主要成分是饱和油状态下的铁锈 水溶液，含有 CO3-2离子，氧化物、硫化物，氯化物、磺酸盐等杂质， PH值为4.76,形成 了罐底金属的腐蚀性介质。另一方面是，罐壁与罐底相交部位附近区域存在较高的边缘应力， 利用有限元方法计算，得出该部位的节

59、点附近区域的径向应力分布如图 8.6所示，应力最大 值为(T max=107.1Mpa,过高的边缘应力加速这些区域罐地板金属的腐蚀。 图8.6 油罐节点区域应力分布 三.油罐加固 油罐加固采取以下原则： (1)所加构件应局限于节点，且应小尺寸，便于罐内操作； (2)所加构件与罐体的连接不能采用焊接工艺，应采用耐油、耐腐蚀结构胶粘接连接。 经方案比较和施工可行性研究， 可采用在管壁与罐底相交节点内侧加窄钢板环和加角钢 环的加固措施，见图 8.7。其中图34a钢板环板宽160 mm,板厚8mm,后加钢板与罐壁、罐 底的夹角均为45°,图b为沿节点内侧周圈设 L70X5加强角钢环

60、。 图8.7油罐节点加固 通过有限元计算得知，当在油罐节点内侧加斜钢板圈或在内侧设角钢加劲环后， 底板边 缘应力下降明显。罐壁边缘应力峰值大小基本变化不大， 峰值点上移。地板应力值已降至腐 蚀的不敏感区，此时底板发生的腐蚀为电化学腐蚀， 低的应力对油罐罐底板腐蚀没有加速作 用。但两种加固方法罐壁最大应力点均上移。 就罐底强度来说，两种加固方法对强度影响不 大，而对罐体腐蚀来讲，由于罐壁应力峰点上移，可以认为离开了沉积于罐底的杂质沉积液 罐的腐蚀介质，同样防止了罐壁应力对腐蚀的加速作用。当然，就应力的降低程度来看，加 衬角钢要比加设钢板环带显然要差一些。 [ 事故实例 8.4

61、] 工业皮带运输通廊钢桁架腐蚀损坏 一．引言 皮带运输通廊在工业生产中的重要地位及其存在问题的严重性早已被人们所认识。 《规 程》 中专门为通廊的可靠性鉴定问题规定了有关条款及检查要点。 而且， 投入了相当数量的 人力、财力和物力，进行了大量的工程检查、鉴定和隐患整治工作。但是，近几年通廊坍落 （或坍落未遂） 事故仍不断发生。 笔者在调查过程中， 亦发现不少类似的通廊钢桁架杆件和 节点严重腐蚀、 锈烂问题严重地危胁着生产安全。 因此， 有必要对此类事故或事故隐患进行 认真的研究和分析，提出可行的处理方法。 【实例】某运煤通廊建于 1958 年，位于北方某地。通廊桁架的主要受拉腹

62、杆选用 2L50 X5。透过杆件表面上的防锈漆膜，可以看得出角钢表面十分粗糙，曾经发生过大范围的严 重锈蚀。在靠近走道板处的锈蚀情况更严重，有的杆件局部锈烂，其承载能力严重削弱，桁 架所处状态十分危险，亟待进行全面的检查、鉴定和改造处理。 类似的工程实例有许多，在笔者所调查和看到的 6 个运输系统近 20 座类似钢桁架式通 廊中，其用途，有的用于焦化厂运煤、运焦，有的用于烧结厂运精矿粉、烧结矿等，分布于 我国的东北、华北、华中、华南、华东等地；其存在的隐患问题，有的得到了及时的整治， 未造成事故，也有一些因没有得到及时的整治，而诱发了停产事故。在此无需一一列举。 在已经掌握的通

63、廊钢桁架腐蚀损坏实例中， 桁架杆件和节点局部严重腐蚀、 锈烂是主要 损坏形式。 其中三例因杆件局部腐蚀、 锈烂被拉断。 尽管某些桁架的杆件大面积腐蚀问题也 很严重，但是，此类隐患容易被人们发现并引起重视，从而得到及时的整治，其诱发事故的 可能性远比前一种要低。 二．损坏原因分析 钢材产生腐蚀、 锈蚀损坏的过程取决于周围的环境状况。 对于本文涉及的通廊桁架， 具 体地讲，主要腐蚀环境可以概括为以下三种类型。 1．积料“死角” 所谓“死角” ，是指采取一般正常生产过程中的清扫、铲除手段无法清除积料的角落。 多数通廊在桁架支座处（特别是通廊端部支座处）形成“死角” 。该部位低于通廊走

64、道板， 散落的物料等逐渐聚积于“死角”内。由于雨水、走道板冲洗水以及物料渗出水的侵入，使 “死角”内的杂物处于潮湿状态，形成恶劣的环境条件，对“死角”区域内的桁架杆件、节 点等造成锈蚀或腐蚀。其腐蚀或锈蚀的速度很大程度上取决于浸水的频繁程度、空气湿度、 局部通风条件等因素。前述的三个实例中，均程度不同地受到积料“死角”造成的腐蚀环境 的作用。 2．桁架杆件交叉穿过走道板面层 桁架杆件交叉穿过走道板面层，其致命的隐患就在于走道板面层的含水量 （或称湿度 ） 随 地面浸水状况、 空气湿度等不断变化。 一旦含水量适宜， 必然会导致桁架杆件局部腐蚀或锈 蚀，甚至于锈烂。走道板浸水，一方

65、面来自于走道板冲洗水、潮湿物料渗出的水，另一方面 来自于漂入和漏入通廊内的雨水。这里，漂入通廊内的雨水可能不是很多，但是，雨滴遇桁 架杆件后， 顺杆流淌， 直接将水引入杆件周围的缝隙和走道板内， 使局部含水量大幅度提高， 造成强力腐蚀或锈蚀环境。 这个问题在我国南方地区尤为严重。 对于运输干料、 无直接水源 的通廊，漂入的雨水可能是造成腐蚀或锈蚀环境的主要原因。 桁架杆件交叉穿过走道板面层之后，还会在杆件与地面相交处形成积料“死角” ，进一 步强化腐蚀或锈蚀环境。 桁架杆件交叉穿过走道板面层会在近楼面处造成杆件局部腐蚀或锈蚀。正如前面所述， 其极具隐蔽性， 不易被使用者所发现。

66、 特别是主要受拉控制杆件， 其局部断面削弱会使整个 结构的可靠性大幅度降低。 前面所指出的例子均为主要受拉控制杆被拉断后， 导致整个结构 失效的事例，必须引起高度重视。 3．通廊内的“小气候” 在我国北方地区，影响通廊内“小气候”的主要因素是运输物料的特性。特别是运输湿 热物料的通廊，如焦化厂的运焦通廊，烧结厂的返矿通廊、配料通廊等，其“小气候”环境 极为恶劣。 在冬季， 通廊内经常湿气弥漫， 桁架杆上常常出现凝结水珠。 前例即属此类通廊。 在我国南方地区大都采用开敞式通廊。通廊内“小气候”与大气环境无明显界限。大气 中所含烟、雾、尘埃的成分和大气湿度等基本上决定了腐蚀或锈蚀环境的状况。 除了前面所述的原因之外， 主观上使用管理和维护不当也是造成或强化腐蚀环境的重要 因素。主要表现： （ 1）生产管理要求与建筑使用维护要求不协调。为了实现文明生产，一般都针对通廊 内的面貌和生产环境而制订具体的要求和标准。 如及时铲除散落的物料， 保持通廊内清洁等。 这样做，既可以做到文明生产，又很好地完成了建筑物的日常维护。但是，实际执行情况差 别很大。对集中散落的物料，一