鋼結構縱然有許多優點,但生鏽腐蝕是一個致命的缺點。國內外因鏽蝕導致的鋼結構事故時有發生。生鏽腐蝕將會引起構作截面減小,承載力下降,尤其是因腐蝕產生的“鏽坑”將使鋼結構的脆性破壞的可能性增大、再者,在影響安全性的同時,也將嚴重地影響鋼結構的耐久性,使得鋼結構的維護費用品貴。據有關資料統計,世界鋼結構的產量約十分之一因腐蝕而報廢。據某些先進工業國家對鋼鐵腐蝕損失的調查,因腐蝕所損耗的費用就約佔總生產值的2%~4.2%。我國臺灣僅1987年鋼結構和建築工業防腐費用就約爲30~40億新臺幣,其中塗層維護費佔62.55%。因此,開展鋼結構鏽蝕事故的分析研究有重要意義。

一、 鏽蝕的類型

通常,我們將鋼材由於和外界介質相互作用而產生的損壞過程稱爲“腐蝕”,有時也叫“鋼材鏽蝕”。鋼材鏽蝕,按其作用可分爲以下兩類:

(1)化學腐蝕化學腐蝕是指鋼材直接與大氣或工業廢氣中含有的氧氣、碳酸氣、硫酸氣或非電介質液體發生表面化學反應而產生的腐蝕。

(2)電化學腐蝕電化學腐蝕是由於鋼材內部有其他金屬雜質,它們具有不同的電極電位,在與電介質或水、潮溼氣體接觸時,產生原電池作用,使鋼材腐蝕。

實際工程中,絕大多數鋼材鏽蝕是電化學腐蝕或化學腐蝕與電化學腐蝕同時作用的結果。

​二、腐蝕的機理及影響因素1、電化學腐蝕的機理

鋼材的電化學腐蝕是最重要的腐蝕類型,簡單來講是指鐵與周圍介質之間發生氧化還原反應的過程。腐蝕的原因與鋼材並非絕對純淨有關,它總是含有各種雜質,其化學組成除鐵(Fe)外,還含有少量其他金屬(如Mn、V、Ti)和非金屬(如Si、C、P、0、N)元素並形成固溶體、化合物或機械混合物的形態共存於鋼材結構中。同時,還存在品界面和缺陷。因此,當鋼材表面從空氣中吸附溶有CO2、02或SO2的水分時,就產生了一層電解質水膜,這層水膜的形成,使得鋼材表層的不同成分或晶界面之間構成了千千萬萬個微電池,稱爲腐蝕電池。

2、不同環境下的腐蝕因素分析

（1）大氣腐蝕

鋼材暴露在大氣環境條件下,由於大氣中水和氧等物質的作用而引起的腐蝕,稱爲大氣商理。

大氣腐蝕影響因素：

①溼度。溼度是決定大氣腐蝕類型和速度的基本因素,相對溼度達60%(臨界溼度)以上時,錢的腐蝕急速增加。溼度越大,一般大氣的腐蝕性越強。

②降水量。雨水的沖刷,從沖掉腐蝕介質面言,產物的保護層,促進腐蝕的進行。

③溫度。日氣溫變化越大,腐蝕越嚴重。

4日照量。日照使鋼材保護層塗料老化,起間接的破壞作用。

5大氣污染物質、大氣中若存在SO、海鹽粒子、固體塵粒,則腐蝕加重。因此,一般來說工業區腐蝕最嚴重，沿海地區次之。而內陸無污染工業的地區腐蝕最小。

大氣腐蝕防治措施：

①採用耐蝕鋼材。如撥銅、銘、鎳等合金組合的低合金鋼,耐蝕性較好。

②使用塗層和金屬鍍層保護。

③降低大氣溼度。降低大氣溼度的措施很多,如鋼結構的構造設計、防止縫隙中存水、除塵、加入吸溼劑、空調等等。

（2）淡水腐蝕

指不含鹽、鹼和酸等水的腐蝕。其腐蝕機理原則上講,與大氣腐蝕相問。

淡水腐蝕的重要影響因素有溫度、氧氣濃度等。淡水中常溶解有鈣、鎂等礦物,其令母高時,稱爲硬水、在硬水中,鋼材的腐勵沖斷有所減慢,因爲碳酸鈣等沉積在鋼材宮量商時,標爲硬水。在硬水中,鋼材的騰蝕速度有表面會阻礙氧氣的通過,因而使腐蝕速度減慢、

（3）酸腐蝕

在非氧化性酸中(鹽酸、稀硫酸、醋酸等),鋼材與這些酸中的氫發生置換反應,形成可溶性的金屬鹽而被腐蝕。

酸腐蝕影響因素

① 離子濃度;②酸的類型; ③溫度。

（4）鹼腐蝕

室溫下水溶液的pH值在10~14範圍內時,碳鋼純化而使腐蝕速度下降。pH值大於14時,由於生成不溶性的Fe203或Fe304,其腐蝕速度也不大。

但在高溫、高壓鹼水溶液中,鋼材產生溶解性腐蝕,稱爲鹼裂、鹼脆化等。如鍋爐的威腐館。

鹼腐蝕影響因素：

主要有溫度、壓力、pH值和鹼金屬種類(一般認爲鹼金屬的原子量越大,腐蝕性越強)。

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（5）鹽類腐蝕

①改變溶液的pH值。②發生氧化還原反應,如Fe置換銅的反應,鐵被溶解。

③增加溶液的導電性,使電化學腐蝕加劇。4某些鹽類的陰、陽離子對腐蝕的特殊影響。

鹽類腐蝕影響：鹽的神炎、濃度、溫度。

（6）海水腐蝕

隨着海洋事業的發展,海洋中的鋼結構越來越多,但海洋中腐蝕介質複雜,其機理也複雜。一般來說,主要有鹽類腐蝕、電化學腐蝕、海生物腐蝕等。

海水腐蝕影響因素：

1海水介質的接觸深度。按浸入海水的U與海水介質。深度可分海泥區、全浸區、潮差區、飛溉區、飛激區十、平均團通建海洋大氣腐蝕區。一般來說,飛溉區最嚴重,因爲飛減區金屬表面常被海水所潤溼,並受到激差區海水運動的衝擊,該處的保護塗層易於脫落破壞。

② 海水流速。隨流速加大腐純速度加快。

③ 海生物。

④ 海水溫度

防治措施：

1正確確定腐蝕程度。例如海上建築物的樁柱在不同位置的腐蝕程度有所不同,應採用不同的厚度。②減少水流的滯流度以避免衝擊腐蝕。3儘可能消除不必要的縫隙。4減少產生由化學麻鐘的條件(如不同金屬連接)。

⑤ 少物件的應力集中現象。6注意焊接加工雜散電流的影響.7塗覆防護。

8電化學保護。

（7）土壤腐蝕

鋼結構埋入土壤中所受的腐蝕稱爲土壤腐蝕。遵循電化學腐蝕基本理論,但腐蝕電池的形成與土壤自身特性有關。一般來說,有下列一些腐蝕電池。

② 距離腐蝕宏電池。常發生在地下長距離的鋼結構上。

②因土壤的局部不均勻引起的腐蝕宏電池。一般由回填土密實度、夾雜物的不同引。

③ 沒深度不同及邊緣效應引起腐蝕宏電池。

④ 結構所處狀態的差異引起腐蝕宏電池。由溫差、應力、不同種類的鋼材引起。

土壤腐蝕影響因素：

① 壤性質(孔隙率和孔隙結構、含水量、電阻率、酸鹼度、含鹽量)。②雜散電流。3微生物

土壤腐蝕防治措施：

①覆蓋層保護。②陰極保護。③改變土壤環境。如降低水位、選擇腐蝕小的回填土、在酸性土壤中物件周圍允填石康石碎塊等。

（8）有機系非水溶劑的腐蝕非水浴劑包括無機系和有機系兩類。無機系主要有純硫酸、發煙硝酸等不含水的酸類,熔融氫氧化鈉及碳酸鈉等熔鹽,在低溫下成爲液態的液氨等物質。鑑於工業建築中有機系非水溶劑的腐蝕較多,如有機藥品工業、食品工業、發酵工業、石油化工、紡織工業等,本節主要涉及有機系非水溶劑所引起的腐蝕。

(1)極性非水溶劑(如酒精、盛、鞍酸、酚類、硝基化合物)腐蝕遵從電化學機理。

②非極性非水溶劑(如鎖狀或環狀結構的碳氫化合)甲的腐蝕既有電化學腐蝕也有化學腐蝕。一般來說,非極性溶劑本身腐蝕性很小,但當溶劑置於大氣中時,所生成的氧化物具有極性。例如,燃料油和潤滑油被氧化後生成了鞍酸,能促進金屬在這些油中的腐蝕。另外,有機氯化合物和有機滇化合物的腐蝕作用,是由於它們分解後生成鹽酸和家誤取所整劑的腐蝕與水也密不可分。水的來源有大氣等,油類本身含有一定的水。

(2)防治措施：

①隔絕水的侵入。如油中加入皁類的防蝕措施,就是爲了把油中水分同金屬面隔離。

② 添加防止非水容劑變成腐蝕介質的外加劑。

9.高溫腐蝕

在高溫時,鋼材表面會產生一層黑皮(如軌制過程中,鋼材也會產生一層黑皮),黑皮爲高溫氧化物,對鋼材有一定的保護作用;但有水分存在時,由於鋼材黑皮的電位不同,從而構成了原電池,使鋼材產生電化學腐蝕。

高溫腐蝕防護,可從下列幾方面着手：

(1)根據使用壽命、環境開質習通發、社會、情況、農化、粉等控制。

（2)改善高溫環境,在加工使用中可通過真空、惰性氣體等控制。

鋼材所處的高溫環境介質。

(3)表面處理。

10.應力腐蝕

鋼材的應力腐蝕指鋼材在應力狀態下腐蝕加速的現象。應力腐蝕的特徵是在較極限抗拉強度低很多的應力情況下。即在一般安全使用應力的情況下,材料(鋼絲或鋼筋)發生脆性斷裂。此時鋼絲表面腐蝕並不嚴重,鏽蝕率一般在30%以下,在有缺陷或腐蝕坑根部沿軸向會有一段黑色應力腐蝕區、

11.電腐蝕

電腐蝕是鋼筋混凝土結構或鋼結構處於雜散電場中,在附極區即電流通過鋼筋的部位發生的應統位發生時屬德。這一現象常發生在電化學工廠、電治金車間等,電腐蝕的強別與納材所處陽極電位的高低成正比。

目錄：

鋼結構建築事故分析（一）材料事故

鋼結構建築事故分析（二）變形事故

鋼結構建築事故分析（三）脆性斷裂事故

鋼結構建築事故分析（四）疲勞破壞事故

鋼結構建築事故分析（五）失穩事故

鋼結構建築事故分析（六）鏽蝕事故（上）

鋼結構建築事故分析（七）火災事故