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預應(yīng)力鋼絲的腐蝕

發(fā)布時間：2020-01-03 09:09 查看次數(shù)：

天津市光澤金屬制品有限公司專業(yè)的預應(yīng)力鋼絲生產(chǎn)廠家，公司坐落于天津市區(qū)西南40公里處的南運河東岸，臨近天津機場和塘沽港口，津滬鐵路和104國道（京福公路）在公司大樓門前通過。預應(yīng)力鋼絲因應(yīng)力腐蝕而導致斷裂的故事屢見不鮮。此類事故往往用“鋼絲質(zhì)量不佳”一句話帶過而未引起人們的足夠重視。實際上， “應(yīng)力腐蝕”引起的破壞和“鋼絲質(zhì)量不佳”是兩個不同范疇的概念。前者上由于鋼絲選用不當或環(huán)境介質(zhì)變化而導致的失效；而后者則是因為鋼絲的冶金質(zhì)量或生產(chǎn)工藝不佳而導致的失效。應(yīng)力腐蝕開裂的條件通常與 4 個因素相關(guān)，即鋼材的冶金敏感性，持續(xù)拉伸應(yīng)力，時間和環(huán)境。因此，所謂應(yīng)力腐蝕，就是指冶金上敏感的材料隨時間的推移，由于金屬表面的腐蝕環(huán)境和持續(xù)拉伸應(yīng) 力的共同作用而產(chǎn)生的早期斷裂。可以看到，以上 4 個相關(guān)條件，正好是預應(yīng)力鋼絲和鋼絞線的使用條件。所以，預應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的鋼材，有時會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象就不足為怪了。影響應(yīng)力腐蝕的因素應(yīng)力腐蝕的后果是災難性的。它是一種不征兆的脆性斷裂。即使是對于韌性極佳的鋼材，它也可能會造成突發(fā)性的早期脆斷。，產(chǎn)生了有害應(yīng)力的鋼絲表現(xiàn)出如下特征；（1）斷面收縮率小。一般的，按正常工藝生產(chǎn)出來的鋼絲，其面縮率應(yīng)大于 35%。如果成品鋼絲的面縮率小于 35%，則應(yīng)認為在某一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了問題。（2）抗拉強度過高。一般的，合格鋼絲的選材和工藝確定后，其抗拉強度的波動范圍應(yīng)能控制在 200Mpa 以內(nèi)；如果強度波動范圍大大超過此范圍，則可初步判定拉拔工藝失控。（3）扭轉(zhuǎn)性能不合格。合格的鋼絲，作 360°單向扭轉(zhuǎn)時，不僅扭轉(zhuǎn)次數(shù)應(yīng)合格，且扭轉(zhuǎn)斷口應(yīng)平整并垂直于軸線；附加過大有害應(yīng)力的鋼絲，雖然其扭轉(zhuǎn)次數(shù)可能合格，但其斷口有可能出現(xiàn)不平整，劈裂，或式樣表面呈現(xiàn)肉眼可見的螺旋形裂紋。鋼中含氫量對應(yīng)力腐蝕的影響鋼的各種冶金敏感性（包括晶粒大小、晶粒取向、形態(tài)、相結(jié)構(gòu)、各種缺陷、加工狀態(tài)等），都將影響到鋼的應(yīng)力腐蝕能力。此處僅討論鋼對氣體含量的要求。冶煉過程中的熔入鋼水中的氣體，隨鋼坯的凝固而存在于鋼錠當中，它們對鋼的力學性能和化學性能帶來有害的影響。尤其是以原子態(tài)存在于鋼中的氫、其危害性更大。在外力的作用下（例如扎制，拉拔等），氫原子將化合成氫分子，由于分子氫的體積遠大于原子氫，因此，在鋼的內(nèi)部，產(chǎn)生了巨大的壓力，當此壓力超過鋼的強度極限時，鋼便產(chǎn)生了微裂紋（此裂紋存在于鋼的內(nèi)部，則稱為白點）。這一微裂紋有可能在隨后的酸洗、拉拔或施加預應(yīng)力時得到擴展而導致鋼絲斷裂。另一方面，對于冷拉鋼絲而言，環(huán)境介質(zhì)中的氫也可能在一定條件下以原子氫的形態(tài)透過鋼的表面而進入鋼的內(nèi)部，在應(yīng)力的作用下，引發(fā)鋼的氫脆現(xiàn)象。應(yīng)力越大，則氫脆越嚴重。其原因在于冷拉能增加陷阱濃度，因而能大大提高氫的聚集濃度。同時，冷拉鋼絲的表面形成的鈍化膜不具有保護性，有可能導致局部腐蝕的過早形成，在應(yīng)力或應(yīng)變的作用下，產(chǎn)生了應(yīng)力腐蝕開裂。因此，對冷拉預應(yīng)力鋼絲而言，嚴格控制鋼中及鋼絲使用環(huán)境中的氫含量，具有特別重要的意義。一般的，對于在冷拉狀態(tài)下使用的鋼絲，要求鋼中的 w(H)不得大于 3.5×10 ，最好控制在 1×10 以下。 3．環(huán)境因素對應(yīng)力腐蝕的影響對預應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的鋼絲而言，其主要環(huán)境介質(zhì)是混凝土。