主题：【系列讲座】钢铁腐蚀与钢结构防护 系列问答-4

16．钢铁构件有发生应力腐蚀破坏的可能性和事例吗？
上面说过，凡是受到拉应力而有出在腐蚀环境中的钢结构、铝结构、钢筋混凝土结构等，均有发生应力腐蚀破坏的可能。预应力混凝土结构，能减少混凝土表面裂缝，从而提高混凝土对于其内钢筋的保护能力。但是，在严酷腐蚀环境中，腐蚀介质（如氯离子）仍可能侵入到钢筋表面， 或者混凝土仍有裂纹和不密实的情况下， 钢筋有发生应力腐蚀破坏的可能。据悉，早年德国柏林议会大厦预应力混凝土屋顶的突然塌落，就是应力腐蚀的结果。基础设施特别是桥梁等的突然垮塌，也常常是应力腐蚀破坏的结果。国内外垮桥的事已经发生过多起，最近国内连续发生桥梁突然垮塌事件，特别是几座钢拉索桥的突然垮塌，现场观察腐蚀明显，又长期处于应力状态下，有关专家认为，与应力腐蚀和腐蚀疲劳密切相关。因此，基础设施的设计、施工、使用、管理及维护人员，应该了解和重视发生应力腐蚀破坏的可能和采取防止、避免的措施。
17．钢铁腐蚀疲劳是怎么回事？
先说“疲劳”的概念。材料或结构在交变应力作用下可能发生性能降级或破坏，通常称作“疲劳” 。材料或结构又受腐蚀有经受交变应力作用下所发生的“疲劳” ，就是腐蚀疲劳。交变应力是经常存在的，一座桥钢，当有车辆经过时，相关构件可能承受弯、拉、压等外力（荷载）的作用，车辆过后，弯、拉、压力暂时消失。车辆断断续续且荷载大小不同，相关构件就可能经受反复、 交变的应力。 通常拉索桥的拉杆所受到的力是忽大忽小、 反复变化的。钢拉索有发生“疲劳”的可能，而在腐蚀条件下更会发生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳还常发生在石油抽油杆、矿山牵引钢索线、螺旋桨等。 与应力腐蚀相似，交变应力与腐蚀互相促进、加合作用，较单一因素更具有危害性。
腐蚀疲劳的发生、发展，取决与交变应力的大小、交变频率、腐蚀介质的性质与浓度、材料本身性质等。 与应力腐蚀有点区别的是， 应力腐蚀对于材料与环境的搭配方面有一定选择性，而腐蚀疲劳，只要在腐蚀环境中，甚至是纯金属也有发生腐蚀疲劳的可能。
18．什么叫做焊接腐蚀？
  简单说来就是由于焊接和在接缝处发生的腐蚀。对于钢结构、混凝土中的钢筋、其他辅助结构，焊接是主要连接方式之一。因此，焊接过程和接缝处的腐蚀与防护，应引起特别重视。焊缝处为何更容易腐蚀？主要有以下三方面的原因：
——焊药有活化金属的功能，常常具有腐蚀性。特别是酸性焊药，对钢铁或其他金属甚至具有很强的腐蚀性。焊药留在焊缝处或被焊药污染的部位，都是最容易遭受腐蚀的。
——焊接过程是一个机体与焊条高温共熔的过程，新生成的“共熔体”其成分、微观结构与原机体会出现差异，这就为“腐蚀电池”的形成创造了条件。再加上温度梯度的影响，焊缝附近存在不均匀性和应力状态，这都是加速腐蚀的因素和产生应力腐蚀的条件。
——不良焊接或不完整焊接危害性很大。由于可能存在“缝隙” ，焊药、杂质、环境腐蚀因素（水、盐份等）更易侵入，腐蚀会很快发生和发展的。
  要防止或减少焊接腐蚀，应该注意各个环节，如焊接材料应该选用与机体相同的材质，焊要尽量选用腐蚀性小的，焊接过程要保证质量，焊接过程中或焊接之后，要及时清理表面残渣、污物等。    用外涂层对钢结构进行防护时，焊缝部位应重点和强化防护。

19．细菌、微生物也能腐蚀钢铁吗？
某些细菌、微生物的确能够腐蚀钢铁等金属。典型的是硫酸盐还原菌，它常存在于土壤和淡水乃至海水中。对石油开采设备、输油管道、地下水下建筑等，有腐蚀作用（有时是
很严重的） 。 硫酸盐还原菌属于 “厌氧菌” ， 其生命过程不需要氧气， 但能够把硫酸盐当作 “食物”而将其还原成硫化物，结果使环境酸化，可使局部 PH 降低到 0.8。我们知道，钢铁等金属，在酸性环境中是加速腐蚀的。
还有一些细菌是“嗜氧菌” ，它们的代谢过程需要氧气，同时也产生酸性物质，加速金
属腐蚀（混凝土也会受腐蚀） 。一般说来，细菌、微生物是通过毒化环境，从而加速金属腐蚀，少数也参与金属腐蚀的电化学过程。有一些附着生物（如海生物）对于金属乃至混凝土的腐蚀作用，有物理化学作用、电化学作用和生物活动的机械力作用等。 在土壤、水中，细菌、微生物、附着生物的腐蚀作用是不可忽视的。与多种因素相联
系，包括细菌、微生物、附着生物的种类、数量，土壤或水的性质，氧、有机物的存在量，环境温度等。
20．什么叫做耐蚀钢？不锈钢果真不腐蚀吗？
我们通常说的钢一般指的是碳钢，即在铁中含有 1.3%左右的碳元素。另外，在碳钢的基础上加入其他合金元素，就成为合金钢。如加入 1.5%左右的锰就是碳锰钢。加入合金元素可以提高钢物理、力学和机械的性能，也可以提高其耐腐蚀性能。加入某些合金元素以提
高其耐腐蚀性能的钢种，称做耐蚀钢或耐候钢。 铬、磷、铜、镍等元素加入钢中（在适量范围内）能够明显提高钢在大气中的耐腐蚀性。与碳钢不同的是，这种含有以上合金元素的钢表面形成的锈蚀产物，能够慢慢“成熟” ，对机体有覆盖、 保护作用。 这类钢虽然在耐腐蚀性能方面有所提高， 但使用环境有一定要求，如在常年潮湿、污染明显的环境中，钢表面不易形成具有保护性的锈蚀产物膜，其防护性能就差了。通过合金化的途径提高钢的耐腐蚀性是一种重要途径，人们已经或正在研制新的耐腐蚀钢种，如能够明显提高耐海水（氯离子）腐蚀的钢种等，已经在发展和应用。
不锈钢是指行铬大于 12%的铁基合金。足够数量铬元素的存在，使这类钢容易钝化，大大提高了其耐腐蚀性能。目前，在建筑、基础设施建设中，不锈钢的用量日益增加，甚至建筑用钢筋也有采用不锈纲制作的。 应该说明，不锈钢不是在任何情况下都能保持不锈，其耐腐蚀性也是相对的。比如在海水或氯离子存在的其他环境中，不锈钢会发生坑蚀和缝隙腐蚀；在某些酸性介质中会发生晶间腐蚀和应力腐蚀断裂等。用于建筑、装饰的不锈钢制品与工件，在污染的大气中也会腐蚀变色。在一定条件下，不锈钢也是需要保护和采取防护措施的。
不锈钢有不同品种与牌号，其耐腐蚀性和适应性各有不同，选用时应予注意。