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鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕裂紋的形成及預(yù)防
來源：www.qhgyxx.com 發(fā)布時間：2023年10月21日
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)識的加深，鋼結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式。由于包頭鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)或安裝廠家的技術(shù)水平和加工工藝不同，鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也大不相同，介紹了鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕裂紋的形成和預(yù)防措施。
1、應(yīng)力腐蝕裂紋的原因
(1)活性通道晶間腐蝕
腐蝕電池是大負(fù)極和小陽極時，陽極的溶解反映在集中腐蝕損傷上。只要在腐蝕過程中，陽極始終保持在裂紋的前沿，裂紋處于活性狀態(tài)，不鈍化，其他部分（裂紋端口兩側(cè)）鈍化，使裂紋向前發(fā)展至斷裂。
(2)應(yīng)變產(chǎn)生活性通道晶間腐蝕
鈍化膜在應(yīng)力作用下破裂，裂縫處暴露的金屬成為活性陽極并溶解。在腐蝕過程中，鈍化膜破裂，鈍化膜修復(fù)，鈍化膜破壞，繼續(xù)腐蝕。
腐蝕電池由小負(fù)極和大陽極組成，溶解為均勻腐蝕。如果小負(fù)極區(qū)域出現(xiàn)氫沉淀，負(fù)極區(qū)域的金屬會集中滲氫，在持續(xù)負(fù)荷的影響下會導(dǎo)致脆性斷裂，晶間腐蝕會順利發(fā)展。隨著裂紋的出現(xiàn)，裂紋的尖端應(yīng)力和應(yīng)變集中促進(jìn)了金屬中氫向裂紋尖端的聚集，導(dǎo)致晶間腐蝕斷裂。
形成和預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕裂紋(圖1)
二、應(yīng)力腐蝕裂紋防范措施
晶間腐蝕的形成需要同時具有三個因素的綜合作用，即材料、介質(zhì)和拉應(yīng)力。因此，應(yīng)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝施工、生產(chǎn)管理三個方面采取有效措施。
（1）材料：選用雙相不銹鋼材料；選用與母材化學(xué)成分和組織基本一致的焊接材料（等成分原理）；
（2）介質(zhì)：需要具體考慮介質(zhì)腐蝕母材的概率。為了緩解或消除特定環(huán)境下的晶間腐蝕，可以在介質(zhì)中加入緩蝕劑。表面處理技術(shù)也可用于制備犧牲陽極涂層或構(gòu)件表面的物理隔離涂層。
(3)應(yīng)力包括:
①在焊接過程中選擇合理的接頭形式，減少殘余應(yīng)力；②焊接順序正確；③適當(dāng)?shù)臒彷斎?；④焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力處理
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1、應(yīng)力腐蝕裂紋的原因
(1)活性通道晶間腐蝕
腐蝕電池是大負(fù)極和小陽極時，陽極的溶解反映在集中腐蝕損傷上。只要在腐蝕過程中，陽極始終保持在裂紋的前沿，裂紋處于活性狀態(tài)，不鈍化，其他部分（裂紋端口兩側(cè)）鈍化，使裂紋向前發(fā)展至斷裂。
(2)應(yīng)變產(chǎn)生活性通道晶間腐蝕
鈍化膜在應(yīng)力作用下破裂，裂縫處暴露的金屬成為活性陽極并溶解。在腐蝕過程中，鈍化膜破裂，鈍化膜修復(fù)，鈍化膜破壞，繼續(xù)腐蝕。
腐蝕電池由小負(fù)極和大陽極組成，溶解為均勻腐蝕。如果小負(fù)極區(qū)域出現(xiàn)氫沉淀，負(fù)極區(qū)域的金屬會集中滲氫，在持續(xù)負(fù)荷的影響下會導(dǎo)致脆性斷裂，晶間腐蝕會順利發(fā)展。隨著裂紋的出現(xiàn)，裂紋的尖端應(yīng)力和應(yīng)變集中促進(jìn)了金屬中氫向裂紋尖端的聚集，導(dǎo)致晶間腐蝕斷裂。
形成和預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕裂紋(圖1)
二、應(yīng)力腐蝕裂紋防范措施
晶間腐蝕的形成需要同時具有三個因素的綜合作用，即材料、介質(zhì)和拉應(yīng)力。因此，應(yīng)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝施工、生產(chǎn)管理三個方面采取有效措施。
（1）材料：選用雙相不銹鋼材料；選用與母材化學(xué)成分和組織基本一致的焊接材料（等成分原理）；
（2）介質(zhì)：需要具體考慮介質(zhì)腐蝕母材的概率。為了緩解或消除特定環(huán)境下的晶間腐蝕，可以在介質(zhì)中加入緩蝕劑。表面處理技術(shù)也可用于制備犧牲陽極涂層或構(gòu)件表面的物理隔離涂層。
(3)應(yīng)力包括:
①在焊接過程中選擇合理的接頭形式，減少殘余應(yīng)力；②焊接順序正確；③適當(dāng)?shù)臒彷斎?；④焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力處理
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