跨海大橋

　　海洋腐蝕環境包括海洋大氣腐蝕環境和海水腐蝕環境，鋼材在海洋環境中的具體位置不同其腐蝕機理和腐蝕類型也各不相同。包括海洋大氣腐蝕、海水腐蝕、潮差區腐蝕、飛濺區腐蝕、全浸區腐蝕等，為了研究不同區域的腐蝕必須從腐蝕介質入手。

　　海洋大氣腐蝕環境：海洋大氣腐蝕環境對金屬腐蝕的研究同其它環境中的大氣腐蝕是一樣的，是由于潮濕的氣體在金屬物體表面形成一個薄水膜而引起的。一般這種腐蝕大多發生在海上的船只、海上平臺以及沿岸碼頭設施上，許多海濱城市受影響腐蝕現象是非常嚴重。海洋環境對金屬影響范圍一般界定為20km左右，海洋大氣中相對濕度較大，同時由于海水飛沫中含有氯化鈉粒子，所以對于海洋鋼結構來說，空氣的相對濕度都高于它的臨界值。因此，海洋環境中的鋼鐵表面很容易形成有腐蝕性的水膜。薄水膜對鋼鐵的作用而發生大氣腐蝕的過程，符合電解質中電化學腐蝕的規律。這個過程的特點是氧特別容易到達鋼鐵表面，鋼鐵腐蝕速度受到氧極化過程控制。空氣中所含雜質對大氣腐蝕影響很大，海洋大氣中富含大量的海鹽粒子，這些鹽粒子雜質溶于鋼鐵表面的水膜中，使這層水膜變為腐蝕性很強的電解質，加速了腐蝕的進行，與干凈大氣的冷凝水膜比，被海霧周期飽和的空氣能使鋼的腐蝕速度增加幾倍。

　　海水腐蝕環境：海水是一種含鹽量相當大的腐蝕性介質，表層海水含鹽量一般在3.20％-3.75％之間，隨水深的增加，海水含鹽量略有增加。鹽分中主要為氯化物，占總鹽量的88.7％。海水中的氧含量是海水腐蝕的主要影響因素之一；海水腐蝕的特點與氯離子密切相關，氯離子可增加腐蝕活性，破壞金屬表面的鈍化膜。

　　海洋環境對金屬的影響因素包括：鹽度、含氧量、CO2、碳酸鹽、溫度、海水流速、海洋生物、光照條件。

　　海洋腐蝕破壞的主要形式

　　（1）全面腐蝕：全面腐蝕可視為均勻腐蝕，它是一種常見的腐蝕形態，其特征是與腐蝕環境接觸的整個金屬表面上幾乎以相同的速度進行的腐蝕。所謂均勻腐蝕活比較均勻腐蝕，都是相對于局部腐蝕而言的，而且這種腐蝕形態只有少數的碳鋼、低合金鋼在全浸腐蝕條件下出現。

　　（2）局部腐蝕：鋼鐵材料在海洋環境中的局部腐蝕，特別是小孔腐蝕，是影響鋼鐵材料強度及使用壽命的一個重要因素。介質中的金屬材料絕大部分表面不發生腐蝕或腐蝕很輕微，但表面上個別的點或微小區域出現蝕孔或麻點，并不斷縱深發展，形成小孔狀腐蝕坑的現象。在氯離子的溶液中，只要腐蝕電位達到或超過點蝕電位，就能產生點蝕。微生物腐蝕的一個重要特征是導致小孔腐蝕的發生。

　　（3）電偶腐蝕：由于電位電位不同，造成同一介質中一種金屬接觸處的局部腐蝕，就是電偶腐蝕，亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。兩種金屬構成宏電池，使電位較負的金屬溶解速度增加，電位較正的金屬溶解速度減小。海洋環境中，海水電阻率很小，是強電解質溶液，當兩種不同金屬如碳鋼和不銹鋼，不銹鋼和鈦金屬等共同使用時，要特別注意避免電偶腐蝕。

　　（4）應力腐蝕：鋼鐵在應力和特定環境的聯合作用下，將出現低于材料強度極限的脆性開裂現象，致使其失去功能，這種現象稱為應力腐蝕開裂。在應力腐蝕開裂中存在因氫的滲入而脆化的現象，也存在裂紋尖端處溶液高度酸化的問題。

　　（5）腐蝕疲勞：波浪載荷下的腐蝕疲勞破環是鋼樁式結構的主要破壞形式之一。另外，由于海水腐蝕與疲勞載荷共同作用的結果，疲勞載荷加速度腐蝕破壞的過程，而海水腐蝕進一步加速鋼結構的疲勞破壞，從而使其壽命縮短。

　　橋梁防護方法

　　常見的鋼樁防護方法有腐蝕裕量法、耐海水低合金鋼、涂層保護、陰極保護、涂料加陰極保護，其中陰極保護與涂料同時使用可相互補充，提高防腐效果。

　　1、腐蝕裕量法：設計時預加腐蝕富裕量對泥面以上區段或整個鋼樁加大其壁厚。以提高使用年限。此方法國內鋼樁碼頭基本上采用。以增加其安全系數。但這是一種消極方法，解決不了因局部腐蝕所帶來的危害。

　　2、耐海水低合金鋼：耐海水鋼在大氣區、浪濺區具有比普碳鋼明顯的耐蝕性，優良的耐海水鋼較普碳鋼于上述區域的耐蝕性可提高2～3倍；在海水全浸區雖亦有作用，但無上述區域那么明顯。當然耐海水鋼也有其局限性，某些耐海水鋼的焊接性能差，焊縫處易遭腐蝕破壞，且價格高昂。

　　3、涂層保護：涂層主要指油漆涂料、環氧玻璃鋼護套和其它有機或無機覆蓋層。這對防止鋼樁大氣區和浪濺區的腐蝕是一較為有效的方法（視不同的環境條件采用適宜的涂層），但對鋼樁水下區段防腐效果不佳。因其壽命有限，且目前國內尚無成功應用于海水中的先例，再者涂層僅能一次性施工，不利于長期維修和監測。即使在易監控涂層施工質量的時機——鋼樁在吊運打樁前就實施擦層保護。亦會目吊運、打樁等施工過程造成其局部破港口建設損或剝落，使得打樁后于海水介質中板易誘發大陰極、小陽極形式的局部腐蝕。且其腐蝕速度很快。易于引起局部腐蝕穿孔而再誘發該處的全面羰蝕。使得原有的涂層失去保護作用。

　　4、陰極保護：從50年代初至60年代末。世界各國相繼將陰極保護技術廣泛而又成功地應用于鋼樁水下區段的保護上。陰極保護是一有效的防腐方案，能防止因各種鋼表面狀態不均所引起的局部腐蝕和通常的全面腐蝕。尚可提高鋼樁于海水中的疲勞強度極限。無論鋼樁表面狀況的迥異，對新建或已建工程的鋼樁都很適用。還可用直接檢測鋼表面陰極極化電位的方法控制其保護效果。若設計、管理得當，則其保護效果可達90以上。鋼樁陰極保護前后其腐蝕速度對比見下圖：

　　5、涂料加陰極保護：涂料同陰極保護匹配，可互相補充。使保護效果更佳。固有涂料的鋼表面，所需保護電流密度小，保護電位易趨于均勻，可減少陰極保護措施于始建時一時跟不上所帶來的腐蝕。

　　鋼結構橋梁的防腐蝕措施應從設計、施工、維護、管理等方面入手，忽略了任何一方面都將造成對鋼結構橋梁腐蝕的隱患。

　　鋼橋的加固補強及表面處理可以有效減少腐蝕的發生；復涂施工工藝為采用局部除銹加涂面漆的一種適用于舊鋼結構的涂裝施工工藝，采用局部除銹加涂面漆，可延長底漆的使用年限，減少除銹，節省資金；橋面系防水改造和涂裝配套的選擇也是提高鋼結構橋梁發生腐蝕的有效方法。

　　重防腐涂裝系統在國外已有成功使用的例子，在我國已開始在大型橋梁上使用重防腐涂裝系統來進行防腐保護。為增強面漆抗周圍腐蝕介質的性能和耐堿性，采用以富鋅涂料為防銹底漆的、氟碳面漆等合成樹脂涂料的涂裝系統，具有長達20- 30年的耐候有效期。