桥梁缆索用高强度Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝耐蚀性能研究与应用

对桥梁缆索用高强度纯锌镀层、Zn-5%Al-RE合金镀层和Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝的镀层组织及耐蚀性能进行了对比研究。研究结果表明,Zn-10%Al-RE合金镀层由于Al含量的提高,镀层中Zn-Al共晶相的比例较Zn-5%Al-RE合金镀层更大,且具有更多耐腐蚀的富铝相,说明其具有更好的耐蚀性能。从电化学分析和中性盐雾试验结果来看,纯锌镀层的自腐蚀电流密度约为Zn-10%Al-RE合金镀层的3倍,不同时间下的中性盐雾腐蚀失重为纯锌镀层的3.9~5.7倍,说明其在同一腐蚀环境中的耐蚀性能至少能够达到纯锌镀层的3倍以上。

钢丝热镀锌-10%铝-3%镁-稀土合金镀层工艺

介绍了高碳钢丝热镀锌-10%铝-3%镁-稀土合金镀层工艺。给出合金成分质量分数要求:铝9.0%~12.5%,镁3%~3.5%,稀土0.03%~0.30%。助镀剂中氯化物质量浓度5~15 g/L;硼化物质量浓度30~80 g/L,表面活性剂体积分数2 ml/L。助镀剂温度60~70℃,合金液温度465~470℃。氮气抹拭保证氮气温度250~255℃,压力不小于0.02 MPa,根据钢丝走线速度调节氮气流量和压力。试生产产品镀层和表面质量符合标准要求。

Zn-Al-Mg合金镀层钢丝热浸镀工艺研究

锌铝镁镀层耐蚀性远强于传统纯锌镀层,介绍了一种适用于钢丝类基材的热浸镀锌铝镁镀层工艺:采用Zn-6%Al-3%Mg热浸镀镀液所制备镀层具有较高耐蚀性及力学性能;采用新型助镀剂的溶剂法(干法)所制备钢丝镀层质量高、污染小;镀层厚度随浸镀温度及浸镀时间的增加以不同速率增长;在浸镀温度470~500℃、浸镀时间60~120s、镀后冷却速率30℃/s条件下所制备钢丝镀层质量稳定、力学性能较好、与基体结合力强、具有更高的耐蚀性能。

虎门二桥1960 MPa主缆钢丝及索股关键技术

依托虎门二桥坭洲水道桥(主跨1 688m的双塔双跨悬索桥),系统开展了1 960MPa主缆钢丝及索股的技术开发。研制了适用于在线水浴、离线盐浴、离线铅浴等不同索氏体化方式的国产1 960 MPa钢丝盘条,性能指标优于国外同类产品。通过超高强度钢丝拉拔工艺、"双镀+电磁抹拭"热镀锌铝工艺、稳定化处理工艺,研发了抗拉强度达1 960MPa、扭转次数≥14次的高强度锌铝合金镀层钢丝,并形成完整的生产工艺体系。开发了1 960 MPa悬索桥主缆索股技术及具有优异锚固性能、静载性能、抗疲劳性能和抗滑移性能的锚固系统,实现了30 000余吨1 960 MPa镀锌铝合金钢丝索股在虎门二桥工程中的应用。

钢绞线用Zn-Al-Mg-RE合金镀层钢丝

对合金化镀层钢绞线的研究成果进行综述 ,对合金镀层性能进行测试。电化学测试表明合金镀层钢丝电极极化阻力远大于热镀锌镀层钢丝电极极化阻力 ,而其电极的自腐蚀电流仅是热镀锌钢丝电极的 1/ 3左右 ;醋酸盐雾试验表明 ,合金镀层腐蚀失重比热镀锌镀层腐蚀失重低 16 %;中性盐雾试验表明 ,合金镀层钢绞线的耐盐雾腐蚀能力强于热镀锌层钢绞线 ,其腐蚀失重较镀锌钢绞线小 40 %。

1960 MPa悬索桥主缆索股长度精度控制及验证

介绍1960MPa主缆单元索股制作的关键工序,对标准丝和单元索股的制作精度进行分析,理论上标准丝制作精度不小于L/15000,单元索股制作精度不小于L/12000。根据理论计算结果,模拟实桥放索试验进行验证,在编索过程中,3070m长的标准钢丝在标记处最大相对偏差为175mm,相对长度精度为1/17543,试验结果与理论分析一致。放索时定型包带无损坏,钢丝无散丝、弯折和断丝,整根索股扭转角度在±90°内;少量鼓丝也在收卷过程中因索股受力而消失。放索试验时,索股长3070m的标准钢丝在标记处的最大相对偏差为235mm,相对长度精度为1/13064,满足主缆架设精度要求。

超高强钢丝锌铝合金镀层腐蚀的元胞自动机模拟方法

根据锌铝合金镀层的电化学腐蚀原理,结合锌铝合金镀层微观组织试验、镀层均匀性试验、中性盐雾腐蚀试验数据,建立适用于锌铝合金镀层的二维腐蚀元胞自动机模型,模拟锌铝合金镀层的腐蚀演化过程,分析镀层金属氧化反应、水化反应、水化物溶解反应和镀层不均匀性对腐蚀过程的影响规律.研究结果表明,二维腐蚀元胞自动机模型能够准确模拟锌铝合金镀层的腐蚀演化过程;在镀层腐蚀过程中,金属的氧化反应起主导作用,金属的水化反应和金属水化物的溶解反应是次要因素;同一时刻,氧化概率大小与单位面积金属腐蚀量呈非线性正比关系,溶解概率大小与单位面积金属腐蚀量呈非线性正比关系,水化概率大小与单位面积金属腐蚀量呈反比关系;镀层金属含量的不均匀分布对镀层腐蚀演化过程影响较小,镀层厚度的不均匀性会导致局部区域铁基体过早发生腐蚀,引起蚀坑的出现.

电线电缆用1×7-φ10.38 mm 1860 MPa级预应力热镀Galfan合金镀层钢绞线研制

以1×7-φ10.38 mm 1860 MPa级Galfan合金镀层钢绞线为例介绍电线电缆用高强度Galfan合金镀层钢绞线的研制。钢丝采用多道次小压缩率工艺拉拔,平均部分压缩率约17.85%。酸洗采用盐酸常温酸洗,盐酸质量浓度170~230 g/L;助镀剂氯化铵质量浓度100~120 g/L,助镀温度80~90℃;热镀锌温度约465℃,Dv值138.4 mm·m/min,采用从新西兰引进的电磁擦拭技术镀锌,确保锌层面质量不小于340 g/m^(2)。生产的φ2.0 mm以上规格Galfan合金镀层钢丝具有优良的耐腐蚀性能,使用寿命是普通镀锌产品的2~3倍,锌层面质量350~450 g/m^(2),锌层表面光滑平整、直径均匀,外观光洁度好,可满足客户对各种规格高强度电线电缆用Galfan合金镀层钢绞线的质量要求。

建筑用Zn-Al合金钢丝生产及检测

介绍Zn-Al合金钢丝应用范围和技术要求,详细说明生产工艺和控制要点,并结合生产分析表面光洁度、锌瘤等问题产生原因,提出相应措施。对不同直径钢丝进行力学性能检测和组织分析,结果表明,Zn-Al合金钢丝技术指标满足GB/T 20492—2006要求,Zn-Al合金钢丝比纯锌镀层钢丝耐腐蚀平均速率低0.017 150 20 g/(m2·h),满足客户对Zn-Al合金钢丝要求。

钢丝热浸镀纯Zn与单镀Galfan合金的对比

利用扫描电子显微镜分析比较了在实际生产线上生产的钢丝热浸镀纯锌和一种新创工艺生产的称之为单镀Galfan合金的显微组织,并对两种产品的耐腐蚀性能和镀前镀后钢丝的抗拉性能做了对比试验。结果表明:实际生产线上生产的钢丝镀纯锌和单镀Galfan合金镀层的显微组织具有明显的差异,前者是双层结构,而后者无论是二次电子图片还是背散射图片均为一层结构;Galfan合金镀层微观结构是其耐腐蚀性优良的重要原因。单镀Galfan合金的钢丝耐腐蚀性能优于镀纯锌钢丝,并且单镀Galfan合金对钢丝基体抗拉性能影响小。

预镀工艺对钢丝热镀Galfan合金镀层表面质量的影响

采用自行设计的小型模拟生产线,研究了双镀法、电镀锌法和电解助镀法3种预镀工艺对钢丝热镀Galfan合金镀层性能的影响。通过扫描电镜对采用3种预镀工艺得到的预镀层和最终镀层的表面形貌进行了分析与比较。结果表明,电解助镀预镀法得到的过渡层厚度薄、元素分布均匀,最终的Galfan合金镀层具有良好的耐腐蚀性和力学性能,而且该方法工艺简单、成本低,具有广阔的发展前景。

几种不同材料在含硫介质中的腐蚀性

用失重法和恒电位极化法研究了45#碳钢、1Cr18Ni9Ti、304不锈钢和Ni-P合金镀层在含S介质中的腐蚀性.结果表明,低温条件下,S2-浓度变化对4种材料阴极极化和阳极极化影响较小,1Cr18Ni9Ti和304不锈钢的极化曲线相似,为典型的阴、阳极控制的电化学腐蚀过程,自腐蚀电位和自腐蚀电流相近;Ni-P合金镀层出现了钝化区;45#碳钢出现了阳极控制的扩散过程.温度升高,腐蚀速率增大,1Cr18Ni9Ti和304不锈钢的极化率变大,Ni-P合金镀层的钝化性能减弱,1Cr18Ni9Ti、304不锈钢和Ni-P合金镀层均是含S介质中的耐蚀材料.

钢丝单镀Galfan合金耐蚀性能研究

为了研究Galfan合金的耐腐蚀机理，通过盐雾试验研究了Galfan合金和纯Zn镀层的耐腐蚀性能，运用扫描电镜和能谱仪对镀层的组织成分进行分析，并相互比较，探讨了Galfan合金具有良好耐蚀性的原因。试验结果表明：Galfan合金钢丝镀层的腐蚀速率约为镀锌钢丝的2／5～5／7；Galfan合金的腐蚀性能主要受共晶结构和添加元素（Al、RE）的影响。

EDTA连续滴定法测定钢帘线镀层中铜和锌

研究了以亚甲蓝-PAN-6S作混合指示剂，EDTA滴定法测定钢帘线镀层中的铜和锌。在pH5．4的六次甲基四胺-盐酸缓冲介质中，以亚甲蓝-PAN-6S试剂作络合滴定指示剂，以EDTA为滴定剂进行了铜和锌的连续滴定，终点颜色变化敏锐，准确度高，铜锌比例在1：10～10：1范围之间相互无影响。方法可用于钢帘线镀层中铜、锌的测定，结果满意。

宜昌庙嘴长江大桥大江桥上部结构设计与技术特点

宜昌市庙嘴长江大桥大江桥为250m+838m+215m的单跨简支钢板结合梁悬索桥。介绍了该桥上部结构设计,指出了影响板式加劲梁悬索桥抗风稳定性的主要因素,提出了改善抗风性能的相应措施。结果表明,这些措施提高了大江桥加劲梁的抗风稳定性,使其满足规范要求。大江桥主缆和吊索在国内首次全部采用镀锌铝合金高强钢丝。采用有限元程序对该桥进行静力计算,计算结果表明,各项指标均满足规范要求。

主跨838m的大跨度钢砼结合梁悬索桥设计

宜昌至喜长江大桥主桥设计为跨度838 m的钢砼结合梁悬索桥。设计中,研究应用了钢混结合梁和锌铝合金镀层平行钢丝主缆索股,提升了结构的使用耐久性。主梁边箱设置稳定板的措施,提升了开口加劲梁的抗风稳定性。雕塑状主塔创意设计及卵石、漂石地层大型地下连续墙深基础施工方法,为同类型桥梁提供了创新范例。

宜昌至喜长江大桥设计特点及关键技术

宜昌至喜长江大桥的大江桥采用单跨838 m钢混结合梁悬索桥,三江桥采用(39+73+210+56)m中央索面高低塔混凝土斜拉桥。主缆、吊索、斜拉索均采用锌铝合金镀层钢丝;大江桥主梁采用钢混结合梁;三江桥主梁为超宽钢筋混凝土箱梁,最大宽度47.5 m;地下连续墙基础采用多种设备相结合的成槽方案。针对环保要求,采用一跨过江、定向照射路灯、雨污水收集系统等措施。

结合WBE与EIS技术研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀

目的研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀行为及涂层整体和局部区域的劣化过程。方法使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究丝束电极表面的电流密度分布和涂层阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域涂层的阻抗谱特征。结果阳极电流峰首先出现在碳钢局部区域,而电流密度较大的阴极电流峰主要集中出现在铜合金区域的边缘。当浸泡至122 h时,铜合金区域的涂层阻抗明显低于碳钢区域的涂层阻抗,且EIS响应出现了Warburg扩散阻抗特征。在浸泡456 h后,单根钢电极发生由阴极向阳极的极性转换。结论涂层下碳钢与铜合金在海水中发生电偶腐蚀时,铜合金作为阴极被保护,但铜合金区域的涂层在阴极剥离的作用下加速劣化。在涂层劣化过程中,碳钢区域的涂层缺陷处成为腐蚀反应的阳极区,而主要的阴极区位于铜合金的边缘区域,这与溶解氧的“竞争效应”有关。由于涂层发生阴极剥离现象使得基底金属被腐蚀,从而导致涂层下单根钢电极的电流发生由阴极向阳极的极性转换。

GB/T 20492—2006标准述评

介绍GB/T 20492《锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝和钢绞线》的制订原因、标准内容、适用范围及产品分类,从锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝和钢绞线产品的要求、试验方法、检验规则对GB/T 20492进行评述,指出镀层重量、接头规定是标准制订中争议较大的内容。

悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹抗滑试验研究

为了解悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑性能,以37-915.2悬索桥主缆为模型,进行索夹抗滑试验。用千斤顶顶推力模拟实桥索夹的下滑力,通过实测索夹发生滑移时的相关参数,计算得到锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑摩阻系数及索夹内、外空隙率。试验结果表明:锌-铝合金镀层钢丝的抗滑摩阻系数为0.305,此时索夹内、外空隙率分别为17.4%和19.6%;试验得到的抗滑摩阻系数相对设计规范取值储备量较大,建议后期桥梁设计中按0.20取值,在同等设计条件下,索夹设计长度可缩短30%,既可减轻索夹重量又可降低施工难度。