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长江口某码头江底土腐蚀性分析.pdf

长江口某码头江底土腐蚀性分析

嘿嘿
2011-04-11 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《长江口某码头江底土腐蚀性分析pdf》,可适用于工程科技领域

长江口某码头江底土腐蚀性分析姜玉河董克贤鲁统军宝山钢铁股份有限公司上海中船重工七二五所青岛分部青岛摘要:为了了解长江口某码头钢桩江底土处钢桩腐蚀状况对此处江底土进行了分析并测量了钢桩电位及录象结果表明码头钢桩基本处于保护范围内.关键词:码头江底土腐蚀l引言长江口某码头于年建成成反“F”形分为主码头、副码头和引桥三部分共有根钢桩其中主码头根(①.mm)副码头根(o'.ram)引桥根(qb.ram)。长江口由于海水到灌水质成淡交替为防止或减轻钢桩的腐蚀损坏码头建造时采用了外加电流阴极保护措施由日本某防蚀公司设计并提供成套设各设计寿命为年。全码头有套相对独立的阴极保护子系统其中主码头有套副码头有套引桥有套。每套子系统包括一台恒电位仪、支左右铂一钽辅助阳极和一支锌参比电极。主码头每根钢桩安装~支辅助阳引桥每根钢桩安装l~支辅助阳副码头安装数量在两者之间。码头外加电流阴极保护系统运行已经有年期间有专入进行维护并进行过修理为了了解码头江底土钢桩腐蚀状况选取一定量钢桩进行电位测量并进行拍照。测试结果不但可以了解码头钢桩保护现状而且对河口区港工金属构筑物阴极保护提供有益的借鉴价值。江底土特点我们这里指的“江底土”是指长江江口地段的“江底土”临近入海口的水的(电阻率)性质受涨落潮的影响每天都在变化着水质的变化也必然影响到江底土性质的变化这一变化也必对这一区域的钢桩腐蚀性产生一定的影响。曾有学者对于海底土中钢铁的腐蚀问题作过研究。海土系指被海水作用下的土壤从海土作为海洋环境而论它是属于海洋腐蚀的范畴而从土的本质而论它又属于土壤腐蚀的一部分海土腐蚀是海水腐蚀和土壤腐蚀之间的特殊腐蚀形式是海洋腐蚀和土壤腐蚀的交叉学科。从腐蚀介质而论它是依氯离子为破坏特征的一种导体海底土是只含固液两相的非均匀体系同时由于海底土的表层细菌含量多细菌引起的局部腐蚀是经常发生的。细菌的活动不仅对涂层有分解作用同时对牺牲阳极能产生钝化作用。长江水含有大量泥沙在长江口段的河床上都有浮泥其平均粒径<O.mm浮泥层厚度.,..m最大可达m这种浮泥粒子在流速小于.=/s时会沉降在流速大于..m/s时会悬浮。江底大部分时间流速为.~.m/s浮泥层内含盐度分布均匀一般在~‰之间随地段和季节不一。长江口段每年~月为洪季月~次年月为枯季宝钢原料码头位于长江入海口属于淡水与咸水交互区C『一最大含量为.‰相当于海水中C一含量的四分之一。水的电阻率变化范围在Q·cm,一Q·cm。海底土质腐蚀性分析码头在运行过程中装卸原料时难免会有物料散落在码头下堆积致使底床上升水深变浅有的部位将阳极、参比电极淤埋。当然在这一变化过程中浮泥的流动和沉积也起着重要作用。不同地域的底土(泥)成分和性能也是有差异的如下表所示渤海海泥和南海海泥基本参数就有差异。表l两种不同海域海泥的基本参数(℃)为了确切掌握码头底土状况专门取样进行分析共取底土样品个其中主码头个副码头个。取样方法是在工作小艇上安装绞车用小型蚌式采泥器取样样品数量不少于取出后立即装入广口塑料瓶紧闭瓶盖放入盛有冰块的泡沫塑料盒内低温保存直接送实验室供分析用分析结果见表。表底土测定结果Eh电导含水量soz,soCI’·CI一pH盐度(mV)(ms/m)(%)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)Bl..O......B..O......B..。.....B..O......B..O......B.l......lB.O.l......B。...l...Bl.......Bl..l.....宰一定量原泥与水配制浸渍液测上清液并依据含水量换算得盐度数据按长江水实测值与计算值估算得(仅供参考)本数据来源于华东师大水环境与界面科学研究中心检测报告对各种土壤的侵蚀性作出正确的估计是一个很有意义的实际问题可惜到目前为止在±壤的侵蚀性和土壤的各项物理、化学以及生物学因素之间还不能建立简单的对应关系。根据土壤的氧化还原电位可进一步了解土壤的腐蚀性。下表是根据土壤氧化还原电位来判断土壤腐蚀性的标准。表土壤氧化还原电位和侵蚀性氧化还原电位氧化还原电位(相对氢电极)土壤侵蚀性土壤侵蚀性(相对氢电极)<my严重、一my轻微lOO~my中等>my没有有的学者曾提出了几项评价土壤侵蚀性的多项试验方案。其中包括三个测量项目即:电阻率氧化还原电位土壤的含水量。并规定电阻率低于Q·cm及氧化还原电位低于mv的土壤是有侵蚀性的土壤:否则就是无侵蚀性的介于两者之间的土壤可用第三个参考量来确定即测量土壤的含水量。如果含水量大于%就认为是有侵蚀性的小于该值则为无侵蚀性的土壤。以如上三个参考量来估计码头区域底土是有侵蚀性的从试验数据也说明此问题:埋于底土中天钢的三组腐蚀数据看分别是...毫米/年平均为.毫米/年。钢桩在泥土中较在江水介质的腐蚀缓慢而且由于氧的供应不足该区域腐蚀最为严重的位置是在泥、水交界处的泥面下几十厘米处由于此处泥浆中氧含量低与水下区形成氧浓差电池再加上硫酸盐还原菌的作用所以此处出现一个腐蚀小高峰通常年平均腐蚀率为.,..mm/a在不同的底土沉积物中钢铁的腐蚀速率会相差倍。散落的矿渣焦炭等物质都起到了良好充气的外部阴极作用能促进钢桩的腐蚀。腐蚀状况港工结构物的钢材分别暴露在大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和土壤区等(如图)在不同的环境条件中受各种腐蚀因素的作用有着不同的腐蚀速度。连续遭受浪花飞溅并与大量氧气接触的浪溅区是腐蚀最严重的部位普碳钢在浪溅区腐蚀速率一般为....mm/a严重的可超过.mm/a。在全浸区稍低于低潮位的部位最易受腐蚀因为这个部位形成了特别充气电池的阳极。普碳钢在全浸区一般腐蚀速率平均为.mm/a而在土壤区一般约为O.mm/a。这种腐蚀主要是钢在水和氧气存在的条件下由于电化学反应而产生的。在自然泥面下的土壤区腐蚀速率最低仅在自然泥面下几十厘米处。由于氧浓差电池的原因出现一个小的腐蚀高峰。查清长江水中、泥下钢桩的腐蚀情况是技术难度较大的一项工作我们选用了几种办法来做这一项工作。选用水下录像的方法来观察钢桩的表面腐蚀状况。由于长江水的能见度非常低录像时必须设法将水排除掉。同时还必须将钢桩的表面的污物腐蚀产物清除露出钢桩本体然后录像。从我们选取的副码头E一。一上、中下的录像照片来看从下至上钢桩分四个带录像由于该码头刚吹完淤泥所以E一下是代表淤泥中的钢桩表面腐蚀状况余下E~一中E中E一上分别代表水中不同段钢桩表面状况。从照片上看钢桩已产生了溃疡腐蚀从照片上很难确定其腐蚀深度。在进行录像的时候还要测量钢桩的电位以便确定钢桩当时所处的腐蚀或保护状态。照片J副码头】E一JsO’一上照片副码头一E舯。.中照片剐码头.E.。坤照片副码头表选定根钢桩电位数据表第一带第二带第三带强箱号钢桩号状态‘。。’断电lRFlEl带电断电E带电断电RPMEl带电.】断电E带电从电位洲量结果看钢桩完全处于保护电位范围内(一v~一.vCu/CuSOt)如果电位一直处于该范围内通常是决不会产生如此状态的腐蚀这使我们想起在外加电流阴极保护系统投入运行的两年前(码头建造期)钢桩是处于自然腐蚀状态。泥土中钢桩电位测量我们选定副码头的四根桩即El、E、E、E在根部的泥土中分别插入~支锌参比电极插入lm深以测量钢桩在泥中腐蚀最重部位的电位具体见表。表选定根桩泥下lm处所测电位EElElE带电断电带电断电带电断电带电断电一.......·.......试验证明尽管江底土的电阻率高于水介质的电阻率当江水中钢桩段达到保护电位时底土中钢桩段尤其是腐蚀高峰段也能达到保护电位所以在散落的焦炭煤渣、矿渣等堆积物下的钢管桩在阴极保护系统正常运行的条件是可以得到阴极保护的。结论.码头的江底土对钢桩是有腐蚀性的其腐蚀程度属较重。..泥土中的钢桩即使通常较严重的腐蚀部位和钢桩的水中段一样同样可以得到阴极保护作用达到保护电位。参考文献【】测试报告华东师大水环境与界面科学研究中心编长江口某码头江底土腐蚀性分析作者:姜玉河董克贤鲁统军作者单位:姜玉河(宝山钢铁股份有限公司上海)董克贤,鲁统军(中船重工七二五所青岛分部青岛)本文链接:http:dwanfangdatacomcnConferenceaspx授权使用:北京工商大学(btbu)授权号:dadeebfccd下载时间:年月日

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