桥梁锚固管焊缝应力腐蚀开裂分析

桥梁锚固管焊缝应力腐蚀开裂分析

赵士杰

上海振华重工（集团）股份有限公司 200125

摘要 在桥梁结构中，锚固管有着十分重要的作用。随着基建行业的快速发展，对桥梁施工技术的要求也越来越高。为了提高桥梁的抗震能力，在其内部安装了一定数量的锚固管。但是由于各种因素的影响，桥梁锚固管的焊缝处会出现应力腐蚀开裂现象基于此，本文就桥梁锚固管焊缝应力腐蚀开裂进行分析探究，并阐述一些预防措施。

关键词：桥梁锚固管焊缝；应力腐蚀；开裂分析

引言：锚固管在桥梁建筑行业中发挥着十分重要的作用，能够有效提高桥梁的承载能力与抗震能力。但锚固管经过长期地使用，会出现或大或小的腐蚀情况，更有甚者会出现锚固管断裂现象，这不仅会严重影响桥梁的坚固性，还会埋下一定的安全隐患。基于此，笔者对桥梁锚固管焊缝应力腐蚀开裂现象进行简要分析，并阐述几点较为有效的防护措施。

一、桥梁锚固管焊缝应力腐蚀开裂现象带来的潜在危险

在桥梁建筑行业中，桥梁锚固管的作用可以说是举足轻重。当发生地震等自然灾害时，桥梁的结构极易被损害，与公路系统有所不同，当桥梁出现坍塌时，要对桥梁结构重新进行搭建，需要耗费大量的人力物力。而使用锚固管能够有效增强桥梁的抗震能力，据研究数据显示，安装了锚固管的桥梁的抗震能力足以抵抗中小型地震。但是，随着桥梁使用年限的延长，桥梁锚固管会出现一定的腐蚀现象，且多见于锚固管焊缝区域，严重情况下，还会出现断裂的现象。锚固管受到腐蚀以后，不仅使桥梁的抗震能力下降，还埋下了一定的安全隐患。由于锚固管的特殊的安装位置，在更换锚固管时，也需要耗费时间与精力。

当桥梁锚固管出现腐蚀时，桥梁的抗震能力就会下降。当腐蚀情况较为严重时，可能会出现桥梁坍塌事故。对桥梁坍塌事故处理过程中，需要封闭交通通道，这会对正常的交通运输造成严重影响。如果桥梁发生坍塌时，还有车辆与行人停留在桥梁上，其造成的后果将无法计算。当桥梁锚固管焊缝区域出现腐蚀与裂缝现象时，会致使桥梁内部的钢筋结构暴露在空气中，这又会导致桥梁内部的钢筋结构出现腐蚀，进一步对桥梁的结构造成损害，使得桥梁的使用寿命大大缩短。除此之外，对桥梁进行维修与重建需要投入大量的资金，这无异加重了当地政府的财务负担。因此，需要对桥梁锚固管焊缝腐蚀现象多加重视，需要采用有效措施对桥梁锚固管进行防护，避免或者缓解锚固管焊缝的腐蚀。

二、桥梁锚固管焊缝产生腐蚀现象的原因

（一）桥梁锚固管在长期自然环境的作用下产生了腐蚀

桥梁锚固管长期处于自然环境中，而锚固管的焊缝更是直接暴露在空气中，与空气中的氧气、水分以及其他物质发生反应。正是这种反应导致了桥梁锚固管的腐蚀与断裂。桥梁锚固管还会与江河水接触到，与生活用水相比，江河水中存在较高含量的氯离子、钙离子以及多种微生物，微生物在阴暗潮湿的环境下会对桥梁锚固管进行分解，造成了一定的腐蚀现象。近些年来，由于工业生产污水的随意排放，水中的氯离子在污水中活性较高的物质催化作用下与锚固管焊缝产生化学反应，进而对桥梁锚固管造成了腐蚀。为了防止桥梁锚固管焊缝的腐蚀，部分施工队伍会在焊缝区域涂上一层涂料。但是，随着自然环境的作用，桥梁锚固管焊缝区域的涂层会开裂，不能起到很好的防护作用。

（二）在焊接过程中，桥梁锚固管上生成的金属氧化物加剧了腐蚀现象

据实验研究发现，桥梁锚固管焊缝区域产生的腐蚀，一部分是在焊接过程中产生的。下面对各类焊接技术的原理进行分析，就能了解焊接对桥梁锚固管的影响。焊接技术主要可以分为气焊、电弧焊和电阻焊这三大类别。气焊是利用可以燃烧的气体在空气中燃烧产生的热量，将焊材连接处进行熔化而实现连接的一种焊接方式。气焊的热源是气体火焰。电弧焊是利用两电极之间因为短路形成的电弧对焊材进行熔化连接的一种焊接技术。两个电极分别是工件和金属丝或者焊条，在引燃电弧后，只要两个电极之间保持一定的电压，就能维持电弧的燃烧。电阻焊是一种以电阻热为热源的焊接技术，包括电阻焊和电渣焊，焊接过程中使用较大的焊接电流，通常为了焊接质量，在焊接过程中要一直施加压力。无论使用哪种焊接方式对桥梁的锚固管进行焊接，都会使锚固管处于一个高温环境，在这个条件下，锚固管与空气接触时，就会产生一定的腐蚀现象。因此，要对桥梁锚固管采用的焊接技术进行改良。除此之外，基建部门对桥梁锚固管的维护检修意识不强，不能及时发现桥梁锚固管的腐蚀情况，以至于锚固管出现断裂的情况。

三、桥梁锚固管的腐蚀防护措施

（一）对桥梁锚固管采取腐蚀防护措施，缓解腐蚀现象

据研究调查分析显示，桥梁锚固管的腐蚀现象无法完全避免，只能采取特定的处理手段，对腐蚀现象进行缓解，延长锚固管的使用寿命。锚固管出现腐蚀现象的化学原理是锚固管焊缝区域暴露的金属与空气中的氧气、水分等物质发生反应。因此，可以破坏该化学反应的平衡，以此来降低锚固管腐蚀的速率。比如，可以在锚固管焊缝区域刷上一层涂料，避免焊缝金属与空气相接触。可以在涂料中加入一定量的粘着剂，防止涂料脱离锚固管。除此之外，还可以对锚固管所采用的焊接技术进行改进。锚固管焊缝区域的腐蚀现象一部分发生在焊接时。焊接过程中，需要对焊接区域加热，高温条件下，腐蚀现象反应速率较大。焊缝分为一类焊缝、二类焊缝以及三类焊缝，施工时要严格按照图纸要求进行。焊接过程中，电弧长度和焊接所使用的涂料种类以及药皮厚度有很大关系。在桥梁锚固管焊接操作中，应当尽量选取短弧焊接，电弧过长会使大气中的氧气氮气等气体进入焊缝，行成氧化物，会直接影响焊接质量，短弧就能有效避免这种现象。

（二）对桥梁锚固管加强检修维护管理，延长锚固管的使用寿命

对于腐蚀情况非常严重的桥梁锚固管应该进行及时更换，避免出现桥梁坍塌事故。受腐蚀严重的桥梁锚固管不仅会使桥梁的抗震能力严重下降，还会埋下一定的安全隐患，对行人以及车辆的安全会造成威胁。而定期对桥梁锚固管进行检修与维护，能够有效避免桥梁坍塌事故的出现，进而延长桥梁的使用寿命。除此之外，工作人员也应该定期对桥梁等基础建设的内外部结构状况进行检查与维护，对中小型桥梁应该每3-6个月检查一次，对较大型桥梁应该每九个月检查一次，一年至少保证进行两至三次整体结构检验。对桥梁锚固管的腐蚀情况进行检验时，应该分派三组人员进行三次检验，并将桥梁锚固管的腐蚀情况与腐蚀原因记录成册，便于后期维护。同时，基建部门也应该对工作人员进行专业技能培训，只有工作人员对于桥梁锚固管的维护更加重视，才能更加有效地延长桥梁的使用寿命。可以定期开办专业技能相关的讲座，企业单位也应该大力支持生产工作人员参加讲座，提高自身的专业知识与技能。还应对生产人员的培训结果进行考核，考核成绩达到八十五分以上视为合格，低于八十五分的生产人员需要再次参加培训课程，直至考核成绩达到合格。

总结：据研究调查分析，对桥梁的维护与检修工作并不乐观。随着使用年限的增长，桥梁锚固管焊缝区域会出现不同程度的腐蚀现象。锚固管受到腐蚀后，桥梁的抗震能力就会大幅度下降，对行人与车辆的安全造成威胁。为了缓解桥梁锚固管的腐蚀现象，应该对桥梁锚固管进行定期检修与维护。除此之外，还应该对锚固管表面与焊缝连接处刷上防腐蚀的涂料，避免锚固管内部与空气直接接触，能够有效缓解腐蚀现象。重视桥梁锚固管的腐蚀防护工作，桥梁才能更好地发挥其基础建设的功能。

引用文献：

[1]李政.炼油厂退碱线管道焊缝开裂原因分析[J].《当代化工研究》，2020，000，003：27-28.

[2]何应标.常压塔顶挥发线双相不锈钢接管开裂失效分析[J].《广东化工》，2019，046，012：135-137.

[3]唐志文.加氢反应器导压管盲端法兰焊缝开裂原因分析[J].《石化技术》，2019，026，007：11-12.