電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕指金(jin)屬與(yu)電(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)因發生電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反應而產生的(de)破壞(huai)。按電(dian)(dian)化(hua)學(xue)機理進行的(de)腐(fu)蝕反應至少包含有一個陽(yang)反應和一個陰反應,并(bing)與(yu)流過金(jin)屬內部的(de)電(dian)(dian)子(zi)流和介質(zhi)(zhi)(zhi)中定向遷(qian)移的(de)離(li)子(zi)聯(lian)系在(zai)一起。陽(yang)反應是(shi)金(jin)屬原子(zi)從金(jin)屬轉移到介質(zhi)(zhi)(zhi)中并(bing)放(fang)出電(dian)(dian)子(zi)的(de)過程,即氧(yang)化(hua)過程。
從基礎開始了解(jie)鋼波紋涵管的氧(yang)化(hua)過(guo)程是怎(zen)樣的?
斜交涵洞伸出路堤填土以外,要求端部(bu)歪斜以保證管每一邊的荷載(zai)(zai)對(dui)稱(cheng),或端墻應能支承載(zai)(zai)端的全部(bu)推力。由于鋼(gang)波紋管(guan)是柔性結構,可在進水口和出水口將端部加強(qiang),可用鋼(gang)筋混凝(ning)土或結構鋼(gang)圈、拉力錨定或土錨定。斜(xie)(xie)交(jiao)應確定斜(xie)(xie)交(jiao)角度的(de)極限值,并要求歪斜(xie)(xie)寬度的(de)小值為(wei)涵洞矢高與覆蓋(gai)層厚度之(zhi)和的(de)1.5倍。
尺寸(cun)變異的(de)(de)影響介質(zhi)(zhi)(zhi)為離子導電(dian)的(de)(de)電(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi);電(dian)化學腐蝕過(guo)程(cheng)伴隨電(dian)子的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動,即電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)產生。當涵(han)(han)洞(dong)回水(shui)時,涵(han)(han)洞(dong)出(chu)口(kou)端(duan)地壓力流(liu)(liu)(liu)會導致無充(chong)分覆(fu)蓋層的(de)(de)管(guan)節上(shang)拔,且存在高速水(shui)流(liu)(liu)(liu)對土的(de)(de)沖刷(shua)。一般解決辦法是(shi)將管(guan)端(duan)錨(mao)固在混(hun)凝土端(duan)墻中,或(huo)(huo)埋置在具有足(zu)夠(gou)質(zhi)(zhi)(zhi)量以抵(di)抗上(shang)拔力的(de)(de)拋石護(hu)坡中,并(bing)在出(chu)口(kou)區域(yu)用拋石護(hu)坡或(huo)(huo)混(hun)凝土鋪砌以防止沖刷(shua)。
波紋(wen)管的(de)(de)成型前后,表面積發生了變化,其波峰(feng)和波谷處因冷(leng)擠壓(ya)而產(chan)生加工硬化現(xian)象(xiang),它可以提(ti)高材(cai)料(liao)的(de)(de)疲勞極限。但波紋(wen)管在制造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)是(shi)兩(liang)向拉伸的(de)(de),預(yu)拉伸同時降(jiang)低了材(cai)料(liao)的(de)(de)延性,隨著冷(leng)軋壓(ya)縮量的(de)(de)增加,鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)、屈(qu)服點、硬度(du)增大,延伸率(lv)、斷(duan)面收縮率(lv)、沖(chong)擊(ji)韌性下降(jiang)。
一方面,測(ce)(ce)(ce)量本身存在誤差,且(qie)測(ce)(ce)(ce)試時間長,當地溫(wen)差又大,低溫(wen)環境(jing)下測(ce)(ce)(ce)量應(ying)(ying)變(bian)的(de)儀器相應(ying)(ying)靈敏度不夠(gou)高,個(ge)(ge)別(bie)應(ying)(ying)變(bian)片和波紋管(guan)壁沒有(you)緊(jin)密接觸,個(ge)(ge)別(bie)應(ying)(ying)變(bian)片所貼的(de)實(shi)際位置(zhi)和標稱位置(zhi)存在一定的(de)偏差,這些因素均會使得現場(chang)實(shi)測(ce)(ce)(ce)值不能(neng)真(zhen)實(shi)反映波紋管(guan)壁的(de)應(ying)(ying)變(bian);
另一方面,模型是理(li)想化的結構體(ti),是對實(shi)(shi)際情(qing)形的簡化,而不可能替代實(shi)(shi)際;此外,鋼波紋涵管(guan)在加工過程中必然對其(qi)尺寸和(he)應(ying)(ying)力造成較大影響,模型也難以(yi)用于(yu)參數予以(yi)反映。電化學腐蝕的特點是:由于(yu)波(bo)紋(wen)管(guan)在制造過程中的壁(bi)厚減薄,實(shi)際壁(bi)厚與名義壁(bi)厚有所差異(yi),名義波(bo)形(xing)與實(shi)際波(bo)形(xing)也存在較大差別,這樣使(shi)波(bo)紋(wen)管(guan)由于(yu)尺寸和(he)形(xing)狀不均勻(yun)而產生應(ying)(ying)變集中現象(xiang)。
波(bo)峰和波(bo)谷(gu)在管頂(ding)、管底、管側均(jun)為應力(li)(li)集中處,各管徑(jing)更(geng)大等效應力(li)(li)的位置(zhi)與(yu)(yu)荷(he)載(zai)密(mi)切相關;更(geng)大等效應力(li)(li)總體上隨管徑(jing)的增加而增加;隨著(zhu)波(bo)紋(wen)管涵的壁厚增加,更(geng)大等效應力(li)(li)呈(cheng)對(dui)數減小。管頂(ding)波(bo)峰與(yu)(yu)波(bo)谷(gu)處切向(xiang)與(yu)(yu)軸向(xiang)應力(li)(li)應變(bian)隨波(bo)形呈(cheng)拉壓交替的變(bian)化規律。
陰(yin)反(fan)應是介質中的(de)(de)氧(yang)化(hua)劑奪取電(dian)(dian)子發(fa)生(sheng)還原(yuan)反(fan)應的(de)(de)還原(yuan)過(guo)(guo)程(cheng)。界(jie)(jie)面(mian)上的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學過(guo)(guo)程(cheng)可以分為(wei)(wei)兩個互相氧(yang)化(hua)和還原(yuan)過(guo)(guo)程(cheng),金屬/電(dian)(dian)解(jie)質界(jie)(jie)面(mian)上伴隨電(dian)(dian)荷(he)轉移(yi)(yi)發(fa)生(sheng)的(de)(de)化(hua)學反(fan)應稱為(wei)(wei)電(dian)(dian)反(fan)應;金屬/電(dian)(dian)解(jie)質界(jie)(jie)面(mian)反(fan)應過(guo)(guo)程(cheng)是因電(dian)(dian)荷(he)轉載而(er)引(yin)起(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學過(guo)(guo)程(cheng);與圓管(guan)涵(han)相比,波紋管(guan)涵(han)的(de)(de)管(guan)側水平位(wei)移(yi)(yi)、撓度和對道路的(de)(de)擾動小,有利于保護路面(mian)。
管內切向(xiang)與(yu)軸向(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)以(yi)及撓度(du)和更(geng)大等(deng)效應(ying)(ying)(ying)(ying)力在恒載作用時隨填土高度(du)的(de)增(zeng)加有(you)呈(cheng)線(xian)性(xing)增(zeng)長的(de)規律,活載作用時隨填土高度(du)的(de)增(zeng)加逐漸(jian)減小;總體上切向(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)更(geng)大值(zhi)大于(yu)軸向(xiang)更(geng)大值(zhi);管頂以(yi)切向(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)為主。
電(dian)(dian)化學腐蝕(shi)實際上(shang)是一個短路的原(yuan)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)反應(ying)的結果(guo),這種原(yuan)電(dian)(dian)池又稱為(wei)腐蝕(shi)原(yuan)電(dian)(dian)池,鋼(gang)波紋管涵洞的腐蝕(shi)即屬于(yu)此類。腐蝕(shi)原(yuan)電(dian)(dian)池與一般原(yuan)電(dian)(dian)池的差別僅在于(yu)原(yuan)電(dian)(dian)池是把化學能轉變為(wei)電(dian)(dian)能,如干電(dian)(dian)池,做(zuo)(zuo)有用(yong)功(gong)而(er)腐蝕(shi)原(yuan)電(dian)(dian)池則(ze)只能導致材料的破壞(huai),不對外界(jie)做(zuo)(zuo)有用(yong)功(gong)。
冷作(zuo)硬(ying)化(hua)的(de)影(ying)響各管(guan)徑恒載、活(huo)載作(zuo)用下管(guan)側(ce)波(bo)(bo)峰切(qie)向(xiang)(xiang)和軸(zhou)向(xiang)(xiang)均受(shou)(shou)拉;在管(guan)頂波(bo)(bo)峰和管(guan)底波(bo)(bo)谷以及管(guan)側(ce)波(bo)(bo)谷均出現切(qie)向(xiang)(xiang)受(shou)(shou)拉、軸(zhou)向(xiang)(xiang)受(shou)(shou)壓(ya)或(huo)切(qie)向(xiang)(xiang)受(shou)(shou)壓(ya)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)受(shou)(shou)拉互補的(de)變化(hua)規律;每一測點(dian)恒載下切(qie)應(ying)變較大(da)(da)時(shi),軸(zhou)向(xiang)(xiang)應(ying)變則(ze)相對(dui)較小。測試(shi)過程的(de)影(ying)響波(bo)(bo)形差異較大(da)(da)時(shi)其更大(da)(da)等效(xiao)應(ying)力和撓度相差較大(da)(da),小波(bo)(bo)形的(de)應(ying)力分(fen)布(bu)均勻。鋼波(bo)(bo)紋(wen)涵管(guan):hanihanbj.com
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