[發明專利]一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法

在審

• 申請號: 202210268535.1
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114858688A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 趙軍;薛花娟;宋神友;朱曉雄;陳煥勇;劉健;鄒威;章盛;陳建峰
• 申請（專利權）人: 江蘇法爾勝纜索有限公司;深中通道管理中心;江蘇東綱金屬制品有限公司;廣東省公路建設有限公司;江蘇法爾勝路橋科技有限公司;法爾勝泓昇集團有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02;G01N3/32
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發明涉及一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕?疲勞循環耦合試驗方法，屬于懸索橋技術領域。包括如下步驟：步驟一：低周疲勞應力試驗循環；步驟二：N1天的高溫鹽霧濕熱腐蝕：將被測件放入鹽霧箱內，對被測件連續噴射鹽霧，使得被測件持續發生電化學腐蝕；步驟三：N2天的常溫鹽霧沉降物干腐蝕，再進行低周疲勞應力試驗循環；步驟四：按順序交替循環步驟二、步驟三，直至被測件發生腐蝕疲勞斷裂，計量疲勞斷裂循環總次數和被測件表面的腐蝕狀態。本申請通過鹽霧試驗條件與低周疲勞應力試驗條件的循環組合，不僅加速鋼絲樣品的腐蝕程度，縮短測試時間；而且模擬實際懸索橋主纜鋼絲所處潮濕與干燥交替的海洋環境等條件。

技術領域

本發明涉及一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，屬于懸索橋技術領域。

背景技術

主纜作為懸索橋的主要承重構件，在活載循環作用下的疲勞應力比較大。另一方面，橋梁在使用過程中，由于受到自然環境、有害質的侵蝕，車輛、風雨、地震、疲勞、人為因素等外來作用，以及材料自身性能的自然老化，導致橋梁使用性能不斷衰退。另外，盡管懸索橋的主纜在實際工程中并沒有出現過斷索情況，但是，世界范圍內很多在役的大跨懸索橋主纜都出現了明顯的性能退化問題，部分索股的性能劣化又將導致承載索股的應力增大。有關試驗研究表明鋼絲的腐蝕并不是先全面腐蝕再局部腐蝕，而是先發生鍍層的局部腐蝕，當鍍層耗損完畢后再發生基體的全面腐蝕，在鍍層腐蝕階段，鋼絲的質量和直徑損失變化較小，鋼絲發生延性斷裂；在鋼絲基體腐蝕階段，鋼絲的質量和直徑損失變快，破斷力降低較快，鋼絲發生脆性斷裂。如果銹蝕穿過鍍層進入鋼絲基體，在疲勞荷載作用下腐蝕缺陷會產生應力集中而導致裂紋開始增長、發展直至鋼絲斷裂失效。因此，懸索橋主纜的壽命與主纜鋼絲的防腐鍍層、鋼絲材料自身、承載特征(疲勞荷載)、腐蝕條件等直接相關。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，高溫鹽霧腐蝕、常溫腐蝕和疲勞試驗對主纜鋼絲交替作用，進而縫隙主纜鋼絲在常規疲勞試驗下的疲勞壽命、腐蝕疲勞試驗下的疲勞壽命、腐蝕狀態和斷口形態。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，所述試樣方法包括如下步驟：

步驟一：低周疲勞應力試驗循環；

步驟二：對被測件進行N1天的高溫鹽霧濕熱腐蝕：將被測件放入鹽霧箱內，對被測件連續噴射鹽霧，使得被測件持續發生電化學腐蝕；

步驟三：對被測件進行N2天的常溫鹽霧沉降物干腐蝕，再進行低周疲勞應力試驗循環：停止噴射鹽霧，打開鹽霧箱，被測件平穩取出鹽霧箱，保證鹽霧沉降物積累于被測件表面，鹽霧沉降物由被測件表面逐漸向被測件內部擴散，對被測件深度方向進行腐蝕，并對其進行低周疲勞應力試驗循環；

步驟四：按順序交替循環步驟二、步驟三，直至被測件發生腐蝕疲勞斷裂，計量疲勞斷裂循環總次數和被測件表面的腐蝕狀態。

根據權利要求1所述的一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，其特征在于：所述步驟一中高溫鹽霧腐蝕的溫度為50±2℃。

根據權利要求1所述的一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，其特征在于：所述低周疲勞應力試驗循環次數為10萬次～30萬次。

與現有技術相比，本發明的優點在于：一種模擬海洋環境下主纜鋼絲服役工況的干濕交替腐蝕-疲勞循環耦合試驗方法，鹽霧試驗條件與低周疲勞應力試驗條件的循環組合，一方面可加速鋼絲樣品的腐蝕程度，縮短測試時間；另一方面，可以模擬實際懸索橋主纜鋼絲所處潮濕與干燥交替的海洋環境等條件。試驗方法中鋼絲高應力幅疲勞與無應力狀態的交替循環，使得試驗條件與懸索橋主纜鋼絲的真實使用環境更為接近。

附圖說明