在建筑和工業(yè)領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)憑借強(qiáng)度高、韌性好、施工便捷等顯著優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于各類建筑與設(shè)施中。然而，鋼結(jié)構(gòu)在服役過程中，不可避免地面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中酸性環(huán)境侵蝕對(duì)其耐久性和安全性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，成為確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)使用壽命的核心環(huán)節(jié)。

?

酸性環(huán)境如何“腐蝕”鋼結(jié)構(gòu)

在自然和工業(yè)環(huán)境中，存在著多種酸性物質(zhì)威脅鋼結(jié)構(gòu)的安全。大氣里的二氧化碳溶于水會(huì)生成碳酸，工業(yè)廢氣排放產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物等在特定條件下也會(huì)變成酸性物質(zhì)，酸雨更是直接攜帶大量酸性成分。

?

碳酸會(huì)與鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，隨著反應(yīng)持續(xù)，鋼結(jié)構(gòu)表面逐漸生成鐵銹。鐵銹質(zhì)地疏松多孔，無(wú)法有效阻擋酸性物質(zhì)繼續(xù)向內(nèi)侵蝕，導(dǎo)致腐蝕不斷向鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部蔓延，進(jìn)而削弱其承載能力。

?

此外，酸性環(huán)境會(huì)加速鋼結(jié)構(gòu)在交變荷載作用下的疲勞破壞進(jìn)程。酸性物質(zhì)的存在使得鋼結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)力集中區(qū)域更容易產(chǎn)生微裂紋，這些裂紋在長(zhǎng)期交變應(yīng)力的作用下不斷擴(kuò)展，最終可能引發(fā)鋼結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂，嚴(yán)重危及結(jié)構(gòu)安全。

?

鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕檢測(cè)的重要性

精準(zhǔn)檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的酸性侵蝕程度，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。通過對(duì)侵蝕狀況的全面評(píng)估，可以準(zhǔn)確判斷鋼結(jié)構(gòu)的剩余承載能力，為制定科學(xué)合理的修復(fù)或加固措施提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)，從而有效避免因酸性腐蝕導(dǎo)致的鋼結(jié)構(gòu)破壞和倒塌事故，切實(shí)保障人員生命和財(cái)產(chǎn)安全。

?

深入了解酸性環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕規(guī)律，有助于精確預(yù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。通過長(zhǎng)期積累和系統(tǒng)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，能夠建立起鋼結(jié)構(gòu)在酸性環(huán)境下的腐蝕模型，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)估在不同環(huán)境條件下鋼結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命。依據(jù) GB 50068 - 2018《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，合理的壽命預(yù)測(cè)能夠?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的維護(hù)、更新和改造提供科學(xué)指導(dǎo)，幫助合理規(guī)劃維護(hù)計(jì)劃，降低維護(hù)成本，提升鋼結(jié)構(gòu)全生命周期的經(jīng)濟(jì)效益。

?

鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕檢測(cè)要點(diǎn)

（1）檢測(cè)點(diǎn)的選擇

檢測(cè)點(diǎn)的合理選取是準(zhǔn)確檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕情況的基礎(chǔ)。檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)具有代表性，能夠全面反映鋼結(jié)構(gòu)在酸性環(huán)境下的腐蝕狀況。對(duì)于露天鋼結(jié)構(gòu)，容易積聚水分和酸性物質(zhì)的部位，如屋檐、墻角、迎風(fēng)面等，應(yīng)作為重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域；處于工業(yè)環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，則要重點(diǎn)關(guān)注靠近污染源、濕度較大的區(qū)域，以及與腐蝕性介質(zhì)直接接觸的部件。

?

同時(shí)，在不同高度和不同結(jié)構(gòu)部件上也需要科學(xué)合理地布置檢測(cè)點(diǎn)，以確保全面檢測(cè)。例如，大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的不同樓層關(guān)鍵受力構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)部位，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的橋墩、橋面板、拉索等，都應(yīng)設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)。

?

鋼結(jié)構(gòu)具體需要抽取多少點(diǎn)進(jìn)行酸性檢測(cè)，是需要根據(jù)具體情況和標(biāo)準(zhǔn)來確定的。GB 50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范》建議對(duì)于每個(gè)結(jié)構(gòu)元件，至少應(yīng)抽取3個(gè)不同位置的點(diǎn)進(jìn)行碳酸檢測(cè)。

?

（2）檢測(cè)頻率的確定

檢測(cè)頻率的合理確定對(duì)于及時(shí)掌握鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕情況至關(guān)重要。檢測(cè)頻率需要綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、使用年限以及結(jié)構(gòu)的重要性等因素。在酸性侵蝕較為嚴(yán)重的區(qū)域，如化工園區(qū)附近、酸雨頻發(fā)地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)，檢測(cè)頻率應(yīng)相對(duì)較高；新建鋼結(jié)構(gòu)在投入使用初期，由于腐蝕發(fā)展相對(duì)較慢，檢測(cè)頻率可以適當(dāng)降低，但隨著使用年限的增加，應(yīng)逐漸提高檢測(cè)頻率。

?

一般而言，每年至少需要進(jìn)行一次全面的鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕檢測(cè)；對(duì)于存在嚴(yán)重腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的鋼結(jié)構(gòu)，可能需要每季度甚至每月進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于重要的大型鋼結(jié)構(gòu)工程，如大型體育場(chǎng)館、高層建筑、橋梁等，為保障結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)適當(dāng)提高檢測(cè)頻率。具體的檢測(cè)頻率可以參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的具體情況進(jìn)行合理安排。

?

（3）檢測(cè)流程規(guī)范

檢測(cè)前，對(duì)檢測(cè)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試是確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。校準(zhǔn)過程應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)儀器的使用說明書和相關(guān)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，使用標(biāo)準(zhǔn)樣品或已知參數(shù)的試件對(duì)儀器進(jìn)行校驗(yàn)，并詳細(xì)記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，要仔細(xì)檢查儀器的外觀是否完好，各部件是否正常工作，確保儀器在檢測(cè)過程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

?

檢測(cè)過程中，必須嚴(yán)格按照預(yù)定的檢測(cè)方案進(jìn)行操作。對(duì)于外觀檢查，要詳細(xì)記錄腐蝕的位置、形態(tài)、面積、顏色變化等信息，可通過拍照、繪圖等方式輔助記錄；采用其他檢測(cè)技術(shù)時(shí)，要嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，多次測(cè)量并取平均值以減小誤差。同時(shí)，要記錄檢測(cè)時(shí)的環(huán)境條件，如溫度、濕度、大氣壓力等，因?yàn)檫@些因素可能會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

?

結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)酸性侵蝕檢測(cè)貫穿于鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期，是保障鋼結(jié)構(gòu)安全和耐久性的重要工作。通過科學(xué)合理地選擇檢測(cè)點(diǎn)、確定檢測(cè)頻率，嚴(yán)格規(guī)范檢測(cè)流程，能夠準(zhǔn)確評(píng)估酸性環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)、修復(fù)和加固提供有力支持，確保鋼結(jié)構(gòu)在各類環(huán)境下都能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。