Блог

Jul 14, 2023

Цена коррозии в Канаде: проблема стоимостью 51,9 миллиарда долларов

Суровый климат Канады и бесконечные циклы замерзания и оттаивания особенно вредны для инфраструктуры, такой как мосты. Ежегодно миллиарды долларов тратятся на восстановление стальных переходов через реку.

Суровый климат Канады и бесконечные циклы замерзания и оттаивания особенно вредны для инфраструктуры, такой как мосты.

Ежегодно миллиарды долларов тратятся на восстановление стальных переездов по всей стране.

Процесс, известный как гальваническая коррозия, часто является основной причиной износа элементов моста.

Это происходит, когда два проводящих металла контактируют друг с другом в присутствии электролита, такого как соль.

Общие прямые ежегодные затраты Канады на коррозию оцениваются в 51,9 миллиарда долларов. Считается, что основной причиной проблемы является интенсивное использование противообледенительных солей на дорогах.

Группа исследователей недавно изучила этот вопрос и пришла к выводам, которые могут быть использованы инженерами для принятия более обоснованных решений относительно материалов и методов проектирования будущих мостов.

Они изучили 11 мостовых сплавов, используя различные электрохимические методы, анализ и визуальный осмотр образцов, испытанных в камере распыления соленой воды.

Целью было понять масштабы гальванической коррозии между обычно сочетаемыми парами сплавов, которые используются в мостах. Их отчет рассматривается несколькими техническими подкомитетами Канадской ассоциации стандартов (CSA), которые разрабатывают Канадские правила проектирования автомобильных мостов, известные как CHBDC.

Важно отметить, что в 64-страничном отчете показано, что использование более устойчивых к коррозии металлов в конструкции мостов, выбор болтов, которые будут предотвращать анодное действие конструкционных сплавов мостов, и снижение содержания солей в мостах могут быть эффективными для снижения риска гальванической коррозии.

«Выбор системы для моста в настоящее время основан на эмпирических знаниях о свойствах материала, которые не учитывают напрямую коррозионное поведение, условия воздействия и относительную площадь контакта», — объясняет Марк Брайтер, старший менеджер проектов по строительству и инфраструктуре в CSA Group, который был в составе консультативной группы проекта.

«Цель CHBDC состоит в том, чтобы предоставить научно обоснованное руководство по защите и снижению риска гальванической коррозии».

Брайтер отмечает, что все больше внимания уделяется устойчивости и долговечности мостов, и поэтому необходимо лучше понимать взаимодействие алюминиевых настилов и компонентов из нержавеющей стали с другими металлами, а также определять потенциальные меры по смягчению последствий.

«Мы надеемся, что исследование поможет владельцам мостов обеспечить более безопасную и долговечную инфраструктуру».

До публикации отчета наука о гальванической коррозии не была хорошо изучена.

«В рамках изучаемых металлов он дает количественную оценку того, о чем сообщество имело качественное представление», — говорит Брайтер. «Эта методология может быть применена к другим возникающим проблемам, связанным с новыми ситуациями, которые по-новому сочетают высокопроизводительные стали, нержавеющие стали и алюминиевые сплавы».

Цзеин Чжан, старший научный сотрудник Национального исследовательского совета Канадского строительного исследовательского центра и один из авторов отчета, говорит, что результаты важны, поскольку они заключают, что гальваническая коррозия связана с выбранными металлами, воздействием окружающей среды и конфигурацией мосты.

«Основные результаты этого исследования могут быть использованы инженерами и проектировщиками для принятия обоснованных решений по выбору металлических материалов и методам проектирования, которые помогут предотвратить и смягчить гальваническую коррозию в мостах».

В отчете также представлен экспериментальный метод измерения скорости гальванической коррозии между двумя сплавами и описана трехэтапная процедура, позволяющая инженерам интерпретировать риск гальванической коррозии металлических сплавов, используемых в мостовых конструкциях.

«Этот подход начинается с использования инженерного опыта и существующих знаний для оценки условий воздействия, материалов и конфигурации гальванической коррозии», — отмечает Чжан. «Если собранной информации недостаточно, второй шаг включает использование гальванической серии или проведение испытаний для оценки вероятности гальванической коррозии между мостовыми сплавами при их совместном использовании.