(2.14)--薛花娟 桥梁缆索用热镀锌铝合金钢丝技术研究.ppt

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1、Notes accompany this presentation.Please select Notes Page view.ThesematerialscanbereproducedonlywithofficialapprovalfromGartner.Suchapprovalsmayberequestedviae-.桥梁缆索用锌铝合金镀层钢丝技术研究汇报内容汇报内容一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层

2、发展历史和防腐机理热镀是将被保护金属制品浸在低熔点、耐蚀的活性金属熔液中，使其表面形成覆盖层，镀层材料一般是活性金属，如Al、Zn等。热镀法的基本特征是在基体金属与镀层金属之间形成合金层，镀层与基体结合牢固、可靠。FeZn7FeZn7FeZn13FeZn13ZnZnFeFe热镀锌的镀层结构热镀锌的镀层结构一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理近百年来，热镀锌防腐是金属构件的主要防腐方式。但是，随着环境的污染，大气中氯、硫等含量渐高，热镀锌层不能满足防腐发展需要；另外，随着对材料耐腐蚀标准的不断提高，普通的热镀锌产品已经满足不了一些长寿命耐久型的重要构件如海底电缆、

3、桥梁缆索等的防护要求，需要寻求一种新的防腐镀层。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理热镀锌的发展已经有200年的历史，电极电位为-0.76V，比铁的电位（-0.44V）低。在450左右的温度下，融化后可在钢铁表面形成镀层以保护钢基体，同时在腐蚀环境中，靠牺牲阳极来保护钢基。目前热镀锌技术普遍应用于桥梁缆索用钢丝。但是对于耐久性要求更高的、尤其是跨海桥梁的缆索，已不能充分满足技术发展需要。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 1953年开发出了热镀铝技术。铝的电极电位为-1.66V，电位更低，在670左右的温度下融化后形成热镀层。由

4、于其性能更活泼，电位更低，是一种耐蚀性更好的防腐镀层。1962年，美国又研发出了高铝锌-铝合金镀层产品，其镀层的铝含量达到55%，耐久性是同厚度热镀锌产品的5-7倍以上。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理但是，由于以上镀层材料熔点较高，使钢丝在热镀后强度大幅度降低。经试验，强度为1570MPa的钢丝经镀铝后强度只有1050MPa,损失约33%。综上，纯铝镀层钢丝及高铝合金镀层钢丝的防腐性能虽然优于镀锌钢丝，但是由于其热镀过程中强度损失太大，不适用于桥梁缆索。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理1963年，美国对低铝合金镀层展开研

5、究；1979年，美国将该项技术转给了国际锌铅组织；1983年，低铝合金镀层实现了批量生产；其铝含量在4%-10%之间，耐久性是同厚度热镀锌层的2-3倍；该镀层合金的熔点只有382，热镀温度在420450之间。因此，该合金镀层既具有良好的抗腐蚀性能，又具有很好的工艺性，可适用于耐久性要求更高的桥梁缆索生产。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理镀层种类锌铝高铝锌-铝合金低铝锌-铝合金开发时间200年前60年前50年前40年前耐久性一般 优良好熔点417670 610 385 强度损失5-6%30%30%4-5%对桥梁缆索钢丝的适用性适用不适用不适用适用适用 结论：从

6、锌-铝合金镀层的发展过程来看，低铝锌-铝合金镀层钢丝在热镀锌钢丝技术的基础上发展的一种综合性能较好的缆索材料。各种镀层的性能比较一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理物理保护作用：涂层有效隔离了有害物质侵蚀钢基体。化学保护作用：牺牲阳极的阴极保护。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 物理保护作用：1）镀层本身的隔离作用。2）铝的化学性能十分活泼，热镀后钢丝表面会形成一层致密的氧化铝，致密的氧化铝，在腐蚀环境下就容易钝化形成保护层在腐蚀环境下就容易钝化形成保护层。3）在腐蚀介质中，表层富锌相作为阳极先被腐蚀，其铝含量会不断升高而使得

7、氧化铝含量不断增加，使得镀层阻隔外界有害物质的能力更强氧化铝含量不断增加，使得镀层阻隔外界有害物质的能力更强。4）铝的加入也抑制了防腐性能较弱的、组织疏松的锌铁合金过渡层防腐性能较弱的、组织疏松的锌铁合金过渡层的生成，有利于提高镀层整体的防腐能力。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理17m利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）观察热镀锌镀层形貌及厚度疏松的、脆性的锌铁合金过渡层热镀锌层的微观组织一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理锌铝合金镀层的SEM扫描图过渡层很薄，镀层致密锌铝合金镀层的微观组织一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机

8、理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理项目项目纯锌镀层纯锌镀层锌铝合金镀层锌铝合金镀层过渡层形态分析过渡层是从钢基体中“长”出来的，过渡层和钢基体之问的交界处高低不平，有很明显的空隙存在。过渡层与钢基体的结合要紧密得多，它们之间基本不存在空隙，结合很牢固。过渡层结构分析过渡层中锌以柱状或束状存在，柱状锌与锌之间有很多空隙，使过渡层中锌的晶界间距拉大，空隙较大，加速腐蚀。过渡层无束状结构，排列紧密，这种紧密排列结构使得有害物质难以进一步深入基体和晶界之间，锌铝合金的抗腐蚀能力得到增强。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 在盐雾腐蚀的过程中，热镀锌镀层首先是表面形成

9、氧化锌，然后发生在盐雾腐蚀的过程中，热镀锌镀层首先是表面形成氧化锌，然后发生水化或快速碳酸化反应，形成碳酸盐化合物；水化或快速碳酸化反应，形成碳酸盐化合物；在氯化钠溶液的浸蚀下，局部氯离子逐渐积累并在潮湿气氛作用下，在氯化钠溶液的浸蚀下，局部氯离子逐渐积累并在潮湿气氛作用下，难溶、密集的碳酸盐化合物被疏松、易于溶解的氯盐化合物难溶、密集的碳酸盐化合物被疏松、易于溶解的氯盐化合物Zn6(OH)8Cl2H2OZn6(OH)8Cl2H2O所取代。所取代。热镀锌层的腐蚀过程分析：热镀锌层的腐蚀过程分析：ZnZnZnOZnOZn(OHZn(OH）2 2ZnCOZnCO3 3ZnZn6(6(OH)OH)8

10、 8ClCl2 2H H2 2O O一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 锌铝合金镀层钢丝表面有一层氧化铝，在盐雾试验过程中，锌铝合锌铝合金镀层钢丝表面有一层氧化铝，在盐雾试验过程中，锌铝合金镀层表面首先是由金镀层表面首先是由AlAl 3+3+和和H H22O O 反应形成氢氧化铝，它均匀附着在镀层反应形成氢氧化铝，它均匀附着在镀层表面，随着时间的延长，表面形成一层锌铝化合物层。表面，随着时间的延长，表面形成一层锌铝化合物层。锌铝合金镀层的这种腐蚀产物比热镀锌的锌铝合金镀层的这种腐蚀产物比热镀锌的腐蚀产物腐蚀产物腐蚀产物腐蚀产物ZnZnZnZn6(6(6(6(O

11、H)OH)OH)OH)8 88 8ClClClCl2 22 2H H H H2 22 2O O O O难难难难于溶解于溶解于溶解于溶解，能保护镀层并且降低腐蚀速率。，能保护镀层并且降低腐蚀速率。热镀锌铝合金镀层的腐蚀过程分析：热镀锌铝合金镀层的腐蚀过程分析：AlAl2 2OO3 3AlAl（OHOH）3 3一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 牺牲阳极的电化学保护保护：1）锌-铝合金镀层发生破坏并露铁点，镀层作为铁锌铝电池的阳极被溶解，钢丝基体受到保护。2）根据有关试验研究,锌-铝合金的腐蚀电位略低于纯锌层，但其腐蚀电流仅是热镀纯锌的1/5,在牺牲阳极的保护中，

12、同样数量的锌-铝合金镀层的消耗时间是热镀锌层的5倍，能提供更长的牺牲防护时间，从而获得更好的耐久性。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 锌铝合金镀层钢丝特点1:镀层的抗腐蚀能力强 基于上述防腐机理，锌-铝合金镀层在同等厚度的情况下，抗腐蚀寿命是热镀锌层的2倍以上。该耐久性为国际所公认。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理国外钢铁公司将常规电镀螺栓、热镀螺栓和锌-铝合金镀层螺栓进行了相关的盐雾试验，证明锌-铝合金镀层耐久性至少为热镀锌的2倍。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理在同等条件下，Zn95

13、Al5锌-铝合金钢丝的寿命是热镀锌钢丝的3倍以上。欧洲规范欧洲规范3:-3:-钢结构的设计钢结构的设计第第1-111-11部分：受力构件的结构设计部分：受力构件的结构设计一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 锌铝合金镀层钢丝特点2:热镀后钢丝的强度损失小 锌-铝合金镀层钢丝的热镀温度不超过镀锌钢丝的热镀温度，使光面钢丝在热镀过程中的强度损失低，保证了锌-铝合金镀层成品钢丝的各项力学性能不低于热镀锌成品钢丝的力学性能。一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理一、锌铝合金镀层发展历史和防腐机理 锌铝合金镀层钢丝特点3:镀层均匀致密、韧性好、结合力强 由于铝的流动性较好，因

14、此其镀层比纯镀锌层更加均匀致密。另一方面，铝的加入，使得过渡层中部分疏松脆性的锌铁合金相为致密韧性的铝铁合金取代，减薄了过渡层的厚度，镀层的韧性及与钢丝基体的结合力优于热镀锌钢丝，耐磨性更好，有利于桥梁主缆在加工、架设过程中锌层的保护。锌铝合金镀层作为桥梁缆索钢丝的基础防护措施，其镀层须满足以下要求：1）镀层中的铝含量达到相关要求；2）单位面积上的镀层具有足够的重量（厚度）；3）实践证明，镀层均匀的钢丝较不均匀的钢丝使用寿命要长得多。因此桥梁用钢丝要求镀层均匀，无严重的偏心和不连续，镀层均匀性采用硫酸铜试验进行检验。4）镀层与基体金属有良好的结合力，具有较高的耐磨性，使用中不易脱落；5）镀层表

15、面完整无孔，结构致密。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标镀层质量镀层附着力（5D8圈）镀层均匀性（硫酸铜试验）镀层重量（300g/m2）镀层中的铝含量（4.2%7.2%）镀层表面质量（无露铁、锌瘤等）二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标热镀锌铝合金钢丝镀层的均匀性是影响桥梁缆索使用寿命的重要因素。如何快速而方便的检测镀层的均匀性是桥梁工程业主、监理、设计及供应商共同关注的问题。根据2007年颁布实施的ISO 7989-2和2009年颁布实施的BS EN10244

16、-2中的5.3.1条规定，采用硫酸铜浸渍试验来反映热镀锌或锌铝合金镀层钢丝镀层的均匀性。镀层均匀性（硫酸铜试验镀层均匀性（硫酸铜试验）从1948年奥地利MaxVanpet tenkofer研究出浸渍硫酸铜溶液的试验方法以来，此法已被许多国家作为考核热浸镀层均匀性的标准方法。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标MaxVanpet tenkofer镀层均匀性（硫酸铜试验镀层均匀性（硫酸铜试验）其原理是利用金属锌或者锌铝合金电极电位负于金属铜而进行置换反应。反应过程中所析出的金属铜在镀锌层或者锌铝合金层上的沉积是疏松及多孔的，在铁表面却沉积了一层致密而牢固的红色铜覆盖

17、层，这一层牢固的红色铜的出现证明了此部位已无锌或者锌铝合金存在。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标镀层均匀性（硫酸铜试验镀层均匀性（硫酸铜试验）硫酸铜试验实质是一种置换反应，与镀层的单位面积上的质量和均匀性有一定的关系。在镀层均匀的前提下，随着单位面积上的镀层质量的提高，其硫酸铜浸渍次数越多。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标硫酸铜次数达不到相关要求的原因分析和试验研究O与O同心，OO=0，镀层均匀性最佳，如上图A所示。OOOR-R，此时两圆心偏移，镀层不均匀，如上图B表示。O与O内切，OO=R-R，到了漏镀的临界情况。如上图

18、C所示。OOR-R，两圆严重偏移，出现漏镀。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 试验方案：1）选取钢丝进行硫酸铜试验，根据不同的硫酸铜次数将钢丝进行分组。2）分别对以上钢丝试样，沿长度方向进行镀层厚度的测量，分析其厚度离散情况，以此来评价钢丝镀层在长度方向的均匀性。3）钢丝进行镀层同心度的分析，通过在钢丝横截面的圆周上选取4个点进行镀层厚度的测量比较，来评价钢丝镀层的不同心缺陷。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标试样a-2镀层厚度不同心程度检测二、锌铝合金镀层

19、钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标试样a-2镀层厚度检测二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标试样b-2镀层厚度不同心程度检测二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标试样b-2镀层厚度检测二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 1）桥梁缆索在使用过程中腐蚀总是在最薄处开始并向四周扩散，导致钢丝发生腐蚀破坏、断丝以致直接影响缆索的使用寿命。因而，镀层的均匀性是影响桥梁缆索用热镀锌铝合金钢镀层耐久性的一个关键因素。结 论二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 1）

20、桥梁缆索在使用过程中腐蚀总是在最薄处开始并向四周扩散，导致钢丝发生腐蚀破坏、断丝以致直接影响缆索的使用寿命。因而，镀层的均匀性是影响桥梁缆索用热镀锌铝合金钢镀层耐久性的一个关键因素。结 论 2）硫酸铜试验浸渍次数与每平方米的镀层质量间接相关。在镀层均匀的情况下，每平方米的镀层质量(镀层厚度)越大，浸渍时间越长，浸渍次数越多。硫酸铜浸渍次数与浸渍时间与镀层均匀性直接相关，是检验钢丝镀层均匀性和镀层与光面钢丝是否严重偏心的一个重要方法。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标结 论3)每平方米的镀层质量一定的前提下，其浸渍时间越长，浸渍次数越多，镀层越均匀。按照国际IS

21、O规定，在每平方米镀层质量不小于300g/m2的前提下，镀锌层和锌铝合金镀层的硫酸铜次数应不小于4次/min。4）通过试验研究，目前热镀锌铝合金钢丝镀层不均匀主要表现为不同心缺陷，而不是钢丝镀层在长度方向上的不均匀。钢丝镀层的不同心缺陷将直接影响硫酸铜试验的浸渍次数。热镀锌铝合金钢丝热镀时的抹拭工艺不过关是导致钢丝镀层不同心缺陷的主要因素。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 另一方面，如果钢丝表面镀层厚度不均匀，由于环境的侵蚀作用，极易在某一点出现露底现象，露底处的钢铁阴极的面积较小，与锌铝合金镀层组成小阴极、大阳极形式的腐蚀原电池。在一定的环境作用下，该阴极

22、表面发生析氢该阴极表面发生析氢反应，将使超高强度钢产生氢脆、应力反应，将使超高强度钢产生氢脆、应力腐蚀等破坏性损伤腐蚀等破坏性损伤。理解误区一：锌铝合金镀层的均匀性不影响镀层的防腐能力理解误区一：锌铝合金镀层的均匀性不影响镀层的防腐能力而通过对钢丝锌铝合金镀层的均匀性进行硫酸铜试验检测，可以有效防止而通过对钢丝锌铝合金镀层的均匀性进行硫酸铜试验检测，可以有效防止发生这种局部腐蚀损伤。发生这种局部腐蚀损伤。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标理解误区二：锌铝合金镀层的硫酸铜次数的提高必须通过提高镀层的厚度来解决理解误区二：锌铝合金镀层的硫酸铜次数的提高必须通过提高

23、镀层的厚度来解决 如果在生产中可以很好的控制锌铝合金镀层的均匀性，单位面积上的锌铝合金镀层质量和传统的镀锌层质量基本一样的前提下，即在的单位面积的质量不小于300g/m2，钢丝的镀层厚度基本保证在理论的43m左右，其硫酸铜试验就可以满足相关要求。二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 但若工艺和生产管理不过关，会带来热镀锌铝合金钢丝镀层不均匀，导致镀层最薄处的厚度偏低，单位面积上的锌铝合金镀层质量和传统的镀锌层质量基本一样的前提下，即在的单位面积的质量不小于300g/m2，钢丝的最薄处的厚度达不到43m，如果偏心严重，如下图所示，其硫酸铜试验就无法满足相关要求。二

24、、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标二、锌铝合金镀层钢丝的质量评价指标 在以上情况下，为了满足硫酸铜试验要求，必须提高其最薄处的镀层厚度，因而必须提高单位面积上的镀层质量在的单位面积的质量，才能保证最薄处在4次硫酸铜试验检验通过。标准号标准名称颁布时间直径镀层种类镀层质量硫酸铜次数要求ISO 7989-2钢丝和钢丝制品钢丝有色金属镀层 第二部分：锌及锌合金镀层2007年0.1510mm锌及锌合金镀层300 g/m24次（60秒/次）EN 10244-2钢丝和钢丝制品钢丝有色金属镀层 第二部分：锌及锌合金镀层2009年0.1510mm锌及锌合金镀层300 g/m24次（60秒/次）ISO 19203

25、桥梁缆索用热镀锌及锌铝合金镀层钢丝规范报批稿5mm系列和7mm锌及锌铝合金镀层300 g/m24次（60秒/次）国内外热镀锌铝合金钢丝的主要标准及与镀层相关的技术指标说明国内外热镀锌铝合金钢丝的主要标准及与镀层相关的技术指标说明三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范标准号标准名称颁布时间直径镀层种类镀层质量硫酸铜次数要求JT/T775大跨度斜拉桥平行钢丝斜拉索修订稿5mm系列和7mm锌及锌铝合金镀层300 g/m24次（60秒/次）GB/T 32963锌铝合金镀层钢丝缆索2016年5mm系列和7mm锌铝合金镀层300 g/m24次（60秒/次）NFA35-03

26、5热镀锌或锌-铝合金预应力圆钢丝和7丝钢绞线2001年57mm锌及锌铝合金镀层190g/m2纯锌镀层：2次（60秒/次）；对于锌铝镀层，若没有提前明确，可按2次（45秒/次）验收国内外热镀锌铝合金钢丝的主要标准及与镀层相关的技术指标说明国内外热镀锌铝合金钢丝的主要标准及与镀层相关的技术指标说明三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范uu国际混凝土联盟（国际混凝土联盟（FIBFIB）斜拉索体系的验收规范斜拉索体系的验收规范

27、-2005-2005FIB-Acceptance of stay cable systems using pre-stressing steelsFIB-Acceptance of stay cable systems using pre-stressing steelsuu法国预应力协会法国预应力协会斜拉索建议斜拉索建议CIPCIP-Cable Stays Recommendations of French Cable Stays Recommendations of French InterministerialInterministerial Commission on Commissi

28、on on Pre-stressing“(Edition November 2001 in French,June 2002 in English)Pre-stressing“(Edition November 2001 in French,June 2002 in English)国际相关缆索规范国际相关缆索规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范在同等条件下，Zn95Al5锌-铝合金钢丝的寿命是热镀锌钢丝的3倍以上。欧洲规范欧洲规范3:-3:-钢结构的设计钢结构的设计第第1-111-11部分：受力构件的结构设计部分：受力构件的结构设计三、锌铝合金镀层钢丝

29、及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范国际混凝土联盟（国际混凝土联盟（FIBFIB）于）于20052005年出版的年出版的斜拉索体系的验收规范斜拉索体系的验收规范（Acceptance of Acceptance of stay cable systems using pre-stressing steelsstay cable systems using pre-stressing steels）规定了斜拉索用钢丝采用热镀锌钢丝或者规定了斜拉索用钢丝采用热镀锌钢丝或者热镀锌热镀锌-铝合金钢丝，对于耐久性要求较高的缆索，推荐使用锌铝合金钢丝，对于耐久性要求较高的缆索，推荐使用锌-

30、铝合金镀层钢丝。铝合金镀层钢丝。三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范三、锌铝合金镀层钢丝及缆索的标准规范法国预应力协会起草的法国预应力协会起草的斜拉索建议斜拉索建议（Cable Stays Recommendations of French Cable Stays Recommendations of French InterministerialInterministerial Commission on Pre-stressing“(Edition November 2001 in French,June Commission on Pre-stressing“(Edition Novem

31、ber 2001 in French,June 2002 in English)2002 in English)中也将锌中也将锌-铝合金镀层钢丝作为斜拉索的推荐材料。铝合金镀层钢丝作为斜拉索的推荐材料。镀层的抗腐蚀性能镀层的抗腐蚀性能镀层的抗腐蚀性能镀层的抗腐蚀性能与镀锌钢丝在中性盐雾箱进行抗腐蚀对比试验钢丝的机械性能钢丝的机械性能钢丝的机械性能钢丝的机械性能抗拉强度、屈服强度、弹性模量、抗松弛性能、反复弯曲、缠绕性能、扭转次数、抗疲劳性能、自由翘高镀层的微观性能镀层的微观性能镀层的微观性能镀层的微观性能锌-铝合金和热镀锌的镀层的合金显微组织对比试验；镀层的宏观性能镀层的宏观性能镀层的宏观性能

32、镀层的宏观性能 镀层重量、铝含量、镀层附着性能、表观质量、直径增量锌-铝合金镀层钢丝试验验证 生产出的锌生产出的锌-铝合金镀层钢丝的质量检验与试验铝合金镀层钢丝的质量检验与试验四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况从上述试验检验情况来看，锌-铝合金镀层钢丝抗拉强度、屈服强度、弹性模量、抗松弛性能、反复弯曲、缠绕性能、扭转次数、抗疲劳性能、自由翘高、镀层附着量、镀层附着性能、表观质量、直径增量均满足国家标准GB/T17101的技术要求；锌-铝合金镀层质量满足GB/T20492的要求。四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况

33、锌铝合金镀层钢丝经扭转、弯曲、缠绕试验后，无开裂，无脱落，附着力好，可满足悬索桥主缆索股的制作、施工和架设要求。四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况纯锌和锌铝合金镀镀层组织对比分析纯锌和锌铝合金镀镀层组织对比分析镀层类别镀层类别1 12 23 3纯锌纯锌FeZn7FeZn13ZnZnO镀层金相组织与分布 锌铝合金镀层钢丝钢丝微观组织从外层到里层依次为氧化锌、锌-铁合金。四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况纯锌和锌铝合金镀镀层组织对比分析纯锌

34、和锌铝合金镀镀层组织对比分析镀层类别镀层类别1 12 23 34 4锌铝合金锌铝合金FeAl3Zn0.4Zn-Al合金FeAl3(或Fe2Al5)Zn-Al合金Zn-Al共晶Zn-Al合金ZnOAl2O3 锌铝合金镀层钢丝钢丝微观组织从外层到里层依次为氧化锌和氧化铝混合物、锌-铝合金共晶组织、铝-铁合金和锌-铝合金、锌-铝-铁合金。对比发现，锌铝合金镀层金相组织更均匀致密，且由于存在大量更耐腐蚀的富铝相以及Fe-Al相，因此具有更好的环境耐蚀能力。四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况为了验证锌-铝合金镀层的抗腐蚀能力，按照国家相关标准，选取镀层厚度相同、

35、直径相同、长度相同的镀锌钢丝和锌-铝合金镀层钢丝进行了盐雾对比腐蚀试验，试验结果证明锌-铝合金镀层钢丝的抗盐雾腐蚀能力是热镀锌钢丝钢丝的2倍以上。盐雾对比试验盐雾对比试验四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况四、缆索用锌铝合金镀层钢丝试验检测情况 批量生产的锌铝合金镀层钢丝质量稳定可靠，力学性能和镀层性能等指标均满足相关要求。目前已有锌铝合金镀层钢丝生产任务8万多吨，并应用于以下大型桥梁项目：序号项目名称用量备注1无锡惠澄路大桥约200吨已完成

36、2泰州长江公路大桥部分采用已完成3马鞍山长江公路大桥部分采用已完成4中朝鸭绿江界河大桥约2000吨已完成5宜昌至喜长江公路大桥约8200吨已完成6云南普立特大桥约3000吨已完成五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用序号项目名称用量备注7江苏灌河大桥约2800吨已完成8港珠澳江海直达船航道桥约2800吨已完成9港珠澳青州航道桥10港珠澳九州航道桥11大岳高速洞庭湖大桥约21000吨已完成12广东省虎门二桥大沙水道桥约8000吨已完成13广东省虎门二桥坭洲水道桥约16000吨正在生产14武汉杨泗港长江大桥约20000吨正在生产五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌

37、铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌-铝合金镀层钢丝缆索已在无锡惠澄路大桥中获得应用。该工程主跨140米，全桥120根斜拉索，最大规格为253-7，最小规格为85-7。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌-铝合金镀层钢丝缆索已世界首座主跨超千米三塔双跨特大跨径悬索桥泰州长江公路大桥索股中获得应用。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 马鞍山长江公路大桥右汊主桥斜拉索采用平行钢丝索，抗拉强度为1670MPa，拉索型号为PES-163、187、211、223、241、26

38、5、283、301、313九种，该项目部分斜拉索为采用锌铝合金镀层钢丝制作。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 中朝鸭绿江界河公路大桥是我国连接朝鲜民主主义人民共和国（以下简称朝鲜）的重要通道。大桥全长3026m，主桥采用主跨636m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,全桥斜拉索采用强度为1670MPa的锌铝合金的镀层钢丝斜拉索，共4192=152根斜拉索，最长斜拉索约347米。中朝鸭绿江界河公路大桥中朝鸭绿江界河公路大桥五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 宜昌市至喜长江大桥大江桥为单跨838米的悬索桥；三江主桥为主跨210米的斜拉桥。

39、悬索桥主缆材料为5.2mm锌铝合金镀层高强钢丝，钢丝强度等级为1770MPa，采用预制平行钢丝束股法形成。宜昌至喜长江大桥宜昌至喜长江大桥五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 普立特大桥主缆采用预制平行钢丝索股法（PPWS）。预制平行钢丝索股每股由91根5.1毫米直径高强钢丝组成，标准抗拉强度为1670MPa，全部主缆索股为采用锌铝合金镀层钢丝制作。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 灌河大桥为双塔双索面斜拉桥，共136根斜拉索，规格为PES7-151、PES7-187、PES7-211、PES7-241、PES7-283，抗拉

40、强度为1770Mpa，全部斜拉索采用锌铝合金镀层钢丝制作。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 湖南大岳高速洞庭湖大桥主桥全长2.39km，采用双塔双跨钢桁梁悬索桥，跨径组成为（1480453.6）m。索股由锌铝合金平行钢丝组成，钢丝直径为5.35mm，钢丝抗拉强度不小于1860MPa，每根索股由127根钢丝组成。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 虎门二桥主线全线均采用桥梁方式建设，设置东涌、骝东（规划预留）、海鸥岛、沙田互通立交共4处，设置跨海特大桥两座：坭

41、洲水道桥采用主跨658+1688m双塔双跨悬索桥，大沙水道桥采用主跨1200m双塔单跨悬索桥。广东省虎门二桥广东省虎门二桥五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 正在建设的杨泗港长江大桥主桥采用主跨1700m 的单跨悬吊钢桁梁悬索桥，主缆采用预制平行钢丝索股（PPWS）法形成，每根索股由91 丝直径为6.2mm、公称抗拉强度为1960MPa 的镀锌铝合金高强钢丝组成。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 正在建设的五峰山长江特大桥主桥为两塔悬索桥，主跨跨度为1092m，主缆采用预制平行高强钢丝索股结构（PPWS），每股由127根5.5mm热镀高强钢丝组成，标准强度为2000MPa，每根主缆由352股索股组成，主缆紧圆后直径1300mm（空隙率20%）。五、五、锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用锌铝合金镀层钢丝在桥梁中的应用 正在建设中的沪通长江大桥是新建的沪通铁路全线的控制性工程，大桥主跨1092米，建成后将是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥。Thanks！