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天气再冷我不怕,因为我是北科耐候钢!

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2017-01-13 09:37浏览:

随着寒冷的冬季到来,

供暖问题再次成为大家舆论的焦点。

除了暖气不热,暖气漏水,

更重要的还是环境问题。

煤炭与同属源头的钢铁,

一起被推上风口浪尖。

 

 

为了适应我国建设资源节约型与环境友好型社会的发展需求,绿色环保理念及安全耐久性日益成为钢桥制造业的焦点,桥梁设计者也开始在桥梁设计建造上采用更加高性能的桥梁用钢,一种被称为“绿色钢铁”的新钢种—耐候钢正在逐渐被应用到钢桥的建造中

 

什么是耐候钢?

即耐大气腐蚀钢,在低合金钢成分基础上添加适量铜、铬、镍等合金元素而成,通过Cu-Cr-Ni元素在钢板内锈层的富集,使钢材表面形成致密和附着性强的保护膜,保护锈层下面的基体不受锈蚀,以减缓其腐蚀速度,作为建筑钢结构可以免涂装使用,降低钢桥的全寿命成本。因此,耐候钢具有耐锈蚀性、省工降耗等特点,是新型的绿色环保钢材。

 

耐候桥梁钢作为具有优良的低温韧性、焊接性和耐蚀性的新钢种正在逐渐的被大家认可和接受。在发达国家已得到广泛推广及应用,在美国,约50%的桥梁采用耐候钢;在日本,约20%的桥梁采用耐候钢;在加拿大,新建的钢桥中有90%采用耐候钢。

 

2011年开始,中铁山桥就开始进行耐候桥梁钢的焊接试验研究工作,先后与鞍钢、南钢、沙钢、燕山大学、北京铁道科学研究院等单位联合,进行了耐候桥梁钢的生产和焊接试验研究,先后对GR.50W、Q345qDNH、Q345qENH、 Q370qENH、Q420qENH等耐候桥梁钢进行了试验研究。并将研究成果首先应用于美国阿拉斯加铁路桥(2013年完成制造)。北科耐候在这个过程中看到了耐候钢未来发展的希望,经过9年不断试验,成功研究耐候钢表面处理技术,并申请国家专利技术!

美国阿拉斯加铁路桥为工形板梁结构,全桥共20跨,每跨由四片主梁和平联、横隔板、道渣板、桥面系等组成,桥位架设时各杆件之间通过高强螺栓联接。全桥共计80片工形主梁,单片主梁规格(高×宽×长):3.44×0.66×50.3(m), 盖板厚57mm,腹板厚×22mm,每片主梁重约66t。主结构采用Gr50W耐候钢,按照美标ASTM A709轧制,钢材总重6733吨,最大板厚57mm。阿拉斯加铁路桥为免涂装耐候钢桥,开创了国内免涂装耐候钢桥制造的先河。

 

2012年至2016年,中铁山桥集团还先后将耐候钢焊接技术应用于港珠澳大桥青州航道桥索塔钢锚箱、新西兰273号桥和北盘江大桥压重箱梁等免涂装耐候钢结构项目,其中港珠澳大桥青州航道桥索塔钢锚箱结构采用Q355NHD耐候钢,新西兰273号桥采用Gr50W耐候钢(按照AWS D1.5断裂控制要求制造),北盘江大桥压重箱梁采用Q355NHD耐候钢。

港珠澳大桥青州航道桥索塔钢锚箱

新西兰273号桥

北盘江大桥

由于耐候钢中含有大量合金元素,其碳当量较高,焊接热影响区存在一定的淬硬和冷裂倾向,焊接时容易产生冷裂纹;由于杂质偏析常常会引起热裂问题;大线能量焊接(如埋弧焊)时还会出现焊缝脆化问题等。针对这些焊接难点对Q345qENH、Q370qENH和Q420qENH耐候钢进行了深入试验,包括母材复验、Z向性能试验、焊接性试验、热加工工艺性能试验等以及相应耐候钢焊材试验等。

通过课题试验研究掌握了耐候钢焊接的关键技术,为2016年我公司中标我国首座大跨度免涂装全焊结构耐候钢公路桥——官厅水库特大桥起到了关键作用,确保了中铁山桥在大跨度耐候钢桥制造业中的领先地位。

官厅水库特大桥主桥为双塔单跨悬索桥,桥梁跨度为720m。加劲梁采用钢-混结合梁,桥面总宽 33.6m,梁总高3.023m(含桥面铺装厚、纵横梁底板上缘对齐),由主纵梁、次纵梁、钢横梁和混凝土桥面板组成。

 

官厅水库特大桥为全焊免涂装耐候钢桥,结构复杂,工地现场将有大量的焊接工作,焊接条件艰苦,焊接位置涉及到平、立、仰位等多种位置,焊接难度大。大桥主结构采用Q345qENH钢板,对焊接质量要求高,焊接接头-40℃低温冲击功不小于34J,韧性要求远远高于美国阿拉斯加桥的要求;同时要求焊接接头耐大气腐蚀指数I≥6.2,这也严于美国标准对耐候桥梁钢的要求(I≥6.0),这意味着钢板和焊材中将加入更多的合金元素,其焊接难度更大。要进行充分细致的针对官厅桥以上问题课题将进行进一步的研究,对不同耐候钢焊材分别进行焊接试验研究,确定与官厅水库特大桥耐候钢相匹配的免涂装使用的焊接材料,进行各项焊接评定试验,开展耐候钢桥全断面焊接的研究及工地焊接接头性能试验研究等一系列课题研究,为官厅水库免涂装耐候钢桥的制造做好技术准备工作。

 

小贴士

    北京创氪材料科技有限公司,由中国国际科技促进会相关成员发起,会同北京科技大学科研团队相关成员成立的高新科技企业。以推动我国耐候钢及其防腐蚀的研发和升级为宗旨。公司品牌为北科耐候(网址:www.naihougang.cn)。北科耐候团队的科研人员35%以上拥有博士以上学历,并在此领域有10年以上的相关研究经历,目前拥有两项国家发明专利。“创氪”作为国内最专业的耐候钢一站式服务”机构,致力于耐候钢钢结构设计、咨询、钢材选择和采购、加工、表面锈蚀处理等专家级服务。

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