本文转载自公众号结构技术研究室

作者：蒋斌

近期，研究室参与了一个异形结构项目，由于沿海露天环境的防腐蚀要求，主材选用不锈钢。众所周知，不锈钢的耐腐蚀性能比普通钢材优秀的多，而承载力表现不如普通钢材，因此高强螺栓材质的选择对节点尺度有一定影响。

©结构技术研究室

出于职业敏感性，在选择高强螺栓材质的过程中不禁打了个问号，不锈钢真的“刀枪不入”吗？在查阅了一些资料和文献后，我们找到了答案。

其一隐藏在外表皮内的骨架腐蚀

自由女神像是大家熟知的美国标志性构筑物，总高93米，总重量达225吨，位于纽约哈德逊河口。这座铜雕像由法国雕塑家弗雷德里克·奥古斯特·巴托尔迪设计，其不锈钢骨架由古斯塔夫·埃菲尔建造，于1886年10月28日竣工。

鲜为人知的是，上世纪80年代初，法、美两国专门成立了修复委员会，花了很大的代价修复过这座百年雕塑。这是由于自由女神像采用了铜表皮+不锈钢内骨架建造而成，两种材料长期接触，并通过空气、雨水等介质，形成了一个天然的伏打电池，会发生叫做“伽伐尼腐蚀”的化学反应。

“伽伐尼腐蚀”：电子从电负性高的金属（铁）传到电负性低的金属（铜）上，在这个过程中形成电流，而失去电子的金属（铁）则渐渐被腐蚀破坏。

显微镜下的不锈钢腐蚀

除此之外，铜制表皮本身也发生了腐蚀。雕塑刚竣工完时是锃亮的铜黄色，随着时间的推移，铜表皮依次与空气中的氧气、二氧化碳、水、硫氧化物反应，颜色也依次从铜黄色变为红色、黑色、蓝色，以至最后的蓝绿色。

经过一系列的化学腐蚀，雕塑更换了“肤色”。表皮的氧化物也很好的将金属与空气隔绝开，形成了天然的“防腐涂层”。

其二 节点腐蚀隐患

©结构技术研究室

普通钢与不锈钢化学成分基本一致，几乎不存在电位差，似乎不会发生电化学腐蚀。而《不锈钢性能及选用》一书中给出如下建议：“异种金属接触时……影响其腐蚀程度的不仅仅是电位差，相对于普通金属而言，耐腐蚀金属的表面积越大其腐蚀程度就越激烈”，对照前述节点图，螺栓的表面积远小于杆件及连接板，当螺栓采用普通钢时，就可能造成螺栓被腐蚀，甚至会造成螺钉脱落的事故。

结论

（1）不锈钢并非不会腐蚀，反而因其出色的防腐性能，其腐蚀更容易被忽视；

（2）注意两种不同金属贴合时的“伽伐尼腐蚀”；

（3）建议不锈钢杆件连接节点采用不锈钢螺栓。

———————————————————

声明：文中个别图片为网络转载，仅供分享，不作为商业用途，版权归原作者所有。如侵犯到您的权益，请联系删除。

（如有侵权，请您联系我们删除）