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Jul 14, 2023

カナダの腐食コスト: 519 億ドルの問題

カナダの厳しい気候と終わりのない凍結融解サイクルは、橋などのインフラに特に負担を与えます。 全国の鉄橋の修復と修復に毎年数十億ドルが費やされています。

カナダの厳しい気候と終わりのない凍結融解サイクルは、橋などのインフラに特に負担を与えます。

全国各地で鉄橋の修復と修復に毎年数十億ドルが費やされています。

多くの場合、電食として知られるプロセスが、橋梁要素を劣化させる主な原因となります。

これは、塩のような電解質の存在下で 2 つの導電性金属が互いに接触すると発生します。

カナダの直接的な年間腐食コストの総額は、519 億ドルと推定されています。 道路上での除氷塩の多用がこの問題の主な原因であると考えられている。

最近、研究者のグループがこの問題を調査し、技術者が将来の橋の材料や設計手法についてより適切な決定を下すために使用できる発見を導き出しました。

彼らは、さまざまな電気化学技術、分析、塩水噴霧室でテストされたサンプルの目視検査を使用して、11 のブリッジ合金を研究しました。

目的は、橋に使用される一般的に組み合わせられる合金のペア間の電解腐食の程度を理解することでした。 彼らの報告書は、CHBDC として知られるカナダ道路橋設計基準を開発するカナダ規格協会 (CSA) のいくつかの技術小委員会によって検討されています。

重要なのは、64ページの報告書は、橋の建設においてより耐食性の高い金属を使用すること、橋の構造用合金による陽極作用を防ぐボルトの選択、橋の塩分含有量の削減が電気腐食のリスクを低下させるのに効果的であると判断していることである。

「現在、橋梁用システムの選択は、腐食挙動、露出状態、および相対的な接触面積を直接統合していない材料特性の経験的知識に基づいています」と、CSA グループの建設およびインフラストラクチャ担当シニア プロジェクト マネージャーのマーク ブライター氏は説明します。プロジェクトの諮問委員会に所属していました。

「CHBDC の目標は、電気腐食リスクの保護と軽減のための科学に基づいたガイダンスを提供することです。」

ブライター氏は、橋の持続可能性と寿命がますます重視されており、このため、アルミニウム床板やステンレス鋼コンポーネントと他の金属との相互作用についてのより深い理解と、潜在的な緩和策の特定が必要であると指摘しています。

「私たちの希望は、この研究が橋の所有者に利益をもたらし、より安全で耐久性のあるインフラを提供することです。」

ガルバニック腐食の科学は、このレポートが発表されるまでは十分に理解されていませんでした。

「研究された金属の範囲内で、コミュニティが定性的に理解していたことを定量化します」とブライター氏は言います。 「この方法論は、高性能鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金を新しい方法で組み合わせた新しい状況に関連して発生する他の問題にも適用できる可能性があります。」

カナダ国立研究評議会建設研究センターの上級研究員であり、報告書の著者の一人であるJieying Zhang氏は、電解腐食は選択された金属、環境への曝露、構造に関連していると結論付けているため、この研究結果は重要であると述べている。橋。

「この研究の重要な結果は、エンジニアや設計者が金属材料の選択と設計実践について情報に基づいた決定を下すために使用でき、橋梁の電気腐食を防止および軽減するのに役立ちます。」

このレポートでは、2 つの合金間の電気腐食速度を測定する実験方法も提供し、エンジニアが橋梁構造に使用される金属合金の電気腐食のリスクを解釈するための 3 段階の手順の概要を説明しています。

「このアプローチは、エンジニアリングの経験と既存の知識を利用して、電気腐食に対する暴露条件、材料、構成を評価することから始まります」と Zhang 氏は述べています。 「収集された情報が不十分な場合、第 2 ステップでは、ガルバニック シリーズを使用するか、組み合わせて使用​​した場合の橋合金間のガルバニック腐食の可能性を評価するテストを実施します。