什么是耐候钢
什么是耐候钢
规范术语表述：GBT 4171-2008 耐候结构钢
耐候钢 atmospheric corrosion resisting steel，通过添加少量的合金元素如 Cu、P、Cr、Ni等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐蚀性能的钢。
规范所述耐候原理：是在普碳钢添加一定量的铜，以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素，使钢材在锈层和基体之间形成一层致密和附着性很强的氧化层，这一特殊致密氧化层具有稳定、均匀的自然锈红色特征，可阻碍大气中氧和水向基体渗入，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。
翻译口语就是 ： 耐候钢或气候防御钢是用于描述 具有改善的耐大气腐蚀性的结构钢 的口语术语。这些钢是 高强度低合金钢 ，与普通碳锰钢相比，在正常大气条件下具有 更强的抗锈性 。耐候钢通常执行EN 10025-5 规范，并且具有与普通结构钢相似的机械性能，符合EN 10025-2 。英国桥梁工程最常用的等级是S355J2W。
其原理 ： 由于潮湿和空气的存在，所有低合金钢都有生锈的倾向，其速度取决于氧气、湿气和大气污染物进入金属表面的速度。随着锈蚀过程的进行，锈层形成氧气、水分和污染物进入的屏障，并且生锈速度减慢。 结果是腐蚀速率比普通结构钢低得多。
规范表示， 对于设计者来说,在计算过程中考虑裸露钢材的腐蚀,或者是提高产品的厚度对浸蚀进行补偿。在空气中含有某些特殊的化学物质或者结构件长时间与水接触,或一直裸露在潮湿的空气中、或在海洋性气候中使用时,建议采用常规表面保护。在涂漆前需去除产品表面的氧化铁皮。
在相同条件下，涂漆后耐大气腐蚀钢的腐蚀敏感程度小于一般的结构钢。
非暴露结构件的表面与制造过程有关,需保持通风。否则需进行适当的表面保护。
保护程度与最敏感的气候条件和结构件在腐蚀过程中的有效期有关。
因此,就不同的用途选用何种合适的产品这一问题,使用方应与制造方进行协商。
明确一点，并不是选用了耐候结构钢就绝对不需要防腐涂装了。
耐候钢桥使用的认识误区
误区一 ：由于接触较少，一般人理解为，既然是耐候钢那就是 可以适用于任何自然条件下了 。其实不然，耐候钢桥通常也要选址在年平均湿度60%-80%；平均风速2米/秒；最好远离水源和氯离子高富积区（如海边，需采用更加特殊的耐候钢材）； 距离水面应有一定净空高度（至少3-4m） 。
误区二 ： 耐候钢桥使用中就不需要再进行维护了 。其实耐候钢桥在使用中也是需要进行一定的维护的，积水、生物、绿植、使用不当等均会对耐候钢桥产生不良的后果的，故在使用中也需定期进行保养、维护，不过其维保成本远远低于普通钢桥。
详细解说： 在合适的环境中，耐候钢会形成粘附的保护性锈蚀“锈绿”，从而抑制进一步的腐蚀。腐蚀速率非常低，未上漆的耐候钢制成的桥梁可以实现120年的设计寿命，只需要进行日常维护。因此，在适当环境中的详细耐候钢桥提供了有吸引力的、非常低维护的经济解决方案。
桥梁团体规范
本文件适用于6mm-100mm热轧钢板，主要应用于公路桥梁结构 ，在腐蚀性中等级以下环境裸露使用。热轧钢带、型钢可参照使用。
条文说明： 近年来，在设计桥梁时，遵循着以整个使用期的费用最低为设计原则，即不仅要考虑初期建设费用，还要考虑远期改建、拓宽、养护等费用，甚至还需考虑解体后的废物处理费用。从整个使用期的费用来衡量，一般认为耐候钢桥相比普通钢桥的费用较低。 耐候钢比普通钢的制造价格高约-10%，但是普通钢的涂漆防护费用却是两者间制造差价的3倍。 随着我国高性能耐候桥梁钢的成功研发以及对使用耐候钢的设计、建造技术的认识不断深入，以及试验桥梁的顺利建成，广泛使用免涂装耐候钢用于城市桥梁建设已经成为可能。
公路钢桥目前主要采用热轧的耐候钢板制造，耐候钢板通过钢企设计特定的耐候成分，在钢厂完成生产，后在桥梁制造厂进行切割、焊接、组装成耐候钢结构桥梁， 目前国内耐候桥梁钢板厚度应用最厚不超过80mm，考虑给予适当的富余量，耐候桥梁钢板厚度上限为100mm。耐候桥梁钢最薄使用厚度8mm，给予一定的富余量定为6mm。 此外，根据国内外钢厂稳定生产的极限规格，当钢板厚度＜6mm时，钢板的板型和尺寸精度均难以保证，当钢板厚度超过100mm时，目前缺乏可参考的成分和性能指标数据，综上考虑，确定了该标准的公路桥梁用热轧耐候钢板及其厚度规格范围。
总结
耐候钢的优势：
较常规钢结构桥梁，耐候钢桥梁具有安全、快速施工、美观、低梁高、最小维护。
维护非常低：
定期检查和清洁应是确保桥梁继续令人满意地运行所需的唯一维护。因此，耐候钢钢桥非常适合未来维护难以或危险的地方，以及需要尽量减少交通中断的地方，例如主要道路或铁路。
成本效益：
虽然耐候钢比普通结构钢略贵，但是消除涂料系统可以节省额外的材料成本。因此，耐候钢桥的初始成本与传统的涂漆钢替代品非常相似。 耐候钢钢桥的最低维护要求极大地降低了维护操作的直接成本，以及维护期间交通延误的间接成本。
国外工程案例
耐候桥梁用钢因其具有初期成本低、全寿命成本低、建造速度快、对环境影响小、不产生影响健康及安全问题等优点，在国外得到了广泛发展。到2000年，日本7%和美国45%的桥梁已经采用了耐蚀钢，实现了不涂装使用。
英国第一座耐候钢钢桥于1967年建成，是约克大学的一座人行天桥，该材料在后来的30年左右用于英国各地的许多桥梁。然而，自2001年以来，在桥梁上使用耐候钢的情况显着增加，得益于此时删去了一条规范，该规范限制了在高于道路的净空高度小于7.5米的高速公路上使用该材料。它现在是各种桥面板的首选材料。
美国有桥梁采用无涂层耐候钢。
西班牙桥梁采用无涂层耐候钢。
日本桥梁采用无涂层耐候钢 。
国内应用案例
免涂装耐候钢桥梁在中国铁路建设中尚处于起步阶段。拉林铁路藏木特大桥桥位海拔高达3300m，后期维修养护十分困难，该地区高寒、大温差、强紫外线、气候干燥、无污染、生态脆弱，在大桥制造中已成功应用了Q345qENH、Q420qENH耐候钢，是中国第一座免涂装耐候钢铁路桥，该桥于2019年9月合龙，拉林铁路藏木特大桥和官厅水库特大桥的成功制造对推动我国耐候钢在桥梁上的应用具有重要的意义。
此外，南钢耐候桥梁钢板已先后实现在张吉怀酉水大桥、潍莱高铁右线跨青荣铁路特大桥、赤壁大桥等国内重大或重点桥梁工程应用。
雅鲁藏布江特大桥（免涂装）
张吉怀铁路酉水大桥主拱肋及实腹段为Q370qDNH钢，拱肋内加劲及主拱连接系为Q345qDNH钢，立柱为Q345qDNH钢，盖梁为Q345qD钢。
张吉怀高速酉水大桥（免涂装）
潍莱高铁右线跨青荣城际特大桥（免涂装）
拉萨贡嘎机场匝道桥项目位于机场新建航站楼前，海拔3650m， 该桥总共分为Z2、 Z3两联，Z2桥梁全长243.5m，Z3桥梁全长294m，共计10跨钢箱梁，全桥材质为Q345qDNH。
免涂装耐候钢桥梁优点:
1.初期成本低：同普通钢加油漆涂装相比，可减少涂装费用，节约能源。
2.全寿命成本低：耐候钢桥降低了桥梁服役过程中维修养护的要求，大大减小维护直接费用、中断交通的间接费用。
3.与环境协调。随时间的增长，耐候钢桥最终呈现耐看的深褐色（巧克力色），与青山绿水的自然环境协调极好。
4.不产生健康与安全问题。涂装油漆释放挥发性有机物，而耐候钢可以免涂装，对环境影响小。
耐候钢应用在工业设计上，绝对是视觉盛宴，充满着浓烈的工业气息及历史感，深受国内外艺术家及景观设计师的青睐。桥梁界应该多多利用！
