何光初，張忠偉，洪峰

（蘇州熱工研究院有限公司，蘇州215004）

近年來，沿海生態(tài)環(huán)境發(fā)生顯著變化，海生物、漂浮物數(shù)量劇增，導(dǎo)致濱海核電站取水口堵塞風(fēng)險(xiǎn)增大。我國于2014－2015年間發(fā)生多起核電站取水口堵塞事件［1］，具體如下表1所示。國內(nèi)各核電站為減輕海生物等對(duì)核電站運(yùn)行的影響，廣泛在核電站取水流道內(nèi)設(shè)置銅合金攔污網(wǎng)，圖1為某核電站攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。

雖銅合金在服役過程中會(huì)緩慢釋放重金屬離子，可抑制海洋生物在攔截網(wǎng)上的附著生長(zhǎng)［2］，但海洋環(huán)境是十分苛刻的服役環(huán)境，Cl－會(huì)明顯破壞銅合金的表層鈍化膜使其發(fā)生腐蝕，且某些特定成分的銅合金還會(huì)出現(xiàn)脫成分腐蝕。關(guān)蒙恩［3］對(duì)比了5種銅及其合金在不同海洋環(huán)境中的腐蝕剝落行為，結(jié)果表明銅及其合金在海洋飛濺區(qū)的耐蝕性最優(yōu)，在海洋全浸區(qū)的耐蝕性最差。孫飛龍等［4］研究了黃銅、鋁青銅和錫青銅在中國南海海域不同深度（800，1 000 m）深海環(huán)境中浸泡3 a的腐蝕行為，結(jié)果表明黃銅在深海中發(fā)生了嚴(yán)重的脫鋅腐蝕，腐蝕機(jī)制符合溶解-再沉積機(jī)制。王志武等［5］定量研究了Cl－濃度和黃銅腐蝕速率的關(guān)系，結(jié)果表明隨著Cl－濃度增加，錫黃銅（HSn70-1A）和鋁黃銅（HAl77-2A）的腐蝕速率呈現(xiàn)三次方增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)，即Cl－顯著加速黃銅的腐蝕。本工作針對(duì)某核電站失效金屬攔截網(wǎng)進(jìn)行了失效原因分析，并提出相應(yīng)建議，以期提高其服役性能。

表1 2014-2015年間，我國發(fā)生的核電站取水口堵塞事件Tab.1 Intake blockage incidents of nuclear power plant occurring in China during 2014－2015

圖1 某核電站攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of trash net structure in a nuclear power plant

1 某核電站攔截網(wǎng)失效事件的回顧

2017年9月，某核電站海水庫銅合金攔截網(wǎng)安裝完成。2018年5月，發(fā)現(xiàn)金屬網(wǎng)存在局部破損，金屬絲彎折位置出現(xiàn)腐蝕和斷裂，部分網(wǎng)片連接扣脫落，網(wǎng)片之間錯(cuò)縫嚴(yán)重。底部向上約2 m處金屬變脆且手可捏斷，斷裂風(fēng)險(xiǎn)非常高。2018年8月，發(fā)現(xiàn)9個(gè)鋼浮筒底部銹蝕破損，且一個(gè)浮筒存在5處破損，其余8個(gè)鋼浮筒錨環(huán)銹斷。其中，6個(gè)鋼浮筒下方錨環(huán)全部銹斷，導(dǎo)致銅合金網(wǎng)下沉，無法起到有效攔截的作用，見圖2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，分析攔截網(wǎng)失效的原因可歸結(jié)為金屬網(wǎng)斷裂和鋼浮筒破損。

2 金屬網(wǎng)的失效原因及機(jī)理

2.1 金屬網(wǎng)的失效原因

分兩次取樣，其編號(hào)見圖3，共計(jì)87個(gè)樣品。本工作取具有代表性的試樣進(jìn)行分析，取樣位置及切割制備方式見圖4。

2.1.1 理化檢驗(yàn)

2.1.1.1 宏觀形貌

圖2 海水庫攔截網(wǎng)裝置的破損形貌Fig.2 Damage appearance of trash net device in sea reservoir：（a）breaking of metal mesh；（b）corrosion damage at the bottom of steel pontoon；（c）corrosion cracking of anchor ring

圖3 斷裂的金屬絲試樣Fig.3 Fractured wire specimen

圖4 金屬絲試樣的切取方法Fig.4 Cutting method of wire samples

對(duì)87個(gè)試樣進(jìn)行宏觀形貌觀察，主要對(duì)斷裂位置、金屬表面、裂紋數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)與分析，結(jié)果表明，這87個(gè)試樣都具有以下相同的宏觀特征：（1）金屬絲斷裂位置基本位于彎折部位，166個(gè)斷口，彎折區(qū)域斷裂的有162個(gè)，占比98%；99條裂紋，彎折區(qū)域裂紋有95條，占比96%。（2）1～79號(hào)試樣表面均覆蓋有一層白色的粉狀物，基體泛紫銅色，局部殘留一些黃色；斷口總體泛紫銅色，有些心部區(qū)域呈黃色，并有少量白色粉末殘留。80～87號(hào)試樣由于放置了一段時(shí)間，顏色已經(jīng)發(fā)暗。金屬絲典型的斷裂形貌如圖5所示。

2.1.1.2 成分分析

圖5 典型的金屬絲失效形貌Fig.5 Typical failure morphology of metal wire

該核電站海水庫用攔截網(wǎng)為Cu-Al合金，標(biāo)準(zhǔn)要求Al元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.0%～9.0%，實(shí)測(cè)值為8.3%。發(fā)生失效事件后，廠家再次委托檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)銅合金網(wǎng)的彎折段（A試樣）、水下直線段（B試驗(yàn)）、水上段（C試樣）以及進(jìn)場(chǎng)原材（D試樣）進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果確認(rèn)合金為Cu-Al合金，見表2。

表2 金屬網(wǎng)的化學(xué)成分復(fù)驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Re-test results of chemical composition of metal mesh %

按照J(rèn)Y／T 010－1996《分析型掃描電子顯微鏡方法通則》，采用掃描電子顯微鏡自帶能譜儀（EDS）對(duì)8個(gè)失效金屬絲試樣（4，12，15，23，4，77，78號(hào)）進(jìn)行化學(xué)成分抽檢。

由圖6可見：4，40，77號(hào)試樣截面處的主要元素均為Cu和Zn，其中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.41%～38.96%，為Cu-Zn二元合金，屬黃銅材質(zhì)。攔截網(wǎng)廠家的檢測(cè)結(jié)果（Cu-Al合金）與此次現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)結(jié)果不符。資料顯示，當(dāng)合金中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%時(shí)，黃銅特別是α＋β黃銅在服役過程中，易于發(fā)生嚴(yán)重的脫成分腐蝕和應(yīng)力腐蝕行為［6］。

2.1.1.3 顯微組織

圖6 4，40，77號(hào)試樣的EDS掃描區(qū)域及能譜結(jié)果Fig.6 EDS scanning regions and results of specimens No.4，No，40 and No.77

對(duì)上述8個(gè)試樣（4，12，15，23，4，77，78號(hào)）進(jìn)行分析。試樣的制備嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)砂紙打磨、拋光布（膏）拋光、三氯化鐵酒精溶液侵蝕后，置于金相顯微鏡下進(jìn)行顯微組織觀察，并對(duì)特征區(qū)域進(jìn)行EDS分析。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)分別依據(jù)YS／T 449－2002《銅及銅合金鑄造和加工制品顯微組織檢驗(yàn)方法》和JY／T 010－1996《分析型掃描電子顯微鏡方法通則》。

本文中只給出具有代表性的4號(hào)試樣的分析結(jié)果（下同），見圖7。由圖7（a）可見：基體試樣的顯微組織由α＋β相組成。由圖7（b）～（d）可見：4號(hào)試樣的顯微組織發(fā)生明顯分區(qū)行為，這是黃銅典型的脫成分腐蝕。圖中深紫色區(qū)域?yàn)槊摮煞指g的區(qū)域，其間分布著脫鋅后留下的疏松孔洞。由圖8可見：脫成分區(qū)域內(nèi)合金元素只剩Cu，說明Zn已被徹底脫出；圖中白色略泛黃的區(qū)域?yàn)槲疵摮煞值膮^(qū)域。EDS結(jié)果顯示，其內(nèi)主要合金元素為Cu和Zn，其中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.91%。

圖7 4號(hào)試樣典型位置的顯微組織Fig.7 Microstructure of sample No.4 at typical positions

圖8 4號(hào)試樣不同區(qū)域的顯微形貌及能譜分析結(jié)果Fig.8 Micromorphology and energy spectrum analysis results of sample No.4 at the positions with（a）and without decomposition（b）

2.2.1.4 斷口分析

依舊使用上述試樣（4#、12#、15#、23#、40#、77#和78#）進(jìn)行斷口形貌觀察，試驗(yàn)前將試樣放在酒精中進(jìn)行超聲波清洗。使用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)金屬絲斷口邊緣及中心位置進(jìn)行掃描分析，具體掃描位置如圖9（a）所示。斷口的大部分區(qū)域呈脫成分后的疏松狀態(tài)；終斷區(qū)面積很小，微觀呈韌窩特征。此處只列出具有代表性的4號(hào)試樣的分析結(jié)果。由圖9可見：4號(hào)試樣斷口邊緣1區(qū)明顯呈脫成分后的疏松狀態(tài)，而斷口中心2區(qū)明顯為韌性斷裂特征。

圖9 4號(hào)試樣的斷口掃描區(qū)域及微觀形貌Fig.9 Fracture scanning area（a）and microscopic morphology（b，c）of sample No.4

2.2 金屬絲的失效機(jī)理

2.2.1 失效路徑分析

能譜分析結(jié)果顯示，該核電站海水庫攔截網(wǎng)送檢試樣為Cu-Zn合金，其中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%～39%，這和廠家的分析結(jié)果（Cu-Al合金）不符合。在海水中，高Zn含量的黃銅對(duì)脫成分腐蝕的敏感性明顯高于鋁青銅的，這是該攔截網(wǎng)在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)快速斷裂的最大原因。

根據(jù)顯微組織分析結(jié)果和能譜分析結(jié)果，可確定Cu-Zn合金網(wǎng)在服役過程中發(fā)生嚴(yán)重的脫鋅腐蝕行為，材料內(nèi)部脫鋅區(qū)域存在大量明顯的、不規(guī)則的孔洞，在外力作用下，孔洞尖銳位置發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋快速萌生。

由金屬絲典型宏觀形貌圖（圖5）可知，裂紋多出現(xiàn)于彎折處，且集中于拉應(yīng)力區(qū)。當(dāng)雙相黃銅發(fā)生選擇性脫鋅時(shí)，脫鋅過程必定受到擴(kuò)散途中各個(gè)部位（特別是表面膜）的阻擋［7］。彎折處拉應(yīng)力作用使得該處表面膜的完整性和致密性下降，同時(shí)在海浪的沖刷作用下，不僅增加了表面膜的機(jī)械破壞作用，還使得離子較難沉積成膜，加速脫成分腐蝕，造成孔洞數(shù)量增加，有利于裂紋萌生。POLAN等［8-9］研究了含鋅15%～30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的黃銅在Mattsson溶液（p H 7.2）中可溶性腐蝕產(chǎn)物以及暗黑色氧化膜的銅與鋅含量之比，表明應(yīng)力作用會(huì)加劇黃銅的脫鋅腐蝕行為，且相對(duì)于靜載作用，動(dòng)載作用會(huì)加劇脫鋅腐蝕行為。攔截網(wǎng)在服役過程中受到海浪的循環(huán)沖擊發(fā)生微形變時(shí)，運(yùn)動(dòng)著的位錯(cuò)、位錯(cuò)管道、表面高密度位錯(cuò)以及鋅原子偏聚等增大了金屬內(nèi)能，提高了原子活動(dòng)能力，有利于鋅的擴(kuò)散，加速了脫成分腐蝕，也有利于裂紋萌生。

由圖10可見：材料表面還存在大量脫鋅后留下的不規(guī)則孔洞，且裂紋集中在脫成分區(qū)中萌生拓展，當(dāng)裂紋拓展到未脫成分區(qū)時(shí)終止或者繞道拓展，這表明脫成分區(qū)的力學(xué)性能發(fā)生顯著下降。

圖10 4號(hào)試樣表面微觀形貌圖Fig.10 Micro surface morphology of sample No.4

2.2.2 表面分析

選取4，12，15，2，40，75號(hào)試樣進(jìn)行表面分析，本文只給出具有代表性的4號(hào)試樣的分析結(jié)果。由圖10可見：4號(hào)試樣發(fā)生脫成分腐蝕后，表面呈疏松多孔特征，且外表面有白色的腐蝕產(chǎn)物堆積。EDS結(jié)果顯示，表面的白色物質(zhì)主要是Zn的腐蝕產(chǎn)物，同時(shí)含有Cl、S等元素，是脫成分腐蝕的產(chǎn)物，見圖11。

圖11 4號(hào)試樣表面白色物質(zhì)的EDS掃描區(qū)域及結(jié)果Fig.11 EDSscan area and results of white matter on surface of sample No.4

根據(jù)微觀斷口SEM形貌，斷口邊緣形貌疏松，而斷口中心存在明顯韌窩。這是由于裂紋不斷拓展，使得邊緣脫鋅區(qū)域金屬解理，金屬絲橫截面上受力面積逐漸減小，導(dǎo)致單位面積所受的壓力不斷增大，最終逐漸超過金屬的屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度，發(fā)生韌性斷裂。這部分?jǐn)嗔研袨樵赟EM形貌圖上表現(xiàn)為韌性斷裂特征。

2.2.3 黃銅脫鋅機(jī)理分析

由試樣的顯微組織形貌（圖7）和表面微觀形貌（圖10）可見：脫鋅區(qū)域內(nèi)存在大量孔洞。這是由于雙相黃銅中富含低電位Zn的β相優(yōu)先腐蝕，LANGENEGGER等［10］認(rèn)為黃銅在海水中發(fā)生鋅的選擇性溶解，鋅溶解后在基體中留下大量孔洞，Zn2＋自由地向合金表面擴(kuò)散，脫鋅的阻力由外層電子離開難易程度決定，被腐蝕的鋅由合金晶格上的鋅原子擴(kuò)散補(bǔ)償。其腐蝕電化學(xué)方程式見式（1）和式（2）。

陽極反應(yīng)：

陰極反應(yīng)：

銅合金表面白色腐蝕產(chǎn)物的EDS結(jié)果顯示，其含有Zn、O、Cl、S等元素。表明腐蝕過程中不僅有Zn元素沉積，還有在S、Cl作用下反應(yīng)生成的ZnO和Zn5（OH）8Cl2·H2O。黃銅中腐蝕的Zn在海水中發(fā)生如下反應(yīng)［11-12］：

銅及其合金腐蝕后生成的銅離子雖然有一定的殺菌作用，但硫酸鹽還原菌（SRB）等依舊會(huì)對(duì)其產(chǎn)生腐蝕作用［2］。海洋中的SRB將代謝出大量硫化物質(zhì)，由腐蝕產(chǎn)物EDS圖譜（圖11）中S元素峰位，可確定硫化物影響脫成分腐蝕過程。馬愛利等［13］在研究B10銅鎳環(huán)失效時(shí)發(fā)現(xiàn)，硫介質(zhì)促進(jìn)銅合金在海水中發(fā)生晶間腐蝕、脫成分腐蝕和沖刷腐蝕，并會(huì)在腐蝕產(chǎn)物中及沖刷區(qū)晶粒上生成硫化物沉淀。

這一系列反應(yīng)宏觀表現(xiàn)為黃銅中的Zn發(fā)生了優(yōu)先腐蝕，多孔狀的Cu則殘留在基體表面，并且生成含Zn、O、Cl、S等元素的白色腐蝕產(chǎn)物，黃銅脫成分腐蝕機(jī)理符合優(yōu)先溶解機(jī)制。目前，人們多采用溶解-再沉積機(jī)制去解釋黃銅在海水中的脫成分腐蝕，二者最大的差別是腐蝕產(chǎn)物中是否存在Cu元素的再沉積。孫飛龍等［4］采用溶解-再沉積機(jī)制解釋了黃銅在深海中的脫成分腐蝕行為，認(rèn)為銅會(huì)隨鋅同時(shí)溶解，或者鋅溶解一段時(shí)間后銅發(fā)生溶解，之后再伴隨銅的再沉積。本工作中金屬網(wǎng)在流動(dòng)海水中服役，海水會(huì)不斷帶走銅離子，使銅離子不能富集或者停留時(shí)間不足以發(fā)生再沉淀。而孫飛龍等人為保證試樣順利回收選擇平靜的海域，且其測(cè)試時(shí)間為本文金屬網(wǎng)服役時(shí)間的三倍多，這都有利于銅的再沉積。

3 鋼浮筒破損分析討論

鋼浮筒表面存在黃、橙、藍(lán)等顏色的保護(hù)涂層，有效阻止了海水與基體間的接觸，減緩材料腐蝕的發(fā)生。但在攔截網(wǎng)的服役過程中，隨著水流而來的高速漂浮物在鋼浮筒上發(fā)生撞擊，對(duì)涂層造成明顯的破壞作用；且海浪的循環(huán)拍打和頻繁干濕交替，也會(huì)使涂層性能快速下降。在雙重因素的作用下，涂層快速出現(xiàn)防護(hù)薄弱區(qū)域，使得鋼質(zhì)基體發(fā)生腐蝕。與此同時(shí)，鋼浮筒下懸掛的大面積銅網(wǎng)起到加速電偶腐蝕的作用，使得筒體快速穿孔。

根據(jù)圖2（c）可知，鋼浮筒不僅筒體本身存在嚴(yán)重的腐蝕，其筒底連接金屬網(wǎng)的鋼錨環(huán)也出現(xiàn)銹斷，且在斷口處出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕產(chǎn)物堆積。在服役過程中，由于攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)隨著海浪浮動(dòng)，銅網(wǎng)和鋼錨環(huán)接觸部位劇烈摩擦，致使鋼錨環(huán)上的保護(hù)涂層破損，鋼和銅發(fā)生直接接觸。銅在海水中的開路電位高于鋼的，兩種金屬電連接后會(huì)發(fā)生電偶腐蝕，鋼作為陽極快速發(fā)生腐蝕，而銅合金作為陰極腐蝕速率降低。根據(jù)銅合金網(wǎng)布置情況，可知金屬銅網(wǎng)的面積遠(yuǎn)大于鋼浮筒及鋼錨環(huán)的，存在大陰極小陽極的情況，這進(jìn)一步加速鋼浮筒及鋼錨環(huán)的腐蝕。張旺寧等［14］研究了35Cr Mo A抽油桿的疲勞斷裂行為，表明較大的循環(huán)應(yīng)力在基體腐蝕坑處集中，在多次應(yīng)力的多次循環(huán)后裂紋萌發(fā)，最終發(fā)生斷裂。本工作中鋼錨環(huán)的斷裂極有可能是鋼錨環(huán)先由于電偶效應(yīng)局部快速腐蝕，然后服役應(yīng)力在腐蝕面上的某一尖銳處集中，造成裂紋萌生，最終錨環(huán)斷裂。

4 銅合金攔截網(wǎng)的腐蝕防護(hù)建議

在海水中，鋁青銅材料比黃銅更耐蝕。但與黃銅的脫鋅腐蝕類似，鋁青銅在海水中同樣會(huì)發(fā)生脫鋁腐蝕。在海水中長(zhǎng)期服役時(shí)，鋁青銅合金網(wǎng)同樣可能存在因脫成分腐蝕而導(dǎo)致的金屬絲斷裂失效風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其進(jìn)行腐蝕防護(hù)也不容忽視。

4.1 緩蝕劑和表面處理

緩蝕劑因具有見效快、價(jià)格低、具備優(yōu)良的緩蝕效果以及較高的經(jīng)濟(jì)效益等特點(diǎn)，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于諸多腐蝕防護(hù)工程中。對(duì)于銅合金攔截網(wǎng)，可使用苯并三唑（BTA）對(duì)攔截網(wǎng)進(jìn)行預(yù)膜處理，從而起到良好的緩蝕作用。KOSEC等［15］研究表明BTA可在銅合金表面生成多層膜，顯著降低銅合金的腐蝕速率，提高其耐蝕性。OTMACIC等［16］研究表明甲基咪唑可使模擬海水中的銅合金表面生成一層膜，顯著提高其耐蝕性。這種方法的缺點(diǎn)是需要消耗大量緩蝕劑，經(jīng)濟(jì)性差。

表面處理的目的是在銅合金表面形成有效保護(hù)膜層，使金屬基體和腐蝕性溶液隔離，達(dá)到緩蝕。工業(yè)上常使用鉻酸鹽和鉻酸對(duì)銅合金進(jìn)行鈍化處理，可使其表面形成致密的Cr和Cu氧化膜層。胡飛等［17］使用重鉻酸鈉溶液作為鈍化劑處理鑄造黃銅件表面，結(jié)果表明該方法可使黃銅表面形成致密的氧化物阻止內(nèi)部繼續(xù)被腐蝕。

4.2 陰極保護(hù)

通過外部電源或犧牲陽極使被保護(hù)金屬陰極極化，從而使金屬電極電位從自腐蝕電位負(fù)移到金屬表面腐蝕電池陽極的開路電位，此時(shí)被保護(hù)金屬的腐蝕過程達(dá)到完全停止的方法稱為陰極保護(hù)。陰極保護(hù)主要分為：外加電流陰極保護(hù)法和犧牲陽極陰極保護(hù)。利用外部電源對(duì)被保護(hù)金屬施加一定的負(fù)電流，使被保護(hù)金屬的電極電位通過陰極極化達(dá)到規(guī)定的保護(hù)電位范圍，從而抑阻腐蝕獲得保護(hù)，這就是外加電流法陰極保護(hù)技術(shù)。選擇一種電極電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的活潑金屬（或合金），將它與被保護(hù)金屬共同置于電解質(zhì)環(huán)境中并從外部實(shí)現(xiàn)電連接，這種負(fù)電位的活潑金屬（合金）在所構(gòu)成的電化學(xué)電池中成為陽極而優(yōu)先腐蝕溶解，釋放出的電子使被保護(hù)金屬陰極極化到所需電位范圍，從而抑制腐蝕實(shí)現(xiàn)保護(hù)，這就是犧牲陽極法陰極保護(hù)技術(shù)。根據(jù)國標(biāo)GB／T 17005－1997《濱海設(shè)施外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)》和GB／T 16166－2013《濱海電廠海水冷卻水系統(tǒng)犧牲陽極陰極保護(hù)》，對(duì)于銅合金設(shè)備或部件電位極化到－0.8～－1.05 V（相對(duì)于銀／氯化銀參比電極）可以達(dá)到良好的保護(hù)效果。

4.3 材質(zhì)優(yōu)化及合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行攔截網(wǎng)的選材時(shí)，建議優(yōu)先選擇含有耐蝕元素的銅合金。李勇等［18］研究發(fā)現(xiàn)，稀土可以降低黃銅的腐蝕速率。張娟等［19］研究了微量的銦對(duì)鋁黃銅在3.5%NaCl溶液中腐蝕行為的影響，發(fā)現(xiàn)銦的添加可以使黃銅形成一層致密保護(hù)膜。

在攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要避免異種金屬之間的連接，盡可能使用同種金屬，減少電偶腐蝕。在施工前也應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行必要的成分檢測(cè)，同時(shí)設(shè)計(jì)說明書應(yīng)明確標(biāo)注攔截網(wǎng)清理維護(hù)周期，定期對(duì)堆積的漂浮物以及附生的生物進(jìn)行清理。

5 結(jié)論

針對(duì)失效試樣，通過上述試驗(yàn)和分析，得出如下結(jié)論：

（1）EDS能譜分析結(jié)果顯示，來樣金屬絲為Cu-Zn合金，其中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%～39%，屬黃銅材質(zhì)。廠家提供的材質(zhì)檢測(cè)報(bào)告（Cu-Al合金）與此次現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)結(jié)果不符；

（2）金屬網(wǎng)失效路徑為：黃銅發(fā)生脫成分腐蝕→外力及微生物作用加速脫成分腐蝕→產(chǎn)生大量孔洞且局部力學(xué)性能顯著降低→孔洞處發(fā)生應(yīng)力集中，裂紋快速萌生→裂紋快速拓展，橫截面上有效受力面積減小→最終在微小面積上產(chǎn)生韌斷；

（3）全浸區(qū)金屬網(wǎng)脫成分腐蝕機(jī)理為優(yōu)先溶解機(jī)制；

（4）銅合金網(wǎng)整體下沉的原因?yàn)殇撳^環(huán)斷裂，鋼錨環(huán)的失效途徑為：鋼材與銅合金電連接后存在電偶腐蝕，在電偶作用下快速發(fā)生腐蝕→循環(huán)的外力在腐蝕區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力集中→裂紋快速萌發(fā)→最終導(dǎo)致鋼錨環(huán)斷裂。