西安不鏽鋼在結構上的應用

西安不鏽鋼在結構上的應用

西安不鏽鋼板因其外觀具有吸引力且經久耐用，已廣泛用於外牆，屋麵和電梯等裝飾性用途。而現在，不鏽鋼越來越多地在苛刻的環境中被用作承重結構。如果從結構的整個生命周期來看，多數情況下，不鏽鋼具有較好的成本效益。

每年全球鋼產量的一半以上用於建築結構領域。建築和橋梁中的工字梁，板和鋼筋通常由經濟實惠的碳鋼或低合金結構鋼製成。遺憾的是，這些鋼容易生鏽，對全球的基礎設施造成巨大的經濟和環境影響，影響道路、橋梁、建築及油氣、水和廢水輸送係統。

大量的研究顯示，工業化國家每年因腐蝕造成的損失占GDP的3％-4％。這僅僅包括了受損材料和部件更換所帶來的直接損失，而間接損失如生產損失、環境影響、交通運輸中斷、人身傷害和死亡帶來的損失估計也達到了同等的數量。

標準的結構用鋼必須塗漆或噴塗金屬塗層來*大程度地減少腐蝕。塗層鋼除了塗漆保護所帶來的初始成本之外，在整個使用壽命期間，還將產生昂貴的檢查，維護，或更換費用。間接的維護成本，如生產和收入的損失也可能很高。甚至有時因條件所限，根本不可能對結構部件進行檢查和維護。

生命周期成本比較

設計師現在開始越來越多地考慮結構在整個壽命周期中的成本，而不僅僅是其初始投資。當考慮生命周期成本時，尤其是對於那些要求良好耐久性，或檢查和維護無法進行或費用非常昂貴的結構，即便不鏽鋼比碳鋼貴得多，不鏽鋼也成為切實可行的方案。

何況還有一些方法可以縮小材料成本的差距。免除塗層即降低了安裝成本。當采用更高強度的雙相不鏽鋼時，可以減小斷麵尺寸和重量，進一步降低了初始成本。

就結構使用壽命期間的維護成本而言，采用不鏽鋼，可省去塗層維護和由於腐蝕導致的部件更換費用。不鏽鋼結構也是一個可持續性更好的解決方案，有助於降低排放，減少資源消耗和浪費。

結構設計采用不鏽鋼

傳統碳鋼結構的設計標準和規範不能用於不鏽鋼，因為兩種材料的力學性能（特彆是應力-應變行為）有本質的區彆。因此，不鏽鋼需要有自己的一套設計規則。

在歐洲，EN1993-1-4: 2006 歐洲規範3 鋼結構設計第1.4部分：一般規則 不鏽鋼補充規則，於2006年出版。它基於世界各地多年的研究，涵蓋了熱軋、焊接和冷成型結構型材。

在美國，輕型不鏽鋼型材的設計指南已存在多年（美國土木工程師學會（2003）冷成型不鏽鋼結構構件設計規範，SEI/ASCE 8-02，Reston，VA ），但設計規範冇有涵蓋熱軋和焊接不鏽鋼結構型材。設計人員需要從基礎工作開始，或者采用碳鋼的設計標準再加上額外的**考慮因素，這對於不鏽鋼的使用是一個明顯的障礙。此外，由於缺乏設計標準，建築執法官員還必須對每個應用案例進行單獨批準。

西安不鏽鋼牌號的選擇至關重要。奧氏體不鏽鋼316（含2％Mo）或雙相不鏽鋼2205（含3％Mo）由於含鉬，耐腐蝕性能更佳，因此常常用於腐蝕性較強的環境如沿海地區，或者存在融雪鹽，重汙染或化學品的地方。 雙相不鏽鋼如2205的強度是大多數奧氏體不鏽鋼的兩倍，這是它們用於承重用途的又一個優勢。

西安不鏽鋼在結構上的應用

西安不鏽鋼在承重應用中的主要優點包括：良好的耐腐蝕性能，因此即使在腐蝕性環境中也具有優良的耐久性；較高的抗衝擊性能；在火災中保持強度的能力優於碳鋼；良好的清潔性和令人愉悅的外觀。

*具標誌性的結構應用包括阿靈頓空軍紀念碑，都柏林的尖塔或聖路易斯大拱門等紀念碑，以及芝加哥的雲門雕塑（被稱為“芝加哥豆”）及馬賽令人印象深刻的Ombrière天蓬等雕塑。新加坡的雙螺旋橋和聖地亞哥的Harbour Drive 橋等人行橋也有很高的知名度。

西安不鏽鋼結構部件常用於商業建築中支撐玻璃幕牆。例如，紐約第五大道蘋果立方體中*小的連接部件幾乎是看不可見的，視線幾乎冇有遮擋。不鏽鋼構件和不鏽鋼天棚、扶手和街道設施一樣，幾乎不需要維護。固定木材，石材和磚石的緊固件，錨固係統和支撐角鋼通常難以維護或更換，將受益於結構用不鏽鋼良好的耐腐蝕性能。木材和磚石本身可以腐蝕其他金屬，並且隨著時間的推移可能會吸收水分和腐蝕性化學物質。

位於法國裡昂Confluence的Passerelle 移動式人行橋由PCCP和ALTO設計，采用2205雙相不鏽鋼結構構件。因為雙相不鏽鋼強度大，結構斷麵尺寸和厚度以及橋梁的重量均可減小。。ALTO和PCCP

對於材料而言，公路隧道是較為惡劣的使用環境。其維護成本高昂，並且一旦發生結構損壞或火災，可能產生嚴重後果。因此，在隧道結構中，采用不鏽鋼做襯砌及支撐框架，維護走道，固定件和緊固件，照明和標牌支撐以及地麵支撐的岩石錨杆。位於布裡斯班河下的CLEM7隧道是澳大利亞*長的公路隧道，具有許多先進的**功能。在發生火災或爆炸的情況下，裝有100個射流風機的高科技通風係統可迅速將煙霧抽吸到路麵以上的縱向通風管道。在這種高腐蝕性的環境中，隧道通道的大型混凝土板由雙相不鏽鋼2205製造的懸掛係統支撐著。

西安不鏽鋼還用於防爆和抗衝擊結構，如防爆牆和**牆、大門、**屏障和護柱。由於其優異的延展性和應變硬化特性，它可以吸收相當大的衝擊力而不發生斷裂。

在海上平台結構中，要求設置爆炸和火災情況下的人員逃生路線。它們可以是半開放式通道，或是完全封閉高度集成的防火和防爆隧道，例如，懸掛在Skarv 浮式生產儲油卸油船側麵的逃生通道。隧道長200多米，內層碳鋼桁架，外麵是2205雙相不鏽鋼外殼。

海上浮式生產儲油卸油船(FPSO)上的2205雙相不鏽鋼逃生通道 BP p.l.c.

水處理、紙漿和造紙、核電、生物質、化工、製藥以及食品和飲料行業在平台、屏障、大門、梯子、樓梯、電纜橋架和設備支架中廣泛使用不鏽鋼。

工程師越來越多地選擇不鏽鋼作為承重應用，這些用途受益於不鏽鋼良好的耐用性、強度、延展性、韌性、成形性及吸引人的外觀。推行不鏽鋼結構設計指南，有助於那些要求耐用，彈性和可持續的結構選用不鏽鋼。