A Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Fu-Xia da Baía de Quanzhou foi concluída com sucesso, utilizando o sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno

Caso de aplicação bem-sucedido do sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno para serviços pesados: A Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Fu-Xia da Baía de Quanzhou foi concluída com sucesso. Tecnologia inovadora conquistou vários prêmios mundiais!

A Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Trans-marítima da Baía de Quanzhou adotou de forma inovadora o "sistema de revestimento anticorrosivo de zinco grafeno para serviços pesados", que representará um avanço na extensão da vida útil anticorrosiva.

A primeira ponte ferroviária de alta velocidade trans-marítima do mundo, a Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Fuzhou-Xiamen da Baía de Quanzhou, com uma velocidade projetada de 350 quilômetros por hora (doravante denominada Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Trans-marítima da Baía de Quanzhou), foi concluída em 6 de agosto.

A ponte adota uma torre curva em forma de concha e o guarda-corpo é projetado em formato de onda. Significa "Quanzhou é a cidade economicamente mais forte da província de Fujian, o ponto de partida da antiga Rota Marítima da Seda e o maior porto do Oriente naquela época". Com a oportunidade de desenvolvimento da estrada, navegue e reproduza a glória do comércio marítimo e do maior porto do mundo.

"A ponte ferroviária de alta velocidade transmarítima da Baía de Quanzhou adota de forma inovadora o "sistema de revestimento anticorrosivo com alto teor de grafeno", o que representará um avanço na extensão da vida útil anticorrosiva", disse Li Pingzhuo, diretor da Ferrovia de Alta Velocidade Fuxia do China Railway Construction Fourth Survey and Design Institute Group Co., Ltd..

Resolver o problema da corrosão causada pelo oceano em pontes é um grande desafio encontrado no projeto de pontes transoceânicas. Dados mostram que a corrosão é um problema comum enfrentado por construtoras em todo o mundo.

Os resultados de uma pesquisa da Sociedade Chinesa de Corrosão e Proteção, em 2014, mostraram que o custo anual da corrosão representa cerca de 3% a 5% do Produto Interno Bruto (PIB) de países ao redor do mundo, o que é superior às perdas totais causadas por desastres naturais e diversos acidentes. Em 2014, o custo total da corrosão na China ultrapassou 2 trilhões de yuans, representando aproximadamente 3,34% do PIB do país.

O principal método anticorrosivo para estruturas de aço é a escolha de um revestimento anticorrosivo durável e resistente.

De acordo com os padrões atuais do sistema de revestimento anticorrosivo para estruturas de aço em pontes ferroviárias e rodoviárias na China, com base em materiais e sistemas de revestimento tradicionais, mesmo que sejam utilizados materiais de empresas de revestimento estrangeiras renomadas ou o método de aumento da espessura da película de revestimento, as pontes de estrutura de aço construídas têm uma vida útil projetada geralmente de cerca de 25 anos.

A viga de aço da Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Transmarina da Baía de Quanzhou tem 800 metros de comprimento e a área de pintura é de cerca de 100.000 metros quadrados. "Utilizando os melhores revestimentos e métodos de construção do mundo, ela entrará em fase de manutenção em cerca de 15 anos." Os resultados dos cálculos da equipe do projeto mostram que a ponte precisará ser pintada 7 vezes em 100 anos (incluindo a restauração após a abertura ao tráfego), a um custo de 150 yuans por metro quadrado. Pintar 6 vezes), o custo total é de 105 milhões de yuans. Como resultado, a equipe de projeto do Segundo Instituto Ferroviário da China percebeu que alcançar a resistência à corrosão e reduzir os custos de manutenção da Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Transmarina da Baía de Quanzhou tornou-se um dos objetivos do Grupo Ferroviário da China.

A linha ferroviária de alta velocidade de Fuxia, em construção, tem uma extensão total de 300,483 quilômetros e uma velocidade de projeto de 350 quilômetros por hora. A extensão da ponte ocupa um terço da extensão total da linha. Entre elas, há três pontes transversais de Fuzhou a Xiamen, seguidas pelas Baías de Meizhou, Quanzhou e Anhai. Entre elas, a Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Transversal da Baía de Quanzhou tem 20,3 quilômetros de extensão e um vão principal de 400 metros. É o maior e mais complexo projeto de controle de chave de toda a linha.

De acordo com estatísticas do setor, como o período anticorrosivo do sistema de revestimento anticorrosivo da estrutura principal de aço da ponte doméstica é geralmente inferior a 15 anos, alguns componentes estruturais auxiliares de aço apresentarão bolhas e descascamento do revestimento dentro de 3 a 5 anos e precisarão ser repintados.

As principais linhas ferroviárias e ferrovias de alta velocidade possuem características de grande capacidade de carga, trens de alta velocidade densos e claraboias curtas. A pintura e a manutenção de estruturas de aço (reparo, remoção, repintura) são difíceis de operar e caras. Portanto, é necessário considerar a redução do número de pontes ferroviárias de alta velocidade no projeto. A manutenção também é importante.

De acordo com os padrões de projeto da Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Transoceânica da Baía de Quanzhou, a fim de atender aos altos requisitos anticorrosivos da estrutura de aço, a equipe de projeto, por meio de diversas investigações, focou no zinco grafeno.

"Como a estrutura das folhas de grafeno em nível nanométrico é sobreposta e disposta em um arranjo escalonado, o uso de revestimentos anticorrosivos modificados com grafeno pode formar uma estrutura de blindagem em forma de labirinto no revestimento, formando uma barreira de blindagem." O engenheiro Yan Aiguo afirmou que essa estrutura de blindagem pode inibir efetivamente a infiltração, penetração e difusão de meios corrosivos e melhorar as propriedades de barreira física do revestimento. Ao mesmo tempo, também pode estender o caminho de penetração e difusão do meio corrosivo, melhorando assim a resistência à penetração e a vida útil do revestimento.

Já em 2016, o Estado incluiu revestimentos anticorrosivos modificados com grafeno no "Décimo Terceiro Plano Quinquenal" e na lista de novos materiais desenvolvidos pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação. Como um projeto-chave de pesquisa e desenvolvimento, o país começou a promover vigorosamente o desenvolvimento de revestimentos anticorrosivos modificados com grafeno na China.

Nos últimos anos, como a única instituição de pesquisa científica abrangente da China para aviação, engajada em pesquisa básica sobre aplicação de materiais avançados para aviação, desenvolvimento de materiais e pesquisa em tecnologia de aplicação, e pesquisa de engenharia, o China Aviation Engine Group do Instituto de Materiais Aeronáuticos de Pequim (doravante denominado Instituto de Pesquisa de Materiais de Aviação de Pequim) desenvolveu, por meio de tecnologia inovadora, uma série de materiais compósitos para aprimorar a resistência ao calor, a resistência à corrosão, a resistência à abrasão e as propriedades mecânicas, como tração, flexão e impacto, em diversos graus.

Com base nos resultados de pesquisa do Instituto de Pesquisa de Materiais de Aviação de Pequim e de diversas outras unidades, o Quarto Instituto Ferroviário da China (China Railway Fourth Institute) lançou o projeto "Sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno de alta resistência" para estudar sua viabilidade na tecnologia e engenharia anticorrosivas da estrutura de aço da ponte ferroviária de alta velocidade Fuxia. A pesquisa sobre o sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno de alta resistência já dura mais de dois anos, e um extenso trabalho de pesquisa foi realizado, como o projeto de componentes de materiais e uma série de testes de corrosão (resistência à névoa salina e resistência ao envelhecimento acelerado artificial).

A equipe de projeto utilizou ao máximo materiais de grafeno para modificar o sistema de revestimento tradicional, utilizando a estrutura de revestimento em flocos, de pó de zinco em flocos, grafeno e mica em flocos, o que melhorou significativamente o desempenho de proteção anticorrosiva do sistema de revestimento.

Cálculos e experimentos de simulação demonstram que o inovador "sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno para serviços pesados" pode atingir o objetivo de estender a vida útil e a durabilidade anticorrosivas de estruturas de aço na atmosfera corrosiva marinha. O "sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno para serviços pesados" trará benefícios significativos para a construção da ponte marítima, o que pode economizar mais de 45% do investimento, cerca de 50 milhões de yuans.

Especialistas acreditam que o "sistema de revestimento anticorrosivo de grafeno para serviços pesados" unifica a proteção anticorrosiva e funcional de longo prazo, a leveza e a proteção ambiental em diversos ambientes atmosféricos, e o desempenho anticorrosivo dos revestimentos anticorrosivos pesados ​​tradicionais é mais de três vezes maior. Este é um conhecimento independente da China. A direção do desenvolvimento da nova geração de revestimentos anticorrosivos para serviços pesados ​​com direitos de propriedade ajudará a quebrar o monopólio de muitas gigantes estrangeiras de revestimentos em 80% do mercado chinês de revestimentos anticorrosivos pesados.

Atualmente, a equipe técnica compilou normas técnicas, como as "Condições Técnicas e Normas de Aceitação para o Sistema de Revestimento Anticorrosivo Durável de Ultralonga Durabilidade para a Ponte da Baía de Quanzhou e a Ponte da Baía de Anhai". O sistema de revestimento também foi aplicado à estrutura de aço da Ponte Ferroviária de Alta Velocidade Transmarina da Baía de Quanzhou e da Ponte Transmarina da Baía de Anhai, abrangendo diversas estruturas de aço, como vigas de caixa de aço, vigas treliçadas de aço e componentes auxiliares de aço (grades). Planeja-se sua popularização e aplicação em Guangzhou. Estrutura de aço da ponte para a Ferrovia de Alta Velocidade de Zhanjiang.