不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析

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海洋船舶钢结构的耐腐蚀性能分析与改进策略

海洋船舶钢结构的耐腐蚀性能分析与改进策略

海洋船舶钢结构的耐腐蚀性能分析与改进策略2身份证号码:3身份证号码:摘要:本文针对海洋船舶钢结构的耐腐蚀性能进行了分析与改进策略的探讨。

首先介绍了海洋环境对钢结构的腐蚀机理和影响因素,然后提出了耐腐蚀性能的分析方法,包括实验室模拟腐蚀试验、现场腐蚀监测与数据采集以及腐蚀损伤评估与寿命预测。

接着,从材料选型与优化、结构设计与优化以及腐蚀监测与维护三个方面探讨了改进策略与实践。

最后总结了文章的主要内容。

关键词:海洋船舶;钢结构;耐腐蚀性能一、引言海洋船舶作为重要的运输工具,在恶劣的海洋环境下长期使用,其钢结构容易受到腐蚀的影响而导致安全隐患。

因此,研究海洋船舶钢结构的耐腐蚀性能,并制定相应的改进策略,对于保障船舶的安全运行具有重要意义。

本文将从腐蚀机理和影响因素入手,介绍耐腐蚀性能的分析方法,并提出材料选型与优化、结构设计与优化以及腐蚀监测与维护等方面的改进策略与实践。

二、海洋船舶钢结构的腐蚀机理与影响因素2.1海洋环境对钢结构的腐蚀机理海洋环境中存在着许多导致钢结构腐蚀的因素。

首先,海水中的氧气和水分会与金属表面发生反应,形成氧化物或氢氧化物,并进一步促使电化学腐蚀过程的发生。

其次,海水中含有丰富的盐类,特别是氯离子,它们具有强烈的腐蚀性,能够加速钢材表面的腐蚀速率。

此外,海洋环境中还存在其他腐蚀介质,如硫化物、硝酸根等,它们也会对钢结构产生不同程度的腐蚀作用。

同时,温度、湿度、流速等环境参数的变化也会影响腐蚀的发生和发展。

2.2影响耐腐蚀性能的主要因素影响海洋船舶钢结构耐腐蚀性能的主要因素包括材料本身的抗腐蚀能力、结构设计的合理性以及维护保养的情况。

首先,材料的抗腐蚀能力是决定耐腐蚀性能的关键因素,包括材料的化学成分、晶体结构和表面处理等。

其次,结构设计的合理性对于减少腐蚀损伤具有重要意义,如优化布局、减少接触面积以及采用防护措施等。

最后,维护保养的情况直接影响钢结构的耐腐蚀性能,包括定期检查、清洁和涂层修复等。

不锈钢管道焊接处海水腐蚀失效分析与机理研究

不锈钢管道焊接处海水腐蚀失效分析与机理研究
不锈钢管道焊接处海水腐蚀失效分析与机理研究
车俊铁 1,2 姬忠礼 1 黄俊华 1
(1 中国石油大学(北京),北京 102249;2 北京石油化工学院,北京 102617)
摘要:海水淡化管线系统腐蚀泄漏给淡水生产带来巨大经济损失,经现场腐蚀泄漏管线的观测和归纳,泄 漏基本发生在焊接处。本文针对不锈钢管道焊缝及其附近区域进行深入腐蚀失效分析研究,通过化学成分 分析、金相实验、腐蚀实验、X 射线衍射物相分析,σ相鉴别等实验分析手段,得到其腐蚀失效机理。 关键词:海水腐蚀 腐蚀失效分析 热影响区 σ相 分类号: TG1
表 3 XRD 样品峰值与 PDF 卡片匹配信息
通过 PDF 卡片查找, 确定物相为 Cr0.19Fe0.7Ni0.11 (基体)和 Fe-Cr(σ相) 。为了进一步得到σ相在 物相中的含量,采用 XRD 物相定量计算(直接对比 法)得出σ相含量约为 4.68 %,其余为奥氏体相
【3】
2.5 σ相的鉴别 采用碱性赤血盐水溶液(赤血盐 10 g + 氢氧 化钾 10 g + 水 100 ml)来鉴别钢中 σ 相。方法 是将试样在该试剂中煮沸 2~4 min,奥氏体显光 亮色,σ 相由褐色变为黑色。如图 15 所示。
44.444ຫໍສະໝຸດ 74.5614000
50.682
90
2θ 角
图 14 XRD 衍射峰图
物相 No 1:33-0397 Cr0.19Fe0.7Ni0.11 物相 No 2:34-0396 Fe-Cr(σ相) 样品峰 1 2 3 4 5 6 7 2θ 43.556 44.444 50.682 64.794 74.561 77.881 81.811 d(A) 2.0762 2.0367 1.7997 1.4377 1.2717 1.2255 1.1763 峰高 I 11012 176 2036 68 2102 31 23 I% 999 15 184 6 190 2 2 34-0396 1.174 499 2 1 1 82.064 -.253 卡片号 33-0397 34-0396 33-0397 34-0396 33-0397 1.438 199 2 0 0 64.836 -.042 2.035 999 1 1 0 44.521 -.077 d(A) I% h k l 2θ △2θ

不锈钢在海水中腐蚀特性研究进展

不锈钢在海水中腐蚀特性研究进展

1 不锈钢在海水中的腐蚀机理分析
不锈钢的耐腐蚀性能主要依靠钝化膜的隔离作 用。不锈钢表面的 钝 化 膜 由 两 部 分 组 成,内 层 以 铬 的 氧 化 物 为 主 ,对 腐 蚀 性 离 子 有 较 强 的 阻 挡 作 用 ,而 外层以铁的氧化物和氢氧化物为主。钝化膜的形成 能力和保 护 性 能 决 定 不 锈 钢 的 耐 腐 蚀 性。 海 水 中 Cl- 及 SO24- 浓 度 非 常 高,Cl- 对 钝 化 膜 有 腐 蚀 作 用,所以海水中 Cl- 浓度越大,钝化膜 腐 蚀 溶 解 速 率 就 越 大 ,钝 化 膜 的 稳 定 性 能 越 差 ,不 锈 钢 材 料 表 面 形 成的钝化膜 变 得 更 疏 松,均 匀 性 更 差,钝 化 膜 被 破 坏,因此不锈钢被海水侵蚀 。 [6] 王志强等研究发 现, 海洋环境根据其性质的不同可分为5个腐蚀区域, 分别为海底泥土 区、海 水 全 浸 区、海 水 潮 差 区、浪 花 飞溅 区 以 及 海 洋 大 气 区[7]。5个 腐 蚀 区 及 不 锈 钢 在
ShaoDongxue,Wu Ming,XieFei,WangDan
(CollegeofPetroleum Engineering,LiaoningShihuaUniversity,FushunLiaoning113001,China) Abstract: Stainlesssteelwaswidelyusedinindustrialproductionwithitsexcellentoxidationresistance,corrosionresistance andotherproperties.Butinthe marineenvironment,thestainlesssteelmaterialwasaffectedbytheseawaterenvironment

海洋金属腐蚀浅析word版本

海洋金属腐蚀浅析word版本

海洋金属腐蚀浅析海洋金属腐蚀浅析摘要:随着经济建设的飞速发展和科学技术水平的逐渐提高, 我国的海洋开发事业有了突飞猛进的发展,海洋构筑物也越来越多。

例如: 海上固定钻井平台和辅助平台、海底油气输送管线、栈桥、码头和船舶等。

这些设施大都是由金属材料, 特别是由钢铁建造而成。

因此, 研究钢铁在海洋环境中的腐蚀规律及控制腐蚀的方法, 对延长海洋钢铁设施的使用寿命, 保证海上钢铁结构物的正常运行和安全以及促进海洋经济的发展, 具有十分重要的意义。

洋环境中使用的金属材料日益增加金属在海洋中的腐蚀与防护研究就更为各国所重视。

船舶腐蚀控制系统的状况对于保持维护船舶结构起到关键性作用, 一旦防腐涂层受到损坏, 随之而来的腐蚀将使船舶结构的完整性受到破坏, 不但要花费大量资源进行修理, 还难于彻底恢复。

因此,适时地对船舶金属腐蚀进行检验, 并采用适当措施对于失效涂层进行处理, 不但能节省大量资源, 有效地延长船舶使用寿命, 而且对改善船容船貌大有好处。

有鉴于此, 文中通过对船舶金属腐蚀机理及表现、船舶结构防腐要求和防腐蚀系统分类等相关问题的分析, 对腐蚀涂层失效检验要求和对策进。

关键词:金属腐蚀防护海洋船舶正文:1.腐蚀类型在海洋环境中的金属构件, 腐蚀类型主要有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、冲击腐蚀、空泡腐蚀、电偶腐蚀、腐蚀疲劳等, 这些腐蚀类型往往与结构设计或冶金因素有关。

均匀腐蚀: 均匀腐蚀是指在金属表面几乎以相同的速度所进行的腐蚀, 这与在金属表面上所产生的任意形成的全面腐蚀不同。

均匀腐蚀一般发生在阳极区和阴极区难以区分的地方。

点蚀: 金属表面局部区域内出现的腐蚀称为点蚀, 表面的其余部分则往往无任何明显的腐蚀。

暴露在海洋大气中的金属上的点蚀, 可能是由分散的盐粒或大气污染物引起的, 表面状态或冶金因素, 如夹杂物、保护膜的破裂、偏析和表面缺陷, 也能引起点蚀。

缝隙腐蚀: 缝隙腐蚀通常在海水全浸区或者在浪花飞溅区最严重。

海洋环境桥梁钢材腐蚀失效案例

海洋环境桥梁钢材腐蚀失效案例

海洋环境桥梁钢材腐蚀失效案例近年来,随着海洋经济的快速发展,对于海洋环境下钢材腐蚀失效的研究也日益重要。

钢材在海洋环境下,易受海水中的氯离子、硫化物、碳酸盐等腐蚀介质的侵蚀,从而导致结构件的腐蚀失效。

本文将介绍几个发生在海洋环境下的钢材腐蚀失效案例。

第一个案例是一座跨越海湾的大型桥梁,该桥梁使用的是普通碳素结构钢,设计寿命为50年。

然而,在建成不到20年的时间里,该桥梁的钢材出现了明显的腐蚀失效,导致桥梁结构的安全性受到了威胁。

经过调查研究,发现该桥梁所处的海湾水域含氯离子和硫化物浓度较高,以及部分区域存在局部腐蚀的加剧,这些因素都是导致钢材腐蚀失效的主要原因。

第二个案例是一座海上风电场的钢制平台,该平台使用的是高强度合金钢,设计寿命为20年。

然而,在使用不到10年的时间里,该平台的钢材出现了严重的腐蚀失效,导致平台结构的稳定性和安全性受到了严重威胁。

经过调查研究,发现该平台所处的海域水质较差,海水中的氯离子浓度较高,以及钢材表面存在划伤和毛刺等缺陷,这些因素都是导致钢材腐蚀失效的主要原因。

第三个案例是一座海上石油平台,该平台使用的是特种耐蚀钢,设计寿命为30年。

然而,在使用不到20年的时间里,该平台的钢材也出现了明显的腐蚀失效,导致平台结构的安全性受到了威胁。

经过调查研究,发现该平台所处的海域存在海水中的碳酸盐、氯离子等腐蚀介质,以及钢材表面存在微小的缺陷,这些因素都是导致钢材腐蚀失效的主要原因。

综上所述,海洋环境下钢材腐蚀失效是一个复杂的问题,需要从多个方面进行研究和探索。

未来,需要加强对海洋环境下钢材腐蚀失效的预防和控制,提高钢材的耐蚀性和使用寿命,为海洋工程建设提供更加可靠的保障。

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析船舶作为重要的运输工具,长期受到海水腐蚀的影响,容易发生腐蚀现象。

腐蚀会严重影响船舶的安全性能和使用寿命,因此对船舶腐蚀原因及防腐措施进行分析十分重要。

本文将从船舶腐蚀的原因入手,结合船舶腐蚀的分类,介绍船舶腐蚀的主要原因及防腐措施。

一、船舶腐蚀的分类船舶腐蚀主要可以分为结构腐蚀和设备腐蚀两大类。

结构腐蚀是指船舶主体结构受到海水等环境因素影响产生的腐蚀,主要包括船体、甲板、船底、舱口等部位。

设备腐蚀是指船舶设备、机械零部件等受到海水等环境因素影响产生的腐蚀,主要包括船用机械设备、管道、阀门、泵等。

结构腐蚀和设备腐蚀都是船舶腐蚀的重要类型,对船舶的使用寿命和安全性能影响较大。

二、船舶腐蚀的主要原因1. 海水中的含盐量海水中含有大量的盐分,盐分可以加速金属材料的腐蚀,尤其是在海水中的金属材料在受到机械损伤后更容易发生腐蚀。

海水中的盐分是船舶腐蚀的主要原因之一。

2. 电化学腐蚀船舶是一个复杂的电化学系统,船舶结构及设备上的金属材料产生电流并与海水中的盐分产生电化学反应,从而发生电化学腐蚀。

电化学腐蚀是船舶腐蚀的常见原因之一。

3. 海水的温度和湿度海水的温度和湿度对船舶腐蚀也有一定的影响,海水温度越高,湿度越大,船舶腐蚀就会越严重。

海水的温度和湿度也是船舶腐蚀的重要原因。

4. 金属材料的选择和质量船舶上所使用的金属材料的选择和质量也会影响船舶腐蚀的严重程度,质量较差的金属材料容易受到海水腐蚀的影响,从而引发船舶腐蚀问题。

5. 机械损伤和使用年限船舶在使用过程中可能会受到各种机械损伤,机械损伤会使船舶结构及设备上的金属材料暴露在海水中,加速发生腐蚀。

船舶的使用年限也会导致金属材料老化,降低其抗腐蚀性能。

三、船舶腐蚀防腐措施1. 选用耐腐蚀材料在船舶结构及设备的设计和制造过程中,应该选择耐腐蚀的金属材料,如不锈钢、铝合金等,以提高船舶对海水腐蚀的抵抗能力。

2. 防腐涂层在船舶结构及设备表面涂刷防腐蚀涂层,以形成一层保护膜,防止金属材料接触到海水,减缓金属材料的腐蚀速度。

钢质渔船船体腐蚀的原因及对策

钢质渔船船体腐蚀的原因及对策

用 技

2006 年第 10 期
O C EA N AND
V 质渔 船 船体腐蚀 的原 因及 对策
随着渔业的发展, 渔船特别是大型远洋渔船大都采用钢 质船体, 钢质船体在抗风性能以及抗撞能力上有着其他材质 船体不可比拟的优越性。但由于渔民知识和观念 L 的原因, 对钢质船体的保养未必能达到最佳状态, 笔者认为有必要探 讨钢质渔船船体腐蚀的原因, 找出对策, 让渔民群众更合理 地使用钢质渔船, 并尽可能节省修理费用。
一、 船体腐蚀 的原因
金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两类。 化学腐蚀是 金属表面与介质发生化学作用而引起的。 氧化作用是常见的 一种化学腐蚀现象, 也就是我们通常所说的“ 生锈”其特点 , 是在作用过程中没有电流产生, 电化学腐蚀是金属在电解质 中, 它的表面发生电解作用而使金属受到腐蚀, 它的特点是 在反应过程中有电流产生。海水是一种较强的电解质溶液, 特别是近岸海水中有许多陆地上排出的未经处理的工业污 水, 这些污水是一种更强电解质溶液, 钢质渔船长时间在这 种溶液中浸泡, 对船体造成的腐蚀比 较严重。因此钢质渔船 船体的腐蚀原因主要是电化学腐蚀。 电化学腐蚀的主要原理是 :两种不同金属在电解质溶液 中相接触 , 电极电位较低的金属容易放出电子成为阳极而受 到腐蚀。钢合金的车叶的电极电位比钢板高, 使周围钢板成 为阳极而受到严重腐蚀; 同时, 这种腐蚀也发生在同一金属 中, 钢板中由于存在不同化学成分和各部位物理性质的不一 致也产生电化学腐蚀现象, 钢板中的碳以及其他少量金属及 杂质的电极电位比铁高, 铁成为阳极而被腐蚀;钢板被加工, 变形大的部位, 折角处和焊缝等部位成为阳极而容易腐蚀。 同一样金属, 它的理化性质也不同, 浸在不同浓度的两种电 解质溶液中, 也产生电位差和电流, 因此, 当钢铁船体在海水 中, 水表面层的氧浓度比深水出高, 处于氧浓度低的水中的 钢铁成为阳极而被腐蚀。钢铁有裂缝时, 裂缝表面的高氧浓 度区、 裂缝深处则为低氧浓度区, 因此裂缝深处为阳极而被 腐蚀, 裂缝将不断地向钢铁内部发展。当船舶航行在近岸海 域时, 由于这些海域中有陆地上未经处理而排放的污水或甲 板上堆积了垃圾、 烂鱼的积水, 对钢板的腐蚀既有电化腐蚀 现象, 也有化学腐蚀现象, 腐蚀特别严重。 二、 常见的腐蚀现象 1、 全面腐蚀 这种腐蚀均匀地发生在金属表面, 如钢板表面上产生的 均匀薄锈 、 经常浸在海水部分的硬层锈 、 经常受干湿交替作 用而产生的一层层的层锈。 2、 局部腐蚀 这种腐蚀主要是斑点状的麻子锈, 这种锈很浅, 但不及 时保养, 就会往深处发展成为钉子锈, 有的局部腐蚀成小堆 小片, 这就是鸡屎锈;还有裂缝处的裂缝腐蚀。 三、 船体防腐蚀的对策 1、 涂层保护 也就是涂油漆, 使钢板表面与空气、 水分、 光及各种腐 日 蚀物质等外界介质隔绝,以防止化学腐蚀和电化学腐蚀, 这

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐措施探究

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐措施探究

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐措施探究海水是含盐浓度非常高的电解质溶液,是一种腐蚀性较强的天然腐蚀剂。

船舶终年漂泊于海上,受到海水的腐蚀是无法避免的。

大多数海水管系处于潮湿、高温的恶劣环境中,安装布置空间狭小,维修保养困难,加之管系使用的管材多为金属,因此不可避免的面临着腐蚀问题。

标签:船舶;海水管系;防腐措施1、海水管系其腐蚀机理分析在所有的海水管系中都有不同程度的腐蚀,但一般会在一些特殊位置其腐蚀会更加严重:如海水管系的阀门、出口及泵出口、汇流及分流、拐角、异径以及海底门等部位。

这些位置因为其形状的变化、快速开合的阀门及转换,都会导致管内部发生水流速度的急剧变化,使得管内部压力也随之变化,引起水击现象。

这种现象发生的时候,管内部的压力变得特别大,且频率也很高,致使腐蚀的速度加剧,甚至会使得水管发生爆裂现象。

船舶海水管系的腐蚀多种多样,其中包括直接接触腐蚀、冲击腐蚀、应力腐蚀和空泡腐蚀,这是几种较为常见的腐蚀方式,另外还有好多其他的腐蚀方式,都严重影响了船舶海水管系的正常工作。

2、船舶海水管系腐蚀的原因2.1管系的材质管系材质的耐蚀性是影响海水管系腐蚀破坏的主要因素,是管系的固有特性,因海水管道材料大都与输送介质直接接触。

常用的海水管路材料耐蚀性能递增顺序为:钢、镀锌钢、铝黄铜、铜镍合金、70-30铜镍合金。

2.2腐蚀的环境使用船舶或潜艇的海水系管时,会受到流动海水对它的冲刷,在未使用时受到的是海洋潮湿的大气作用及海水的浸蚀。

常常在淡水(河水)港停泊的船舶或舰艇管系,因为容易受到特质沉积作用及被污染河水等的作用,不但其沉积腐蚀增大,还会遭受到酸性海水对其的腐蚀,使得管系破损的速度加快。

2.3海水流速管系使用时,海水在管内是流动的,流速越高,越容易发生紊流,尤其是含盐量及含砂量高的海水,会加剧管系的磨蚀和腐蚀:其一对钢管内壁形成较大的冲刷作用力,会冲刷掉金属表面的各种保护膜;其二使空气中的氧扩散到金属表面的流速加快,使管壁处的氧供应量得到充分保证,因而氧的去极化作用一直处于高峰状态,加剧了电化学腐蚀;其三流速超过一定极限后,与海水接触的管系表面不断地有空气泡或蒸汽泡形成和破灭,其冲击压力很大,形成气蚀,加剧电化学腐蚀。

海洋系泊链钢磨蚀损伤规律研究

海洋系泊链钢磨蚀损伤规律研究

硕士学位论文海洋系泊链钢磨蚀损伤规律研究TheResearchofCorrosiveWearDamageofMarineEngineeringChainLink学号:21108048大连理工大学DalianUniversityofTechnology摘要近年来,随着海洋工程需求的不断增加,对锚链结构强度的要求越来越高。

锚链在服役期间,必然会遭受腐蚀与磨损的联合作用,且二者之间相互促进。

然而,现阶段学者对锚链腐蚀和磨损的耦合作用研究依然未形成统一的认识,难以准确评估锚链在服役期内的强度安全。

本文的前期工作中提出了锚链在服役期间内的腐蚀磨损累积损伤的数值评估方法,该方法同时考虑了锚链在海水复杂环境中的环体腐蚀和链环间接触面的磨损。

但前期工作中对该方法所需的海洋系泊链钢材料属性参数的选取并不准确,且并未进行相应试验来对该评估方法的正确性和可靠性加以验证。

基于上述研究目标,首先以22MnCrNIMo低碳低合金钢作为试验材料,对其进行硬度试验、人工海水腐蚀试验以及腐蚀磨损试验等多个试验研究。

试验结果表明锚链系泊链钢的宏观硬度大约为300HV;在人工海水中的腐蚀速率为0.12mm/year;磨损量会随着载荷和磨程的增加而逐步增加,且增加趋势趋于线性。

其次,通过对试验结果的研究分析,确定了评估方法所需参数,并从多个方面对评估方法进行了优化和完善。

本文对不同载荷、转速和时间下锚链系泊链钢的磨损性能进行分析后确定该种钢材料的磨损系数k为2.657X10一。

此外,从计算间隔和磨损表面间隙两方面也对该评估方法进行了改进。

这些改进不仅增强了磨蚀计算的稳定性,也大大缩短了计算时间,提高了计算效率。

最后,将改进后的评估方法计算结果与试验结果进行对比验证来确定该评估方法的准确性与可靠性。

验证结果显示:仿真值总体上略大于试验值,但随着载荷和磨程的增加,二者之间的差异会逐渐减小。

在试验和计算误差内,试验值与仿真值吻合十分良好,从而证明了本项目提出的锚链腐蚀损失累积评估方法的正确性与可靠性。

不锈钢管道焊缝区域的海水腐蚀性能

不锈钢管道焊缝区域的海水腐蚀性能

腐蚀与防护文章编号:1003 1545(2007)01 0044 03不锈钢管道焊缝区域的海水腐蚀性能车俊铁1,2,黄俊华2(1.北京石油化工学院,北京 102617;2.中国石油大学(北京),北京 102249)摘 要:通过化学成分分析、金相试验和腐蚀试验,分析了不锈钢管道焊缝及附近区域耐海水腐蚀的特点,揭示了该焊缝及附近区域的海水腐蚀规律,并总结出该焊缝及附近区域金相组织变化对耐海水腐蚀性能的影响。

关键词:海水腐蚀;焊缝;金相组织;夹杂物中图分类号:T G1 文献标识码:A收稿日期:2006 09 07在通常情况下,海水对金属管道有强烈的腐蚀作用,一般采用特殊不锈钢管道施工,但在管道焊缝及其附近区域腐蚀最严重,给实际生产带来巨大安全隐患和经济损失。

为解决不锈钢管道焊缝及其附近区域耐海水腐蚀性差的问题,本文进行了针对性试验研究。

1 试验方法试验管材为00Cr18Ni14Mo2Cu2奥氏体不锈钢,焊接材料为A032奥氏体不锈钢焊条,采用普通电弧手工焊接方法施焊,焊后未热处理。

对焊后试样进行能谱分析和定量化学成分分析、金相(金相夹杂物和金相组织)分析。

用SCE(汞/甘汞 饱和KCl)电极作为参比电极来衡量工作电极的电位,辅助电极为暗黑铂电极,采用407合成胶密封试样。

电化学试验介质溶液的组成为:4.35%NaCl 水溶液(模拟海水成分),温度为25 。

试样有效工作面积约0.5cm 2,扫描速率为2mV/s 。

分别取母材区(BMZ)、焊缝区(WZ)和影响区(HAZ)进行试验。

2 结果分析2.1 成分分析母材区、热影响区和焊缝区的能谱峰图如图1~3所示,分析结果如表1所示。

表1 化学成分1)(w )%部位Si M n N i Cr M o Cu Fe 焊缝区0.35极少14.1317.74 1.32极少其余热影响区0.350.8113.2915.90 1.60 1.48其余母材0.21 1.0312.6516.38 1.69 1.87其余G B/T 14976-200200Cr18Ni14M o2Cu21.002.0012.00~16.0017.00~19.001.2~2.751.00~2.50其余注1):C 、S 、P 、Si 等微量元素均符合GB/T 14976-2002!流体输送用不锈钢无缝钢管∀对00Cr18Ni14Mo2Cu2母材的要求,在焊缝区和影响区C 、S 、P 等微量元素基本无变化。

不锈钢化学品船中不锈钢存在的腐蚀研究及预防

不锈钢化学品船中不锈钢存在的腐蚀研究及预防
级 和9)O 级 不 锈 钢 散 化 船 总 探 讨 不 锈 ( 吨 0 钢 存 在 腐 蚀 因数 和 防 护 措 施 。
力 , 洗 处 理 不 当 或 在母 材上 随 意 打 弧 , 酸
又称 孔 蚀 , 在 不 锈 钢 表 面 产 生 4 L 焊 接 接 头 设 计不 合 理 造 成 应 力 集 中 或 腐 是 q
残 余拉 应 力, 接 接头 的组织 变 化 , 焊 焊
二、 腐蚀 类型
前 的 各 种 热 加 工 、 加 工 引 起 的残 余 应 冷
完 工 时其 不 锈 铡 表 面 腐 蚀 较 严 重 。 者 1 点 蚀 : 笔 、 结 合 中 船 重 工 川 东造 船厂 建 造 的 3 0  ̄ I 00
不锈钢 化 学 品船 中不 锈钢 存在 的腐蚀研究及预 防
范 华 兵
艺 是 防止 发 生 点蚀 的重 要 措 施 。 具体 有不
锈 钢材 料 不 能与 碳 钢混 合 堆放 , 内场 堆 在 放和 制 作 分段 时应 采 用 木 质垫 , 加工 场 地
应 保 持 清 洁 、 燥 。 锈钢 板和 不 锈 钢 管 干 不 下料 时不 能使 用碳 钢器 具 以防渗 碳 , 可使
除所 有焊 渣 , 飞溅 物 , 污点 。 作 完 毕应 在 制
不锈 钢表 面 覆 盖 一层 防 护膜 , 以防雨水 和
并提 出减少腐蚀所采 取的应对措施 。
关键 词 :不锈 钢 ; 化学 品船 ;腐 蚀 ;防 护
其它 飞 溅 。 液货 舱 内的胎 架 、 手 架 与不 脚 锈钢 表 丽接 触 的一端 焊 接 不锈 钢 垫板 , 或 者 插 入 木 楔等 。 舶 航行 时 如 需在 液 货舱 船
货 管 绝 大 部 分 采 用 不 锈 钢 , 了 确 保 在化学品船建造 过程 中, 为 不锈钢主要 有点 耐 腐 蚀 性 、 接 性 和 经 济 性 , 常选 用 焊 通

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析【摘要】船舶腐蚀是造成船舶性能下降、安全隐患增加的主要问题之一。

本文从腐蚀原因分析入手,介绍了金属腐蚀机理和腐蚀防护技术,探讨了防腐措施建议和涂料防腐技术。

随后强调船舶腐蚀防护的重要性,指出未来发展趋势,并做出总结。

船舶腐蚀的防治需要综合使用多种技术手段,加强预防和维护,及时发现和修复腐蚀问题,以保障船舶的安全和延长使用寿命。

通过不断研究和创新,应用更先进的防腐技术,为船舶工业的健康发展提供保障。

【关键词】船舶腐蚀、原因、防腐措施、金属腐蚀、防护技术、建议、涂料、重要性、发展趋势、总结1. 引言1.1 船舶腐蚀原因及防腐措施分析船舶腐蚀一直是船舶运输领域中的重要问题,容易导致船舶结构损坏,影响船舶的安全性和寿命。

腐蚀的原因多种多样,包括环境因素、金属材料本身的特性以及船舶运行情况等。

为了有效防止船舶腐蚀,需要对腐蚀的机理进行深入分析,并采取有效的防腐措施。

金属腐蚀的机理主要包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀等多种方式。

在海洋环境中,盐雾、潮湿和氧气是导致金属腐蚀的主要因素,特别是海水中的氯离子会加速金属的腐蚀速度。

为了有效防止船舶腐蚀,船舶建造和维护时需要采用各种腐蚀防护技术,如防腐涂层、防腐涂料和阳极保护等。

定期检查和保养船舶结构也是预防腐蚀的重要措施。

在未来,随着科技的不断发展,船舶腐蚀防护技术将会更加智能化和高效化,为船舶的安全性和寿命提供更好的保障。

船舶腐蚀防护的重要性不可忽视,需要持续关注和改进相关技术,确保船舶运行的安全和稳定。

2. 正文2.1 腐蚀原因分析腐蚀是船舶制造和运营过程中普遍存在的问题,严重影响船舶的使用寿命和安全性。

船舶腐蚀的主要原因可以分为以下几个方面:1. 海水氧化腐蚀:船舶在海上长期接触海水,海水中含有各种盐类和氧气,使金属表面形成一层氧化物,从而加速了金属的腐蚀速度。

2. 海洋生物腐蚀:海洋中存在各种微生物和海洋生物,它们会在船舶表面产生生物膜,导致金属腐蚀。

不锈钢海水的腐蚀研究

不锈钢海水的腐蚀研究

不锈钢海水的腐蚀研究不锈钢保护膜海水腐蚀原理腐蚀原理浸入海水中的金属,表面会出现稳定的电极电势)。

由于金属有晶界存在,物理性质不均一;实际的金属材料总含有些杂质,化学性质也不均一;加上海水中溶解氧的浓度和海水的温度等,可能分布不均匀,因此金属表面上各部位的电势不同,形成了局部的腐蚀电池或微电池。

电势较高的部位为阴极,较低的为阳极。

电势较高的金属,如铁,腐蚀时阳极进行铁的氧化:?Fe→Fe 2e释放的电子从阳极流向阴极,使氧在阴极被还原:?O 2HO 4e→4OH氢氧离子经海水介质移向阳极,与亚铁离子生成氢氧化亚铁:?Fe 2OH→Fe(OH)它易与海水中的溶解氧反应生成氢氧化铁。

后者经部分脱水成为铁锈FeO?HO,它的结构疏松,对金属的保护性能低。

电势较低的金属,例如镁,被海水腐蚀时,镁作为阳极而被溶解,阴极处释放出氢。

当电势不同的两种金属在海水中接触时,也形成腐蚀电池,发生接触腐蚀。

例如锌和铁在海水中接触时,因锌的电势较低,腐蚀加快;铁的电势较高,腐蚀变慢,甚至停止。

工业用的大多数金属,金属状态不稳定,在海水中有转变成化合物或离子态物质的倾向。

但是金和铂等贵金属,金属状态稳定,在海水中不发生腐蚀。

海洋环境对金属腐蚀的影响金属在海水中的腐蚀,影响因素很多,包括化学、物理和生物等因素。

化学因素①溶解氧。

海水溶解氧的含量越多,金属的腐蚀速度越快。

但对于铝和不锈钢一类金属,当其被氧化时,表面形成一薄层氧化膜,保护金属不再被腐蚀,即保持了钝态。

此外,在没有溶解氧的海水中,铜和铁几乎不受腐蚀。

②盐度。

海水含盐量较高,其中所含的钙离子和镁离子,能够在金属表面析出碳酸钙和氢氧化镁的沉淀,对金属有一定的保护作用。

河口区海水的盐度低,钙和镁的含量较小,金属的腐蚀性增加。

海水中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜,并能与金属离子形成络合物,后者在水解时产生氢离子,使海水的酸度增大,使金属的局部腐蚀加强。

③酸碱度。

用pH值表示。

(船舶设计)钢质海船的防腐蚀

(船舶设计)钢质海船的防腐蚀
#" 按环境分类 #) 湿蚀:包括水溶液腐蚀( 海水、淡水和其他溶液腐蚀)、大气腐蚀、土壤腐蚀和化学药品腐蚀等。 &) 干蚀:包括高温氧化腐蚀、硫腐蚀、氢腐蚀、钒腐蚀、熔盐腐蚀和羰基腐蚀等。 $) 微生物腐蚀:包括细菌腐蚀、真菌腐蚀、硫化菌腐蚀和藻类腐蚀等。 &" 按腐蚀形态分类 #) 全面腐蚀:在整个表面上发生的均匀腐蚀。 &) 局部腐蚀:包括晶间腐蚀、点蚀,缝隙腐蚀和合金选择腐蚀( 如黄铜脱锌、铝青铜脱铅等) 等。 $" 按腐蚀现象和腐蚀原因分类 #) 晶间腐蚀:是在金属 的 微 小 晶 粒 四 周 发 生 的 腐 蚀 现 象。这 种 腐 蚀 危 害 性 极 大,会 导 致 应 力 集 中, 引起应力腐蚀开裂,也可使金属发生片状或粉状脱落。 &) 电偶腐蚀:是两种金属相互接触于电解质水溶液时发生类似于电池作用的腐蚀现象。 $) 缝隙腐蚀:是在金属表面有缝隙的地方,如铆钉或螺钉的接头处,焊缝的裂缝处产生的腐蚀现象。 这是一种比较普遍,且危害性比较严重的腐蚀现象。其原因很多,主要是: ’" 由于毛细管作用,在缝隙中易于积存水分和电解质。 (" 在缝隙内部缺氧,而缝隙外部含氧量比较多,于是形成了氧浓差电池,缝隙内部成了阳极,因而腐 蚀速度很快。 )" 缝隙内外的腐蚀产物,铁离子浓度不同,形成另一种浓差电池,缝隙内部成为阳极,使缝隙越腐蚀 越宽。 *" 钢铁表面存在着氧化皮,电位较正的成为阴极,铁本身成为阳极,如果氧化皮产生了裂缝,铁就会 发生电偶腐蚀使裂缝加深。 金属表面上局限在点或孔穴这样小面积上的腐蚀,叫做点蚀。点蚀的原因类似于缝隙腐蚀。点蚀对不 锈钢危害极大。 !) 积物腐蚀:积物包括积液和沉积固体两类,形成残留液腐蚀,附着物腐蚀和水垢腐蚀等。 +) 电腐蚀:通过金属表面流往周围电解质的杂散电 流 作 用 下 造 成 金 属 离 子 大 量 进 入 电 解 质 溶 液 而 产 生的腐蚀。如在修造船时,船舶靠岸停泊中焊接供电不正确,引起严重腐蚀。 ,) 露点腐蚀:气温降低到露点以下,水蒸气在金属表面凝结成露,当金属表面的积尘中 含 有 的 电 解 质溶于露水中,便会产生较严重的腐蚀。 !" 动态环境中的腐蚀 #) 应力腐蚀开裂:在特定的腐蚀性环境下( 高温、硫化氢及其他腐蚀解质),金属材料同时受到应力 作用和化学腐蚀作用而发生开裂的现象。应力包括外加应力和内应力,金属非应力区为阴极,应力区为阳 极有加速腐蚀作用,形成细小裂缝,伴生缝隙腐蚀,使应力更加集中在细缝处,如此恶性循环将导致材料 完全破坏。 &) 腐蚀疲劳:金属材料长时间,反复地经受应力和腐蚀两种作用而发生的一种疲劳现 象,引 起 金 属 强度降低。 $) 冲刷腐蚀:由于流体高速流动或涡流,紊流或流体内部悬浮的固体粒子冲刷金属材 料 的 表 面,金 属表面的保护膜被机械磨损和剥离,使金属材料的表面被活化,加快了腐蚀速度。 !) 空蚀:是冲刷腐蚀的一种特殊形式,它是流动液体中的气泡所形成的腐蚀,又称气泡腐蚀。

不锈钢化学品船腐蚀因素及防护措施分析

不锈钢化学品船腐蚀因素及防护措施分析
过程 中,不锈 钢主 要有 点腐 蚀 、应力 腐蚀 、晶间腐 蚀 和缝 隙腐 蚀 。
不锈钢 材 料不 能 与碳钢 混 合堆放 ,在 内场堆 放和 制 作 分段 时应 采 用木 质垫 ,加 工场 地应 保持 清洁 、干 燥 ;不 锈钢 板 、管下料 时不 能使用 碳钢 器具 以防渗
碳 ,可 使用 等 离子 切割 ;内场每 一 分段制 作完 毕 , 应 立 即对 不 锈 钢 焊 缝 和 液 货舱 表 面 进 行 打 磨和 抛
加剧 _。 1 1
钢 散 货 船 出现 的 问题 来 探 讨 不 锈 钢 的 腐蚀 因数 和 防护措 施 。
点蚀 常发 生于 不锈 钢表 面 的缺 陷部位 ,如焊 接
1 不锈 钢 特 性
所 谓“ 不锈钢 ” 是指 在 大气 及弱 腐蚀 介质 中耐腐 蚀 的钢 。其 耐腐 蚀性 主 要是 因 为在钢 中添 加 了较 高
光 ,清 除所 有焊 渣 ,飞溅 物 ,污 点 ,并 在 不锈钢 表
面 覆盖 一层 防护 膜 , 以防雨水 和 其它 飞溅 ;液货 舱
作者简介: 范华兵,男,工程师 。17 生,l9 年 毕业 94年 98 于武 汉交通科 技大学机 械设计与制造专业 , 现主
要 从 事船 舶轮 机 检 验 。 收 稿 日期 :2 1 8 0 0 00 6
常小 ,阳极 上 流过 的腐 蚀 电流密 度很 大 ,造 成很 高
确 保耐腐 蚀 性 、焊 接性 和经 济 性 ,通 常选 用 的不 锈
钢 有 3 6 ( 0 订7 lMo ) 0 L ( C lNi) l L 0 C Ni4 2 、3 4 0 r 8 9 及 20 5双 相不 锈钢 ( 2 C 2 NiMo N) 但 部 分 2 0 2 r3 5 3 ,

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施

船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施第3期(总第129期)2011年12月船舶设计通讯JOURNAL0FSHIPDESIGNNO.3(SerialNO.129)December2O¨船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施宗明珍肖海忠(上海船舶研究设计院,上海200032)[摘要]海水作为含盐量非常高的天然腐蚀溶液,对船舶海水管系的腐蚀是巨大且无法避免的.主要分析了船舶海水管系不同的腐蚀机理,腐蚀因素,腐蚀形式,以及影响腐蚀的因素.针对海水管系腐蚀特点.提出海水管系常用的保护方式,以尽量减少海水管系的腐蚀及由此带来的危险.[关键词]船舶;海水管系腐蚀机理,因素;防腐蚀措施[中图分类号]U672.7[文献标志码]A[文章编号]1001—4624(2011)03—0044—06 TheCorrosionofVessel'SSeaWaterPipingSystemandtheImprovementMeasuresZongMing-zhenXiaoHai——zhong (ShanghaiMerchantShipDesignandResearchInstitute,Shanghai20032,China) Abstract:SeawaterwasakindofnaturaleolTosivewhichcontainedhighpercentageofsalt.Itc ouldcausemuch corrosionontheshippipingsystemandwasnotavoidable.Thisarticlebrieflydescribeddiffer entcorrosionmechanisms,factors,differenttypeofcorrosion,andfactorswhichaffectedthecorrosion.Ac cordingtothefeatherofcorrosiononpipingsystem,normalpracticeoncorrosionprotectionwasputforwardtoreduc etherisk.Keywords:vessel;corrosionmechanism/factorofseawaterpipe;measuresofanti—corrosiveO引言海水作为含盐浓度非常高的电解质溶液是一种腐蚀性较强的天然腐蚀剂.远洋船舶终年漂泊于海上,受到海水的腐蚀无法避免.船舶海水管系是船舶推进保障系统,发电机组保障系统和辅助系统的重要组成部分.它用途广泛,主要担任冷却主辅机,全船消防,压载和货舱及甲板清洗等任务,对保证船舶动力装置,辅助机械和设备的正常工作具有重要的作用.大多数海水管系都处于潮湿,高温的恶劣环境中,安装布置空间狭小,维修保养困难,并且管系使用的管材约8O%为钢质金属,而在海洋中钢铁的腐蚀速度约十倍于大气中的腐蚀速度,必然会面临腐蚀的问题.因此钢质海船的防腐蚀对船舶行业具有重要的意义.船舶管系的腐蚀和由腐蚀带来的设备损坏,轻者会造成船员的生活不便和设备维护成本上升导致船舶营运成本增加,重者会影响到船员和整船的安全.一直以来船舶的设计方和建造方不懈地研究并采用各种方法以减轻或避免腐蚀的发生,取得了一定的成果.1海水管系的腐蚀机理分析海水管系的腐蚀存在于所有海水管系中,但是通常以下几个位置的腐蚀会首先发生并比较严重:管系的拐角处,异径处,汇流分流,阀门处,出El处,海底门处,泵的出口处等.此类位置由于管系的形[收稿日期]2011-07—28[作者简介]宗明珍(1980一),男,助理工程师,从事船舶轮机设计工作. 肖海忠(198l一),男,助理工程师,从事船舶轮机设计工作.44宗明珍肖海忠:船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施状变化或者阀门的迅速开闭和转换会使管内流体的流速急剧改变,导致管内压力急剧改变,这种现象称为水锤(水击).当水击发生时,管内压力变化值可能很大,并且有较高的频率,导致腐蚀加剧,严重时可能导致水管爆裂.海水中含有大量的可溶性盐,正常的盐度变化在32.0%~37.5%之间,其主要成分(见表1)是氯化钠和硫酸盐以及一定量的可溶性碳酸盐,其中氯离子约占55%.氯离子会破坏和妨碍金属的钝化,被称为金属的病毒.高含盐量,含砂量的海水中通常溶解有空气.使得海水对金属具有较强腐蚀性;另外海生物的存在会增加海水中的含氧量,并释放出CO等气体,从而使周围海水酸化;这两者都将导致海水管系腐蚀速度的加快.此外,影响腐蚀速度的还有海水的pH值.表1海水中主要盐的含量成分总盐度中的含量/%氯化钠88.7硫酸盐10.8碳酸0_3溴化物O.2合计100水温度,溶氧量,海水流速及海洋生物等诸多因素的变化对海水腐蚀都会产生影响.腐蚀机理也比单一的腐蚀介质(如盐水等)所引起的腐蚀复杂得多.海水管路的腐蚀通常可按腐蚀环境,腐蚀形态, 腐蚀现象和腐蚀原因分类.有时对同一海水管系,往往有几种腐蚀的联合作用.所以对腐蚀的原理要作仔细的分析.1.1按环境分类1)湿蚀:包括水溶液腐蚀(海水,淡水和其他溶液腐蚀),大气腐蚀和化学药品腐蚀等.2)干蚀:高温氧化腐蚀,硫腐蚀等.3)微生物腐蚀:包括细菌,真菌和藻类腐蚀等.1.2按腐蚀形态:分类1)全面腐蚀:=在整个表面上发生的均匀腐蚀.2)局部腐蚀::包括晶间,缝隙的腐蚀,点蚀等.1.3按腐蚀现象和腐蚀原因分类1)晶间腐蚀:在金属的微小晶粒四周发生的腐蚀.这种的腐蚀危害性极大,会引起应力集中,引起应力腐蚀开裂,也可使金属发生片状或粉状脱落. 2)电偶腐蚀:也叫接触腐蚀,是两种不同金属在导电介质如海水电解质中直接接触时形成宏观电池腐蚀,或金属本身的不均匀性,产生无数个微电池.在微电池中的阳极区产生电化学腐蚀.3)缝隙腐蚀:是在金属表面有缝隙的地方,如铆钉或螺钉的接头处.焊缝的裂缝处产生的腐蚀现象.这是一种比较普遍且危害性较大的一种腐蚀. 4)积物腐蚀:包括积液和沉积固体两类.如管系中残留的海水和沉积的泥沙以及附着的海生物和海藻尸体导致的腐蚀,由于残留物分布的不均匀,会导致管系不同位置腐蚀的程度不一致.1.4动态环境中的腐蚀1)应力腐蚀:金属在受到环境腐蚀的同时受到应力的作用,应力包括外应力和内应力,在应力的作用下,金属很容易产生裂缝,而腐蚀会加速金属裂缝的扩展,危害性比较大.2)冲击腐蚀:金属表面受到电化学腐蚀的同时,由于内部流体的高速流动或涡流,紊流或其中含有的悬浮颗粒冲击内部管壁.导致管壁内部保护层被磨损或剥离,使得金属表面直接暴露在腐蚀介质中, 加剧腐蚀的发生.3)空泡腐蚀:即气蚀,指流体高速流动时会发生紊流,在管内负压区所产生的气泡受到压缩并破裂,会对周围金属产生连续激烈的锤击,并与其他腐蚀共同作用导致管路损坏.4)疲劳腐蚀:金属材料长时间,反复的经受应力和腐蚀两种作用而发生的一种疲劳现象,引起金属强度降低.海洋中的船舶管系根据其在船上的不同位置所处的海洋环境有所不同,受到的的环境腐蚀程度也是不一样的,通称可分为以下几个部分:1)海上大气区:即高出海面2m以上的部分,接触海水较少,暴露在海洋盐雾大气中.如上建和首尖甲板的露天管系.2)飞溅区:从海面到海面以上2m的部位,经常受到波浪泡沫的飞溅.如干舷甲板上的消防管系和电缆管.45第3期(总第129期)2011年l2月船舶设计通讯JOURNALOFSHIPDESIGNNO.3(SerialNO.129)December20ll3)潮差区:海平面上的一段部位.随潮水及装载情况的变化,有时浸在海水中有时露出海面.如货舱区域的甲板疏排水管舷侧段.4)全浸区:海平面以下常年浸在海水中的管系,不接触大气.如海水总管等.以上几个部位因所处的环境有所不同.腐蚀速度不一致,在干湿交界处,因氧气供应充足,海面上下形成天然的氧浓度差电池,空气中的部分因氧气供应充足形成阴极,受到保护;浸在海水截面处较缺氧形成阳极,腐蚀加快.在飞溅区.因氧气供应充足, 又易受到浪花的冲击,保护膜易受损坏.导致严重的冲击腐蚀和空蚀.2海水管系的腐蚀因素由上可知,腐蚀是金属内外表面与周围介质发生电化学反应,有时还包括机械,物理和生物的作用而使金属遭受破坏.金属腐蚀是普遍存在的自然现象,无法避免,只能通过分析腐蚀产生的机理采取相关措施减缓腐蚀的发生速度.影响腐蚀的主要因素有管系材质,设计,施工工艺,管系的工作环境和使用情况等.2.1管系材质管系材质的耐蚀性是影响海水管系腐蚀破坏程度的主要因素.这是管系固有的特性.常用的海水管路材料耐腐蚀性能的递增顺序为:钢,镀锌钢,铝黄铜,铜镍合金,70—30铜镍合金.不同材质在静水中的腐蚀速度如表2所示.2.2腐蚀环境船舶海水管系在使用期间受到的是流动海水的冲刷.在关闭期间遭受的则是海水浸蚀或潮湿海洋大气的作用:经常停泊于淡水港或河口港的船舶管系.由于易遭有机物质的沉积和受污染的海水或河水的作用,不仅遭受沉积腐蚀的可能性增加,还可能导致酸性海水的腐蚀,加速管系破损.赤道或赴赤道地区使用较长时间的舰船,其管系腐蚀发生的时间早,问题更严重.这是因赤道区域的海水和大气温度高且气候多变,管系的工作环境相对比较恶劣,腐蚀的情况自然也就比较严重. 2.3海水流速当管系使用时,海水在管内流动.流速越高越容易发生紊流,尤其是含盐量或含砂量较高的海水.会加剧管系内壁的磨蚀和腐蚀.其一对钢管内壁保护膜,导致冲击腐蚀的发生;其二紊流会使水中溶解的氧扩散到金属表面的速度加快,使管壁处的氧供应量得到充分保证,因而氧的去极化作用一直形成较大的冲刷作用力,加剧了电化学腐蚀;其三流速超过一定极限后发生紊流.与海水接触的管系表面不断地有空气泡或蒸汽泡形成和破灭,具有较高的频率,其产生的冲击压力很大,导致管子内壁形成气蚀,气蚀的形成又加剧电化学腐蚀.总之,海水流速越大,管路腐蚀也就越严重.腐蚀速度与静止状态相比则越显着增加.各种金属在不同流速下的腐蚀速度见表3.表2在静止水中金属的腐蚀速度Ixm/a金属材料海水淡水金属材料海水淡水蒙乃尔合金00硅青铜25-501镍青铜合金25~5OO锰青铜25~501铜镍合金2.5~12.5O黄铜12.5—5O铅l2.5O.5铜25-50锡青铜25~501铝青铜25~50镍铬钼合金0O奥氏体铸铁50钛0O钢铁l25镍铬合金0O铝合金25-75304/316型不锈钢轻微点蚀0锌25注:空格表示无分析数据.46宗明珍肖海忠:船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施表3在不同流速下金属最大可能腐蚀速度rr海水流速/m?s金属材料0~12~46~1535—45锌75铝合金点蚀钢,铁125250~750奥氏体铸铁75250750+铝青铜低耐蚀黄铜脱锌125+锰青铜脱锌耐蚀铜75125+铝黄铜50l25+500硅青铜低锡锌青铜低25010O0+镍铝青铜50250750+304/316型不锈钢点蚀252525注:空格表示无分析数据.2.4气蚀管内海水流速过快导致的海水及泥砂扩散冲击,旋涡,以及因流道急剧变化,振动和阀门开闭速度较快等因素,船舶海水管系在流体中会形成涡流产生低压区,在金属管壁与海水的界面上,无数气泡产生又破裂,产生强大的气体冲击力甚至会产生水锤现象.这会对管壁产生机械损伤而形成气蚀.也因为气蚀的存在,管壁和阀件,附件,弯头,分流,汇流以及异径处会产生马蜂窝状的麻孔.2.5管系结构及:布置管道的构成型式以及布置也会对海水管道腐蚀起到重要的影响.容易产生流体紊乱的地方最易发生冲击腐蚀,如分流处,汇流处,弯管处,管径变化处等.在同样海水流速下,直管部分可能仅遭受全面均匀腐蚀;而在上述地方则可能发生明显的马蹄形蚀坑或管壁明显变薄.海水流经这些地方,容易发生紊乱,对管材内壁造成较大的冲击,使得管子连接处出现不太规则的凹坑或管壁变薄的现象.这些部位容易出现局部腐蚀.船舶海水管道的连接方式严重影响海水管道的腐蚀.管子连接之间的缝隙处易因缝隙腐蚀而破损, 管子连接处的下段易形成湍流而破损.异金属接触也会影响海水管道腐蚀.2.6海生物的影响海生物影响腐蚀的主要原因有:一是海洋生物的存在会使水层中含氧量增加;二是海生物活动中放出CO或残余的海生物会分解出H2S,从而使周围海水酸化.这两者都会导致海水管系腐蚀速度增加.海水温度上升又使海水中微生物增多,进一步加速了管系的腐蚀.不同的金属和合金在海水中被海生物污染的程度是不同的,铜及其合金被海生物污染的速度就比钢的速度要小得多.这就是越来越多的船东选择铜质阀件附件的原因.2.7管系的维护保养管系的腐蚀问题与船员日常的维护保养也有着很密切的关系.在日常的维护保养过程中,如果能够经常清洁海水管系表面,及时地清除管系表面的锈蚀物以及附着物,定期的补漆,可以很好地预防管路的腐蚀.局部海水管系更换时应尽量采用与原管材相同材料的管子,以免引起电位差腐蚀.同时在安装的时候尽量减少接头之间的缝隙.以避免缝隙腐蚀.海水管系使用后应尽量放空管内的残存液体使管内处于干燥状态以减少腐蚀.如有可能,海水管在使用后可用淡水进行内壁冲洗3防止管系腐蚀的措施海水管系管材腐蚀的防护是个非常复杂的问题.从影响船舶海水管道腐蚀的原因中可以看出. 船舶海水管道的腐蚀是诸多因素叠加的结果.消除一个因素只能部分地改善管道的腐蚀而不能完全解决管道的腐蚀问题.所以,海水管系的防腐防污是个综合性问题,大致要综合考虑以下几项内容.3.1合理选材选用海水管道材料时,应考虑输送介质流速的要求,腐蚀性的不同,安装位置的不同等因素.1)从流速角度考虑,应根据不同系统对不同流速的要求选用相应的管材,需注意各种管材的最大允许流速值.对于受流动海水作用较小的管道来说, 最大允许流速可以适当提高,90一l0铜镍合金和镀锌钢可为4m/s.现在经常作为货舱区压载水管和舱47第3期(总第129期)2011年12月船舶设计通讯J0URNALOFSHIPDESIGNNO.3(SerialNO.129)Decembel"2011底水管使用的GRP,GRE和PE管临界流速可以达到6~7m/s.2)从安装位置角度考虑,在更换被腐蚀管段比较困难的地方(如机舱双层底,管弄等地方).尽量采用内壁涂塑的无缝钢管,海水管尽量不采用不锈钢管以免发生点蚀,如无法避免采用,则最好考虑海水使用后用淡水冲洗.不同位置管子的壁厚选择也是需要予以考虑的.输送腐蚀性较弱的介质如淡水管子壁厚可以适当的薄些,输送腐蚀性较强的腐蚀介质如海水管子壁厚适当的厚些.另外,那些更换管段比较难的地方如机舱双层底,货舱双层底和压载水舱,管子壁厚可以适当的厚些.露天甲板的管子如消防水管,内部输送海水受到海水的腐蚀.外部也会受到由于海浪等导致的海水腐蚀以及潮湿海洋大气的腐蚀,此类管子的壁厚可以适当的厚些.但是在船舶设计过程中的管子壁厚选择首先要满足相关船级社规范的要求,在此基础上适当的提高管子的壁厚是可行的,但是整个船舶管系是个非常复杂的系统,考虑到匹配性和成本,管子壁厚的选取不是越厚越好.3)从材料的化学性能考虑.目前大量的GRP,GRE和PE管(使用寿命均为50a)被用作货舱双层底区域的压载水管和舱底水管,就是考虑到它们良好的物理和化学性能.如坚固的内壁能够抵抗管内泥沙或破裂气泡的冲击.具有良好的耐冲刷性和耐气蚀性;光滑的内表面产生非常小的摩擦因数:良好的化学性能能够抵抗各种化学物质的腐蚀.但是由于考虑防火的因数.目前上述管材很少应用在机舱内.3.2合理设计在管系设计过程中应尽可能避免由于设计和布置导致腐蚀发生的因素.应尽量采用直管系和标准化的管子构件,少用套管方式连接,禁止使用卷边的法兰连接.同时还应注意以下几点问题:1)每一条管道线路都应沿着最短路线通过,尽量少用弯管,弯管半径应统一,弯管段间的直管段长度应不小于1.5~2倍的管径.以减轻流体对弯头处的冲击.2)尽量减少管路沿线的接头数量,特别是可拆接头数量,以尽量减轻对流体的扰动.减轻腐蚀的发生.483)当海水流动方向发生变化时,应尽量避免急转.允许在主管道上安装90.支管,在其他情况下,考虑到海水流动的方向,则宜采用Y形三通.4)应尽可能采用标准异型管配件,严禁现场粗制滥造管配件,现场制作时.应尽量保证连接处内壁的平整.5)尽量减少异种金属管子构件的组合.不可避免时应采取金属电绝缘或使用牺牲阳极保护等措施以防止接触腐蚀.管子在安装后采用压缩空气吹除焊渣.3.3涂层保护在金属表面喷,涂,衬,渗,镀上一层耐蚀性好的金属或非金属,以及将金属磷化,氧化处理,使被保护金属表面与介质机械隔离降低金属腐蚀.传统的办法有热浸锌等;现在也有采用涂塑方法,效果较好,工艺较好的涂塑管材,内壁临界流速可以达到7m/s.涂塑后的无缝钢管切忌再次动火,否则需重新涂塑.涂塑钢管在使用中要注意防止涂层损坏,涂层一旦局部损坏将导致管路大面积腐蚀:而且产品在加工过程中一定要严保质量,防止局部裸露形成腐蚀.涂塑一旦损坏最好由专门的技术人员予以修补, 严禁随意操作导致更大的损坏.目前涂塑在越来越多的船上使用,也出现了一些问题,主要是由于船厂施工过程引起的,如由于管道过于复杂导致涂塑不均,质量不过关;或者涂塑前钢管的焊缝未处理好, 焊渣,飞溅物等残留物的存在,使涂塑产品出现缺陷;还有的是涂塑产品装船后,又动火但又没补塑.3.4电化学保护常见的电化学保护方法有阴极保护法和阳极保护法.而在船舶海水管路系统中更多的是采用前者, 即采用外加电流阴极保护,将被保护件管路本身接至电源阴极,通以阴极电流,阳极为一个不溶性的辅助件.在阴极电流极化作用下,被保护件处于自身的电化学不均匀所致的原电池腐蚀及外加阴极电流的综合作用下,阴极极化电位降到和阳极电位一样, 阳极电流为零,阳极反应停止,电化学腐蚀也就停止.同时管壁产生部分气泡,这与管系中的气泡方向相反,相互抵消,使气蚀及空泡剥蚀大大减轻.根据提供电流的方式,也可采用牺牲阳极法.目前船上通常采用锌基合金作为牺牲阳极,采用螺钉固定法安装.安装结构简图见图l.宗明珍肖海忠:船舶海水管系腐蚀的原因及防腐蚀措施l一密封填料:2一绝缘套筒:3一阳极:4一橡胶垫片:5一被保护件:6一垫片:7一螺母:8一螺钉.图1锌基合金牺牲阳极安装简图3.5电绝缘隔离电绝缘隔离方法主要使用在异种金属发生连接的场合,在该情况下易发生电腐蚀.尽管已经要求船上海水管路的管材最好统一,但在实际中却很难做到,如管路和设备之间,紧固件和管路之间往往存在异种金属连接的现象,因此该场合下要用电绝缘隔离.通常的措施是在两构件之间或构件与紧固件之间装上不透性塑料制作的填料垫圈和衬套.隔离法连接简图见图:Z.3.6维护保养措施在船舶运行过程中,对船舶海水管系的正确维护保养也可大幅降低海水管路的腐蚀问题.在维修过程中,换新管=时应避免使用与原材料不同的管子,并且在安装之前要对新管子进行防腐处理,可以采用刷防锈漆,镀锌等方式来进行.对管子的外表面定期进行除锈处j里并补漆,及时地清除附着物,保持管壁清洁等都可以在一定程度上减缓管子的腐蚀. 4结语在船舶海水管系中,腐蚀一直是个不可能完全1.4一垫片:2一绝缘隔离垫片;3一螺栓;5一螺母;6一绝缘套管.图2隔离法连接简图解决的问题.有主客观两方面原因.一方面船舶的造价和经济性决定了我们不可能整船(包括设备和管系)都采用钛之类的耐腐蚀金属或合金;另一方面是从设计和建造过程中的全系统统筹考虑问题,比如可能考虑了电池腐蚀,却忽略了电解腐蚀.设计中考虑到的问题可能存在施工不到位的现象,使设计师的设计思想不能完全体现.防腐蚀要从原理着手.必须清楚管系腐蚀类型及原因,要从设计过程,施工安装过程,海水流速,经常航行的海域海况及维护保护等多方面考虑海水腐蚀的综合预防.只有做到了这些,船舶的腐蚀就会大大降低,才能保证船舶的正常使用甚至延长寿命.近年来随着高性能抗腐蚀材料的广泛应用, 以及对腐蚀问题深人的研究,船舶海水管系的腐蚀问题得到了较好的解决.相信随着技术的进步,设计和建造水平的提高.腐蚀问题一定会得到更好的解决.49。

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析
一、船舶腐蚀原因
1.海水腐蚀
海水中含有大量的盐分及氧气,这些物质具有较强的腐蚀性,会对船舶金属表面产生化学反应,使其发生腐蚀现象。

2.氧化剂腐蚀
船舶内部使用的许多设备和管道都需要使用高压空气,氧气等氧化剂,这些氧化剂在长时间内与金属表面接触,容易引起腐蚀。

3.电化学腐蚀
当船舶不同金属或合金之间的接触或反应,会产生电化学腐蚀,从而导致金属材料被损坏。

船舶在使用过程中,必须使用许多化学品,如药品、润滑油、清洁剂等,这些化学品长时间与金属表面接触,会对金属表面产生腐蚀反应。

二、船舶防腐措施
1.船体涂装
船体涂装是最基本也是最有效的防腐措施之一,可以帮助防止水和气体直接接触船体表面,并防止氧化剂入侵船体。

2.电解保护
电解保护是一种在金属表面施加一个电流,以防止金属腐蚀的方法。

在船舶上可以通过将阴极与船体表面连接起来,施加电流,减少了电化学腐蚀。

3.压力阀门
压力阀门可以帮助防止氧气进入船体内部,从而降低金属腐蚀的风险。

在船舶中,液态元素会被压缩,在压缩时会产生大量的氧气,压力阀门可以调节适当的氧气压力。

4.配备适当材料
船舶不同部件的耐腐蚀性需要根据具体情况而定,某些部件需要使用高耐腐蚀金属材料,如钛合金、不锈钢等,才能确保高度的防腐效果。

总之,船舶腐蚀是常见问题,需要在平时使用和保养过程中严加防范。

采取科学的防腐措施,使船舶经久耐用,提高其可靠性和运输效率。

海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为研究

海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为研究

海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为研究黄桂桥;韩冰;杨海洋【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】目的:研究海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为。

方法采用海水暴露试验、电偶腐蚀试验和腐蚀电位测量等方法。

结果获得了5种海洋用钢焊接接头的海水腐蚀结果。

结论海洋用钢焊接接头的熔合区易产生腐蚀沟槽。

在全浸区、潮差区和飞溅区条件下,同一焊接接头的腐蚀行为相同,焊接接头的腐蚀严重程度顺序为全浸区>潮差区>飞溅区。

焊缝-母材的电偶腐蚀试验结果与焊接接头的暴露腐蚀结果一致。

【总页数】5页(P11-15)【作者】黄桂桥;韩冰;杨海洋【作者单位】青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛 266071; 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛 266071;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛 266071; 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛 266071;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司,山东青岛 266071; 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所,山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】TJ04;TG172.5【相关文献】1.海洋工程用TMCP钢焊接接头的海水腐蚀研究 [J], 虞毅;许可望;蔡文刚;杜敏2.海洋用钢焊接件海水腐蚀性能研究 [J], 虞毅;许可望;蔡文刚;王彬;李成杰;翁松干;杜敏3.海洋软管铠装层用钢的海水腐蚀行为 [J], 刘珍光;高秀华;杜林秀;李建平4.DH36钢焊接件海水腐蚀行为研究 [J], 林鑫;杜敏;李成杰;王彬;虞毅5.海洋工程用超低碳贝氏体钢力学性能和海水腐蚀行为 [J], 董杰;崔文芳;张思勋;刘春明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析

不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析

材料断裂理论与失效分析不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析专业:材料工程(锻压)类型:应用型姓名: ***学号: 15S******不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析引言锚链(cable)是连接锚和船体之间的链条,用来传递和缓冲船舶所受的外力。

也能产生一部分的摩擦力。

锚链由许多个链环衔接而成,大小以链径约(毫米)表示。

依据链环中间有无撑档,分为有档锚键和无档锚链。

锚链可用锻造、铸造和焊接等法制成。

船用锚链由若干“节”(shackle)组成,每节长25.0~27.5米,节与节之间用链环或卸扣相连。

绞起锚后,锚链储存在船首部的锚链舱内。

锚链的规格,依照船舶建造标准计算肯定。

1.简述Cr-Ni 系不锈钢的合金化原理1、加入合金元素,提高钢基体的电极电位,从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。

一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。

由于Ni较缺,Si 的大量加入会使钢变脆,因此,只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素;2、加入合金元素使钢(不锈钢)的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的钝化膜。

从而提高钢的耐化学腐蚀能力。

如在钢中加入Cr、Si、Al 等合金元素,使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜,就可提高钢(不锈钢)的耐蚀性;3、加入合金元素使钢(不锈钢)在常温时能以单相状态存在,减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。

如加入足够数量的Cr或Cr-Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

4、加入Mo、Cu等元素,提高抗腐蚀的能力。

5、加入Ti,Nb等元素,消除Cr的晶间偏析,从而减轻了晶间腐蚀倾向。

6、加入Mn、N等元素,代替部分Ni获得单相奥氏体组织,同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。

2.锚链的结构特征有哪些,简要分析锚链是连接锚和船体之间的链条,用来传递和缓冲船舶所受的外力。

也能产生一部分的摩擦力。

锚链可用锻造、铸造和焊接等法制成。

船用锚链由若干“节”组成,每节长25.0~27.5米,节与节之间用链环或卸扣相连。

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材料断裂理论与失效分析不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析专业:材料工程(锻压)类型:应用型姓名: ***学号: 15S******不锈钢焊接海船锚链的腐蚀失效分析引言锚链(cable)是连接锚和船体之间的链条,用来传递和缓冲船舶所受的外力。

也能产生一部分的摩擦力。

锚链由许多个链环衔接而成,大小以链径约(毫米)表示。

依据链环中间有无撑档,分为有档锚键和无档锚链。

锚链可用锻造、铸造和焊接等法制成。

船用锚链由若干“节”(shackle)组成,每节长25.0~27.5米,节与节之间用链环或卸扣相连。

绞起锚后,锚链储存在船首部的锚链舱内。

锚链的规格,依照船舶建造标准计算肯定。

1.简述Cr-Ni 系不锈钢的合金化原理1、加入合金元素,提高钢基体的电极电位,从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。

一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。

由于Ni较缺,Si 的大量加入会使钢变脆,因此,只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素;2、加入合金元素使钢(不锈钢)的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的钝化膜。

从而提高钢的耐化学腐蚀能力。

如在钢中加入Cr、Si、Al 等合金元素,使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜,就可提高钢(不锈钢)的耐蚀性;3、加入合金元素使钢(不锈钢)在常温时能以单相状态存在,减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。

如加入足够数量的Cr或Cr-Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

4、加入Mo、Cu等元素,提高抗腐蚀的能力。

5、加入Ti,Nb等元素,消除Cr的晶间偏析,从而减轻了晶间腐蚀倾向。

6、加入Mn、N等元素,代替部分Ni获得单相奥氏体组织,同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。

2.锚链的结构特征有哪些,简要分析锚链是连接锚和船体之间的链条,用来传递和缓冲船舶所受的外力。

也能产生一部分的摩擦力。

锚链可用锻造、铸造和焊接等法制成。

船用锚链由若干“节”组成,每节长25.0~27.5米,节与节之间用链环或卸扣相连。

绞起锚后,锚链储存在船首部的锚链舱内。

船用锚链是连接于锚和船体之间的链条,用于传递和缓冲船舶所受的外力。

2.1船用锚链的分类与特点船用锚链可按多种方法进行分类,但主要有以下几种:1)按链环结构分类:船用锚链按链环结构的不同,可分为有档链和无档链两种。

在尺寸和材质相同的情况下,有档链的强度比无档链大20%左右,且具有变形小、堆放时不易扭缠等优点,故海船广泛采用,而无档链一般仅用于小船。

2)按链环的制造方法分类:船用锚链按链环制造方法的不同,可分为焊接船用锚链、铸钢船用锚链和锻造船用锚链三种。

焊接船用锚链由CCS认可的钢厂使用圆钢材料加工焊接而成。

具有工艺先进、简单,制造成本低,质量超过其他种类船用锚链的特点,是海船广泛使用的船用锚链。

铸钢船用锚链由CCS认可的钢厂用合格的钢水浇铸而成。

具有强度较高、刚性好、撑档不会松动和使用寿命较长等优点,缺点是制造成本较高、船用锚链耐冲击负荷差。

锻造船用锚链因具有工艺复杂、成本高等缺点,故商船已基本不用。

3)按船用锚链的公称抗拉强度分类:船用锚链根据其公称抗拉强度大小的不同,分为AM1、AM2和AM3三个等级。

其中AM1级链强度最小,AM3级链强度最大。

4)按船用锚链链环所起作用分类:船用锚链链环按其所起作用的不同,分为普通链环、连接链环、加大链环、转环、末端卸扣和末端链环等几种。

2.2船用锚链强度的衡量标准与标准长度1)船用锚链强度的衡量标准:链环的大小以链环的直径d表示,用来衡量船用锚链强度的标准链环是普通链环,其直径大小是衡量船用锚链强度的标准。

若有档普通链环的截面直径为d,则有档普通链环本身的长度应是其截面直径d 的6倍,宽度是d的3.6倍;加大链环的长为6.6d,宽为4d;散合式连接链环的长为8d,宽为4d;肯特卸扣(连接链环)的长为6d,宽为4.2d;末端链环的长为7d,宽为4d;转环的总长为9.7d,宽为4.7d。

2)标准长度:船用锚链的长度以“节”为单位,CCS规范规定每节船用锚链的标准长度为27.5m,且每节船用锚链的链环数应为奇数。

3.服役环境的要素有哪些?船锚的作用主要就是固定、稳定船。

从以下几个方面来说。

1、锚链要起作用,最基本的条件是在海底等钩住东西。

如果锚链不够长,锚不会起作用。

如果海底是平坦的,或者是锚钩住的东西不是固定的,或者是钩的不太牢,如果是风平浪静还可以,一但海浪过大,造成锚钩不住东西,会使锚失去其作用,这叫“走锚”,船在抛锚期间,出现走锚,是非常危险的,因为船在抛锚的时候一般主机都停了,如果立即开船,需要时间,没有动力的船四处漂是非常危险的。

所以,才有了锚地这个概念,锚地,言外之意,海底下比较粗糙,另外,要能避风。

2、锚链的重量对于船来说是可以忽略不计的,那点摩擦力,不会起多大作用的。

一般来说,抛锚时的船,锚链都是笔直的,这是基本可以忽略摩擦力的作用。

如果你在海边,会发现有很多的小渔船,她们的锚链是粗绳子。

3、在船上面看,锚链是直的,但是在水下有一段是和海床接近于平行(其实是贴着海底的)的。

锚提供抓力,而后通过锚链传递给船舶借此抵抗海流、风浪的外载荷对于定位的影响,之所以有一段是贴着海底的是要考虑到受力的影响。

想想看,一个锚,锚链直挺挺的一拉就容易走锚。

而有一段贴着海底,可以提供一个裕度在一定范围内是可以的。

因此,综合考虑锚链的服役主要可能受以下影响:1、在抛锚时,锚链要浸泡在海水中,所以首先是海水腐蚀;2、当起锚时,锚链又被拉出水面,裸露在空气中,会发生大气腐蚀;3、沿海工厂如核电厂等,会将工业水排入海水中。

所以锚链解除的环境也包括工业介质。

4.有可能发生的失效类型是什么?1、海水腐蚀:沉积物下的局部腐蚀:这是海洋腐蚀的主要形态。

局部沉积物造成金属表面不同部位氧浓度的严重差异,从而形成氧浓差电池;此时O的迁移、Cl-的迁移均会进一步加剧闭塞区域的腐蚀速度;此外阳极溶解区周围OH-和Fe2+汇聚,二次腐蚀产物Fe(OH)2大量形成,堆积有劲一步恶化氧浓度的不均匀现象,闭塞去的闭塞程度进一步加剧;(1)接触腐蚀-电偶腐蚀:海水的电导率较高,腐蚀电阻较小,因此异种金属一旦相连并暴漏于海水就容易形成腐蚀电池;(2)缝隙腐蚀:凡需要充足氧气不断弥合氧化膜破裂从而保持钝化态的金属,在海水中均对缝隙腐蚀敏感,不锈钢和铝合金最为典型;(3)疲劳腐蚀:海洋工程结构除腐蚀之外还承受海浪、风暴、地震等载荷,因此海洋结构的腐蚀疲劳经常发生,是影响结构安全的主要因素;(4)生物腐蚀:构件在海洋中数小时内表面形成细菌膜,3~5天形成微型生物粘膜,此后大型附着生物的幼体出现、长大,最终形成附着生物群体。

生物的附着、生长、死亡过程中产生的物质均会直接或间接地影响金属的腐蚀;(5)点蚀:当满足材料、介质和电化学三个方面的条件时,发生点蚀。

点蚀多发生在表面容易钝化的金属材料上;不锈钢对卤素离子特别敏感,作用顺序是:Cl->Br->I-。

这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致钝化膜的不均匀破坏;点蚀发生在特临界电位。

(6)应力腐蚀:不锈钢在氯化物水溶液、海水、海洋大气的环境中,当有足够大的拉应力时,会产生应力腐蚀。

2、大气腐蚀:当锚链拖出水面时,海周围的空气非常潮湿,锚链受到潮的大气腐蚀:水汽存在但浓度低于临界湿度,此时金属表面有很稀薄的水膜存在,这层水膜是由于毛细管作用,吸附作用和化学凝聚效应而在金属表面上形成的。

5.如何设计实验确定失效的类型?1、现场调查保护腐蚀失效现场的一切证据,是保证腐蚀失效分析得以顺利有效地进行的先决条件。

要对腐蚀失效现场进行取证,并听取相关设备负责人、操作者等介绍情况,了解服役条件,收集相关的背景信息(如介质种类,温度,压力以及设备或管线的材质等,并且收取适量的腐蚀产物)。

在观察和记录时可用摄影、录像、录音和绘图及文字描述等方式进行。

2、实验室分析只有在极少数的情况下,通过现场和背景材料的分析能得出腐蚀失效的原因。

大多数失效案例都需根据现场取证和背景材料的综合分析结果来进一步制定实验室的腐蚀失效分析计划,确定进一步腐蚀失效分析试验的目的、内容、方法和实施方式。

失效部件和残留物上具有说服力的物证是十分有限的,因此试验前,须对试验项目和顺序、取样部位、取样方法及试样数量等均应全面考虑,合理地确定切取试样的位置、尺寸、数量和取样方法。

通常采用的分析手段有下列各项:(1)宏观观察:主要是凭借肉眼或其他简单仪器,检查腐蚀失效部件表面是否光滑、有无裂痕、有无腐蚀和腐蚀产物,记录其大小、颜色形态和分布情况等。

这种方法简便、直观,可以简单确定腐蚀的类型。

对于肉眼不能直接看到的设备或管道内部表面,可采用内窥镜技术或者局部破坏等方式加以检查。

(2)微观组织分析:主要是用金相显微镜、电子显微镜观察腐蚀失效部件的显微组织,分析组织对性能的影响,检查铸、锻、焊和热处理等工艺是否恰当,从而由材料的内在因素分析导致发生腐蚀失效的原因。

(3)化学成分分析:主要是采用光谱法等测定腐蚀部件的材料是否符合技术要求,有无用错材料或出现成分偏差,必要时可进行微量元素分析或微区成分分析。

(4)腐蚀形貌观察:腐蚀形貌真实地反映了材料被腐蚀的全过程,通过对材料腐蚀表面形貌的观察,可以进一步详细了解腐蚀过程,推测材料表面腐蚀特征的形成过程。

因此对于腐蚀失效零部件,腐蚀形貌分析是最重要的一环。

通过腐蚀形貌分析,不仅可以得到有关零部件使用条件和腐蚀失效特点的信息,还可以了解腐蚀失效点附近的性质和状况,确定腐蚀的性质和形式,从而找出腐蚀失效的主要原因。

腐蚀形貌分析先用肉眼或低倍实体显微镜和立体显微镜从各个角度来观察腐蚀表面的特征,并利用其中所带的网格粗略估计腐蚀表面蚀点或蚀坑等的大小,然后用电子显微镜(特别是扫描电镜)对有代表性的部位进行深入观察,以了解腐蚀表面的微观特征,同时可以利用电镜附带的X射线能谱仪或谱分析(EDX)功能对材料表面进行微区微量元素定性和定量分析,并进行元素点分布和面分布分析。

(5)腐蚀产物分析:表面形貌观察还要配合相应的腐蚀产物分析结果,才能更有效地分析出材料失效的原因。

对于腐蚀产物的分析,可以采用化学灼烧法、X 射线衍射仪或俄歇电子能谱(AES)及光电子能谱(XPS)进行元素或化合物分析。

(6)介质分析:对现场取得的失效零部件的环境介质(如水样或油样)进行化学分析。

(7)其他检测项目:在必要时可以进行某些项目的力学性能试验,包括材料的硬度试验以及拉伸或弯曲试验,以校验该零部件的力学性能是否符合技术要求。

(8)模拟试验:重大的腐蚀失效分析项目,在初步确定失效原因后,还应及时进行重现性试验(模拟试验),以验证初步结论的可靠性。

利用介质分析和材料化学成分分析的结果,在实验室内配置成分相同的腐蚀介质,并选用和腐蚀失效部件相同的材质,进行相同的热处理,然后模拟现场环境(温度、压力)进行模拟腐蚀试验,进一步验证腐蚀形成过程和腐蚀机理。

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