船舶腐蚀及防护课件

(8)電解質流速大
(9)較高的溫度
(10)較高的氣壓
PPT学习交流
7
电化学腐蚀
3.電化學腐蝕典型途徑
(2) 要件：
(a)陽極(Anode) (b)陰極(Cathode) (c)電解質(Electrolyte) (d)兩極之間電路
(Metallic Path)
(3) 加速腐蝕因素：
(a)足量：氧氣、水、離子 (b)兩極之間：
(b)空氣乾淨，RH達到99%， 銹蝕亦可忽視。
(c)鹽水的存在會加速銹蝕 (因離子增加)。
(5)鋼板表面有黑皮(mill scale)：
腐蝕速度可達無黑皮者的數十倍(如約80倍)。黑皮是鋼熱延壓
加工時，從高溫急冷下過程中受到不完全氧化所形成。這層
黑皮看似結實，實際上因有很多空隙存在，使得大氣中氧氣
21
金屬腐蝕型態
(5)金屬離子濃淡電池(Metal Ion Concentration Cell)：
同一金屬材料，局部離子密度不一而產生電位差。如水中轉 盤邊緣較易生銹即是。
PPT学习交流
22
金屬腐蝕型態
(6)間隙腐蝕(Crevice Corrosion,deposit attack)：
(a)因位置狹窄使電解液流通不順，氧氣缺乏而生(即同 一金屬材料局部氧含量不一致而產生電位差)。電解液含
(三) 除依賴船廠的技術外，船東更應吸取本身現成 船的維修經驗，规划新船的防蝕措施。必要時 可能追加合理的船價。
(四) 法規目前僅關切嚴重影響船舶安全區域的腐蝕
(五) 有些防蝕措施，祗要在船舶建造階段稍加用心 即可獲得效果，並不須花費太多成本。
(六) 本文旨在介紹船舶可能遭遇的腐蝕，並提供一
些防蝕的觀念，作為新船建造及日後船舶管理
船舶腐蚀与防护
PPT学习交流
1
目录
• 船舶腐蚀 • 船舶涂料与存在的问题 • 船舶防护技术难题 • 船舶涂料检测与方法 • 江苏科技大学研究情况与产品
PPT学习交流
2
前言
(一) 船舶腐蝕現象，是業界必須面對的問題。
(二) 避免或延緩船舶腐蝕是重要的技術課題，也是 船東從洽談新船規範開始應重視的問題。
0.2 0.5
飞溅区
0.1 0.15
0.3 0.5
潮汐区
0.1
0.1
全浸区
0.15 0.2
0.2 0.25
海泥区
0.06
0.1
PPT学习交流
12
电化学腐蚀
4.電位(電勢) (Potential)
(1) 意義：金屬釋放電子的趨力。
(2) 標準電勢序列或標準還原電位序列可解釋電化學(腐 蝕)現象；若干金屬之電勢序列如下：
(二)乾蝕：
1.氧化 (Oxidation)
2.硫化 (Sulphidizing)
3.氫侵蝕(Hydrogen
脫碳 Attack)或
(Decarburizing)
4.釩侵蝕 (Vanadium Attack)
5.硫酸露點腐蝕 (DePwPT学po习i交n流t Corrosion of Sulfuric Acid)
海水中含大量氯离子，容易造成金属钝态局部破坏。 碳钢在海水中发生吸氧腐蚀，凡是使氧极限扩散电流密度 增大的因素，如流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。
海洋环境的腐蚀分为几个区域 ：海洋大气区、飞溅区、 潮汐区、全浸区和海泥区。
PPT学习交流
10
0.6
（距 米试
1.2 1.8
） 样 2.4
上 3.1
端 3.7
(3) 航行中船舶：全面腐蝕＋動力負荷而加速腐蝕。
某3萬載重噸單船殼油輪航行24年後甲板出現大裂縫， 經檢查斷裂附近甲板，發現其厚度(16mm)平均每年減少 約0.17 -0.38mm，最深處則每年可達0.46mm。
PPT学习交流
16
金屬腐蝕型態
(4) 鋼板在不同成份大氣中的銹蝕：
(a)相對溼度(RH)在70%以下， 形成見不到的氧化保護膜。
(3) 粒界腐蝕 (Intergranular Corrosion)
(4) 應力腐蝕 (Stress Corrosion)
(5) 金屬離子濃淡電池 (Metal Ion Concentration Cell)
(6) 間隙腐蝕 (Crevice Corrosion, deposit attack)
(7) 孔蝕 (Pitting Corrosion)
15
金屬腐蝕型態
(一)溼蝕：金屬與水接觸情況下所產生的腐蝕
1.全面腐蝕(General or Uniform Corrosion)：
金屬處在大氣、海水、酸液、或鹼類 等侵蝕性環境中所受的全面性腐蝕。
(1) 現象：鋁合金表面氧化皮膜、中間軸表面生銹等。
(2) 碳鋼銹蝕率： 可以0.1-0.2mm/年計(常溫海水中) 。
的參考。
PPT学习交流
3
腐蝕意義
腐蝕 (一)
(Corrosion)：
金屬與周圍環境發生反應所造成的破壞現象。
銹 (二) (Rust)：鐵或鋼腐蝕的產物。
(三) 防蝕：阻止腐蝕現象的發生。
(四) 耐蝕性：
指腐蝕速度緩慢，並非指不生腐蝕現象。
PPT学习交流
4
腐蝕分類
依發生的原因分類，一般有以下4類： (一)電化學腐蝕 (Electrochemical Corrosion) (二)化學腐蝕 (Chemical Corrosion) (三)微生物腐蝕 (Microbial Corrosion) (四)冲刷腐蝕
(釋放電子的難易程度) 金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鋁(Al)
(3) 加凡尼序列(Galvanic Series) ：較實用，但環境不同，各 加凡尼系列順序亦不盡相同。例如在海水中若干常 用金屬的加凡尼序列如下：
金、鉑、銀、銅、黑皮(mill scale)、鐵、鋁、鋅
(2)細菌存在貨油艙底的沈澱水中或壓水艙底的沈澱物內。
(四冲刷腐蝕：
指金屬表面因介質相PP對T学习速交流度而產生的金屬損耗。
14
金屬腐蝕型態
以水為媒介或溫度高低來分，可為溼蝕及乾蝕兩種：
(一)溼蝕：
1.全面腐蝕 (General or Uniform Corrosion) 2.局部腐蝕 (Local Corrosion) 3.速度效果腐蝕：磨動腐蝕、沖蝕、空蝕
金屬腐蝕型態
(8)腐蝕疲勞(Corrosion Fatigue)：
腐蝕環境中，金屬受到疲勞應力時，其疲勞強度會降低，更
易加速產生疲勞破裂。
(9)氫損害(Hydrogen Damage)：
在 酸 液 中 因 氫 原 子 侵 入 金 屬 內 部 而 造 成 氫 鼓 泡 (Hydrogen Blistering)或脆裂的損害。
距 4.3 离 4.9
5.5
6.1
飞溅区 潮汐区
全浸区 海泥区 Mainer钢 • 碳钢
654321
耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果（九年暴露，美国）
PPT学习交流
11
船舶和海洋设施的保护
（1）材料
低合金海水用钢与碳钢的比较
环境
腐蚀速度(mm/y)
低合金钢
碳钢
海洋大气区
0.04 0.05
(8) 腐蝕疲勞 (Corrosion Fatigue)
(9) 氫損害 (Hydrogen Damage)
(10) 弥散電流腐蝕 (Stray Current Corrosion)
PPT学习交流
18
金屬腐蝕型態
2.局部腐蝕(Local Corrosion)
(1)異金屬接觸腐蝕：
(Bimetallic or Galvanic Corrosion)
氯離子時更易發生。不銹鋼及鋁合金亦會發生。兩片同 質金屬間螺栓週遭較易生銹即是。
(b)改善方式，如：
(i)以電銲替代使用墊片
(gaskets)
(ii)避免尖銳邊緣(sharp edges) (iii)使用橡膠(rubber)或鐵弗龍(Teflon)為材質的墊圈
PPT学习交流
23
金屬腐蝕型態
(7)孔蝕(Pitting Corrosion)：
(4)兩極之間電路(Metallic Path)：
為陽極及陰極間之電子傳導路徑。
PPT学习交流
6
电化学腐蚀
2.水溶液中加速腐蝕之因素：
(1)足量的氧氣
(2)足量的水
(3)足量的離子
(4)兩極間電位(Potential)差大
(如銅閥鐵座造成閥失效)
(5)陽極面積小、陰極面積大
(6)兩極距離小
(7)兩極間電阻小(如鋼板表面塗以漆膜，可增加其間電阻)
電位差大、距離小、電阻小 (c)陽極面積小、陰極面積大 (d)電解質流速大
(e)較高：溫度、氣壓
PPT学习交流
8
船舶的腐蚀部位
海水约含3.5%NaCl是对钢铁腐蚀速度最大的浓度。
船舶腐蚀部位
特点：海水+生物腐蚀
船壳
船体的管路
压载舱
上层建筑
PPT学习交流
9
海水腐蚀的特点
由于海水导电性好，腐蚀电池的欧姆电阻很小，因此 异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏。
與水份很容易浸透而形成激PPT烈学习腐交流蝕。
17
金屬腐蝕型態
2.局部腐蝕(Local Corrosion) ：金屬局部發生腐蝕的現象
(1) 異金屬接觸腐蝕 (Bimetallic or Galvanic Corrosion)
(2) 脫合金腐蝕 (Dealloying corrosion, Selective leaching, Parting)
金屬與另一金屬或導電非金屬 以電路連接，且同浸在電解液中 ，產生電化作用， 而使低電位金屬腐蝕。
(2)脫合金腐蝕：
(Dealloying corrosion, Selective leaching, Parting)
合 金 中 較 活 潑 金 屬 成 分 易 發 生 溶 解 。 如 黃 銅 (brass) 脫 鋅
(dezincification)使得合金顏色由黃色變成帶有紫紅色，並使其機
械性能減弱，且呈多孔性。
PPT学习交流
19
金屬腐蝕型態
(3)粒界腐蝕(Intergranular Corrosion)：
高 溫 下 金 屬 產 生 滲 碳 (carburizing) 或 氮 化 (Nitriding) 現 象 的 結 果 。 如 沃 斯 田 ( 含 鉻 鎳 ) 不 銹 鋼 在 電 銲 熱 影 響 區 (Heat Affected Zone)內或於高溫下(如SUS304在425-870o C之間)徐 冷後，其結晶粒界之鉻與碳(大部份沈積在晶粒界處)結合 成鉻碳化物，其近鄰因缺乏鉻成分而易產生腐蝕。 電銲所發生的粒界腐蝕 亦可稱為銲接衰弱 (weld decay)。
(10)迷散電流腐蝕(Stray Current Corrosion)：
船舶泊岸進行電銲修補作業，
若使用直流電銲機且在陸上接地
(ii)賤金屬(base metal)上之貴金屬(noble metal)表層，可能導致賤 金屬產生針孔。
(c) 可 以 含 鉬 (MO) 成 份 之 不 銹 鋼 ( 如 SUS316 一 般 用 於 舵 軸 襯 套 ) 取
代SUS304(屬18-8不銹鋼，PPT一学习般交流用)，可降低孔蝕風險。
24
PPT学习交流
13
化学腐蚀
化學腐蝕 (二)
(Chemical Corrosion)：
金屬溶解於有機溶劑、熔融鹽液中。
微生物腐蝕 (三)
(Microbial Corrosion)：
因細菌、黴菌、酵母等微生物 的參與而衍生的局部腐蝕現象。
(1)海水壓載艙內存在硫酸根還原菌(SRB)時，可將硫酸鹽 還原成硫化物，具黑色/臭蛋味，而加速鋼板的腐蝕。
PPT学习交Electrochemical Corrosion)
1.必備條件：
(1)陽極(Anode)：遭受腐蝕的金屬。
(2)陰極(Cathode)：
金屬或電子導體，提供還原反應的位置
(3)電解質(Electrolyte)：
一般為水溶液，與陽極及陰極相接觸，以提供離子傳導 的路徑。
PPT学习交流
20
金屬腐蝕型態
(4)應力腐蝕(Stress Corrosion)：
(a)金屬局部受應力而變形，不僅破壞其表面保護膜，且受 力部份變成陽極而產生腐蝕，稱為應力腐蝕。
(b)金屬受內(residual)應力或施加之外力(容許應力內)情
況下，若放置於腐蝕環境中，則會產生裂傷，稱為應力
腐蝕裂痕(Stress- CorrosionP-PTC学r习ac交k流ing，SCC)。
(a)原油輪貨艙底板：局部殘留海水及SRB菌而孔蝕。
(b)不銹鋼等鈍態型合金處在氯離子等侵蝕 生成；常發生在表面孔穴或受損部位上：
(i)金屬表面之鈍態表層。如前船舶艉軸 油封系統所使用不銹鋼襯套(liner)， 其表層氧化膜(Cr2O3)受外物 (橡膠油封圈(sealing ring))纏繞處會與海水 中氯離子起作用而破損，導致其下層不銹鋼材遭受孔蝕。