AZ2012 发表于 2013-12-12 09:15:20

材料腐蚀的一些数据
1 结构用钢铁材料一般腐蚀为0.1-0.2 毫米/年,但在飞溅区,腐蚀较大,可达0.3 毫米/年,
2 有点蚀发生的时候,材料腐蚀速度可以达到正常速度的几倍甚至几十倍,
3 腐蚀和海区域有关,不同区域,腐蚀速度又有差异,对特定钢种,厦门附近海域,腐蚀更大,   
具体腐蚀特性可以看区域图。
4 腐蚀的类型有:
均匀腐蚀,一般碳钢,0.2 毫米/年,
点蚀,深度纵向发展,破坏严重,不锈钢常有点蚀,点蚀是隐蔽性破坏,后果严重。
缝隙腐蚀,对一些不锈钢和合金钢破坏特别严重,常发生在钢缆、螺栓、套管等位置,
湍流腐蚀,有些金属对水流速度比较敏感,当到达一定速度以后,腐蚀速度加快,空泡腐蚀,又称气穴腐蚀,对许多材料都有作用。主要是气泡破裂以后的高压冲击。
电偶腐蚀,发生在两种金属之间,由电位差造成,可以采用镀层和喷涂加以保护。
5 特别要注意的是,海水腐蚀下的疲劳破坏比陆地上的疲劳破坏更加迅速。
6 钛及钛合金的保护膜非常稳定,基本在海洋环境中不腐蚀,采用钛合金壳体是一个选择,但成
本高。
7 普通不锈钢和铝合金由于保护膜不稳定,当表面供氧不足,也就是水流速度不够的时候。使后
续保护膜形成不足的时候,易发生点蚀等破坏,要特别加以注意。
8 铜及铜合金,有保护膜,一般是稳定的,但海水氧含量增加,腐蚀加快。除去锰黄铜外,一般
黄铜耐海水腐蚀能力均较好。在飞溅暴露区,黄铜耐腐蚀能力较好,可以做轴套一类材料,有
一定使用寿命。青铜的腐蚀问题有专门叙述,可以参考。
9 一般耐海水腐蚀的钢材,如10CrMoAl 等,初始腐蚀小于一般碳钢,但4年以后,平均腐蚀速
度大于碳钢,这种现象称为‘腐蚀逆转’。哪种材料有‘腐蚀逆转’要看具体材料和实验数据。
关于10CrMoAl 等材料,使用的时候有专用文件夹有全部资料。包括材料性能与焊接,设计前
参考。
10 不锈钢在海洋环境普遍被采用,从阀门到螺旋桨都有,不锈钢的腐蚀,主要是点蚀和缝隙腐
   蚀,不锈钢的晶间腐蚀和应力腐蚀不常见。是否发生腐蚀与材料成分与使用环境有非常大的
   关系,总体说,不锈钢在海洋大气暴露中表现比较好,一般是轻点蚀,但在海水全浸区,18-8
   类不锈钢有严重的腐蚀。当流速大于1.2 米/秒时,由于供氧充分,点蚀减弱。当发生高流速
   的时候,一般为缝隙腐蚀。
   60年代开发的耐海水腐蚀的不锈钢以AL-6X为代表,为20Cr—24Ni—6.5Mo 成分。现在有新
   型号。在飞溅区的腐蚀是一个特殊研究范围,1Cr18Ni9Ti ,00Cr19Ni10,等耐腐蚀性能都很   
   好。点蚀发生和点蚀孔径随时间增加而增加,当暴露16年,点蚀深度可达0.2 毫米。
   当不锈钢在海水腐蚀中的稳定腐蚀电位较正,耐腐蚀能力较好,电位较负,耐腐蚀能力较差。
   表现为低碳的耐腐蚀能力较好。
   采用双向不锈钢也是对抗腐蚀的有效措施。奥氏体对氯离子的腐蚀能力较差。要特别注意。
11 海洋环境防腐种类很多,喷锌铝证明是非常有效的措施。使用寿命一般可达16年。一般设计
   寿命为10—20年。具体要考虑热喷涂的设备,孔隙率等多种因素,孔隙还要考虑封闭措施,
   封闭种类很多,比如环氧封闭,但要具体考虑其工艺性。
   另外,还有采用有机或无机方式在不锈钢表面形成保护膜的措施,保护膜致密而坚固,可以
   同时起到保护和滑动摩擦的效果,各国都有研究,这对于既要保护表面又要做导向的结构有
   帮助。具体方式参考不锈钢热浸涂层的问题。
12 普通钢材可以采用热渗铝处理,Q235 钢材,热渗铝处理以后,耐海水腐蚀能力提高6倍,
   腐蚀的形态主要为点蚀,腐蚀的速度随海水的温度升高而升高。实验数据有专门论述。渗铝
   时间为4-6小时,设计前要先问是否有设备。
   性能特点:
   表面铝含量≥20%,渗层厚度0.05-0.5mm,抗高温氧化可至800℃,显著提高钢铁抗硫化氢、   
   二氧化硫、二氧化碳、煤气、氨水及海水腐蚀能力
海水、深水设备设计经验总结
1 严格分析使用工况及实际使用条件,水深、水质、地域环境、浸入式使用、飞
溅式使用等客观条件。
2 使用寿命的确定,腐蚀与寿命有很大关系,过长的设计使用寿命将使得设备笨
重而庞大,成本增加。
3 材料的确定,必须严格按使用工况选择材料,海用工况时,材料的错误选择将
是致命的。由此而导致设备提前报废或重大责任事故的发生。
4 设计计算时,首先确定材料,确定材料以后,按强度、刚度的计算法则计算,
再按使用寿命年限的腐蚀行为增加结构厚度。当结构与材料及腐蚀问题有冲突
的时候,应当优先满足材料与腐蚀的问题,牺牲结构特点换取使用性能。
5 使用同种材料设计结构,尽可能避免缝隙,尽可能多用焊接结构,少用铆接与
螺栓连接,当必须用铆接与螺栓连接的场合,要合理封闭缝隙。封闭缝隙的方
式很多,尽量多参考现有成熟措施。当无法避免缝隙的场合,要使缝隙尽可能
保持敞开状态,即尽可能加大缝隙。
避免凹槽与盲孔,当无法避免时,用非金属材料实行严格封闭,当必须使用金
属材料封闭时,应加非金属垫片保持绝缘状态,避免使用异种金属材料而导致
电化学腐蚀。
对于异种接触结构,比如滑道、滚轮、轴承等,必须考虑其电化学性能及抗腐 蚀能力,确定整个结构的使用寿命。
避免使用滚动轴承,当必须使用时,必须考虑密封,不合理的密封措施,导致
整体使用寿命降低。
对于异种材料焊接在一起的结构,首先应当避免使用,当不得已必须使用时,
考虑腐蚀和寿命问题。
使用不锈钢要特别注意种类,奥氏体抗空泡腐蚀能力好,但点蚀、缝隙腐蚀能   
力差。高镍不锈钢抗缝隙腐蚀性能好,双相不锈钢的各方面能力都比较好,但
有些类型其焊接性能较差,要特别注意焊接问题。
不锈钢的点蚀是个非常严重的问题,不能加以轻视,有时表面看来非常小的腐
蚀点,下面的腐蚀已经非常严重了,有时甚至到了足以引起整个结构破坏的程
度,设计时必须非常重视。
有铸铁材料时,尽可能采用高镍铸铁,高镍铸铁的耐腐蚀能力较高。
使用铜合金材料时,要有针对性,对应使用条件查材料性能,确定耐腐蚀的性
能。
镍--铜类的莫耐尔合金,耐腐蚀能力好,但价格贵,看场合使用。
钛合金的耐腐蚀能力非常好,耐各种腐蚀,对于污染腐蚀、缝隙腐蚀、空泡
腐蚀、应力腐蚀等等,效果都非常好,但有些特殊场合要特别注意,注意与
其他金属材料的问题。
6 防腐与封闭问题,静止结构,可以通过表面涂装的方式防腐,金属结构可以采
用热喷涂锌-铝材料处理,但喷涂材料有一定的气孔率,这些微小气孔必须加   
以封闭,封闭可以采用环氧类树脂处理。金属材料热喷涂的涂层厚度决定使用
寿命,设计时按使用寿命加以考虑,数据可以查表。
对于运动结构,既要考虑结构的防腐又要考虑运动性能,采用的方式比较多,
可以采用金属表面钝化后,在滑动部分贴装非金属减摩材料,比如减摩带等材
料。但材料在使用前一定要事先咨询生产厂家,确定可以在海水环境中使用,
并且有可靠的贴装措施,保证牢固可靠,及合理的使用寿命,比如可以保证使
用5年,这样可以在使用周期到达之前做妥善处理。
对于有些运动结构,负荷比较小,或使用次数较少的,可以考虑在金属表面作
自身的加厚钝化层,这种钝化层要有实验数据加以支持,保证使用。

jaychan19891 发表于 2013-12-12 16:29:32

AZ2012 发表于 2013-12-12 09:15 static/image/common/back.gif
材料腐蚀的一些数据
1 结构用钢铁材料一般腐蚀为0.1-0.2 毫米/年,但在飞溅区,腐蚀较大,可达0.3 毫米/年 ...

非常thanks

dukaijixie 发表于 2013-12-14 21:44:57

表面电镀也可以的   镀铬

daigua1 发表于 2013-12-15 15:56:05

涂环氧富锌的底漆,
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