怎么避免海上作业设备生锈问题，

AZ2012

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：
; N( }- u$ b4 J( e7 H9 J. p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。
. B; d% W" v! p5 |& E/ I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，
$ Y5 Z2 ^: ?) I7 K; b% X2 I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。
; Y1 Y, T F6 ?7 F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
4 k7 K) C! p! `2 }* L# ^4 P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。
0 } ^5 M9 h; ?4 `$ ~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
* Y$ _) X3 Q$ I' T7 G, p( x' X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。
" K5 G* W3 l% D" ?! E8 P8 [ u- x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
7 Y# ?) u; p2 V; {6 b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
8 B: t) R. Y4 [2 g$ b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。
' h! e" J" z. L4 q; l+ c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。
# C. F8 T7 k7 P. N: W# f, K表现为低碳的耐腐蚀能力较好。
; b) {6 E" k1 p9 S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。
3 {% E# A- S! g6 W$ J2 V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。
5 ^$ g# Y/ Q" n: i) m1 D) B3 d | ]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，
7 V+ y- E' _5 ~* M n; h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
- `; n( V6 B% V# t/ z; W9 k% p& Z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
# |+ R2 G* n% N7 f0 f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 y3 k8 w/ {2 m, K2 R6 [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，
/ N2 I- C0 n2 i7 E% L" @) y5 }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
, ~& ]. Y) G, Y* r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。
2 D% ~' Q( w( I: S. O5 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
" X! C! Q' {5 J7 h p保持敞开状态，即尽可能加大缝隙。
- f- o! a% y5 }# i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
' Y0 @8 B. S+ y/ J! u. m% z整体使用寿命降低。
# ~5 U# e6 H* W. A. ]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。
- k1 `5 y* V( B9 W7 B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
9 K1 A& s) E- |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
0 Y% c+ f6 x+ D7 T+ w' E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。
2 n- g& I. B m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。
, A: z/ l* u$ H( b! U1 ^1 Q6 f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
' K$ H2 I/ e6 k7 d8 j; V1 f' E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
7 ^. q8 D G; t: D( ^其他金属材料的问题。
" R1 v1 ]/ ^2 A b; f6 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
9 P# I$ N/ T; M# W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
7 i+ \9 ^% }' R+ O# v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
5 o# P$ }1 X" R h u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，
( Y( g3 R' |8 Q2 d9 E9 V3 j/ o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
! M+ \. w& l2 B: H* d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，
/ u7 l( h+ D! t7 Y$ P# j4 `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
$ ?" f, l$ A/ N9 ~用5年，这样可以在使用周期到达之前做妥善处理。
- e$ U0 C, N0 ?8 `- J1 t, y. @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
/ s; D% _+ Z2 s0 F' W" L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。
1 [+ ]$ u% [* E2 ~9 @9 R. V

jaychan19891

AZ2012 发表于 2013-12-12 09:15
材料腐蚀的一些数据
5 w( n/ G$ ?. n$ j1 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 ...

$ y/ C5 e9 K# y# _. V. u非常thanks

dukaijixie

表面电镀也可以的 镀铬

daigua1

涂环氧富锌的底漆，