船舶海水管系的腐蚀问题及防止措施.pdf
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1、收稿日期: 作者简介:侯淑芳(),女,湖南衡东人,南通航运职业技术学院轮机工程系助教; 作者简介:周志军(),男,江苏南通人,南通航运职业技术学院机电系讲师。 第卷 第期 年月 南通航运职业技术学院学报 摘要:船舶海水管系的腐蚀问题是影响使用和维修费用的重要因素。 文章针对目前海水管系腐蚀情况, 主要分析了 船舶管系腐蚀特点和机理, 并推断了的影响腐蚀的主要因素, 同时提出了几种防腐措施, 可供参考。 关键词:海水管系; 腐蚀机理; 防腐措施 中图分类号:U664.84文献标识码:A文章编号:1671-9891(2008)04-0076-04 船舶海水管系的腐蚀问题及防止措施 侯淑芳 1,周志
2、军2 (1.南通航运职业技术学院轮机工程系,江苏南通226010;2.南通航运职业技术学院机电系,江苏南通226010) 0引言 船舶海水管系用途广泛, 担任着冷却主辅机、 消防、 压载、 清洗等任务, 在保证船舶主要设备正常运行及 安全、 船舶平衡等方面起了重要作用。 海水管系输送的均为海水, 致使海水管系必然面临着严重的腐蚀问题。 目前, 海水管系的腐蚀造成的事故严重影响了设备的正常运行和船舶安全运行, 维修造成了很大的人力物力 上的损失。因此, 分析海水管系的腐蚀情况、 提出有效防腐措施具有重要的实际意义。 1海水管路的腐蚀案例 某船海水管系采用 20# 无缝钢管, 自投入运营一年来,
3、管路锈蚀严重, 有裂纹甚至断裂, 漏水严重, 部分 管路有堵死现象等, 具体见以下图片: 从图 1 可看出, 海水管弯管已腐蚀断裂, 管内壁有较长较深的裂纹, 已漏水; 管内壁凹凸不平, 还有呈波 浪形的外观, 钢管表面的腐蚀产物已剥离, 被冲击堆积在弯管下缘, 部分堵塞了管路。该段管子腐蚀情况恶 劣, 必须换新弯管。 从图 2 可看出, 法兰和海水管都已严重腐蚀, 保护涂层已凸起剥落, 表面全部被锈蚀, 已出现漏水, 法兰 上的螺栓已咬死在螺纹孔中, 焊缝接口焊瘤未打磨, 锈蚀很严重, 该段带法兰的管子已无法再使用, 只能换 新。 由图 3 可知, 海水弯管处保护涂层 80%都已脱落, 表面
4、凹凸不平, 并有黄豆大小的泡状凸起, 弯管下游 出现了蜂窝状的孔群, 已经穿孔, 有渗漏, 这是典型的空泡腐蚀。 图 1海水管弯头内壁腐蚀图 2带法兰的海水管腐蚀情况图 3弯管的腐蚀 2海水管系的腐蚀机理分析 2.1海水管系的工作条件 天然海水含有大量的可溶性盐, 其主要成分是氯化钠和硫酸盐及一定量的可溶性碳酸盐, 其中氯离子约 占 55%。海水的高含盐量、 含砂量, 通常溶解有空气, 使得海水对金属具有强腐蚀性。 海水中的海生物会增 加海水中的含氧量, 还会释放 CO2等气体, 从而使周围海水酸化, 两者都将导致海水管系腐蚀速度加快。此 外, 影响腐蚀速度的还有海水的 pH 值。由于海水温度
5、、 溶氧量、 海水流速及海洋生物等诸多因素的变化对海 水腐蚀都会产生交互影响, 其腐蚀机理也较单一的腐蚀介质 (如盐水等 ) 引起的腐蚀复杂得多。 实际海水管路 的腐蚀形式多样: (1 ) 根据腐蚀的机理, 可分为电化学腐蚀、 化学腐蚀和物理腐蚀。 这几种腐蚀形式接触的介质不同。 化学 腐蚀是纯化学反应造成的, 接触的是非电解质; 物理腐蚀是因固体颗粒的物理溶解, 对金属引起的划伤磨损 破坏。电化学腐蚀是海水管路最普遍、 最常见的腐蚀种类,接触介质为电解质。 (2 ) 根据金属的腐蚀破坏特性, 金属腐蚀又分为均匀腐蚀和局部腐蚀。1局部腐蚀通常不易预测, 危险性 更大, 容易造成严重的事故。常见
6、的局部腐蚀有点蚀、 晶间腐蚀、 应力腐蚀、 湍流腐蚀及空泡腐蚀等。 从图 1-3 可分析出, 20# 无缝钢管主要是由海水的电化学腐蚀造成的, 还包括与机械作用等协同的电化 学腐蚀。 这几个图均表明, 海水管路及附件主要发生电化学腐蚀, 阳极金属铁失去电子的离子化, 海水中溶解 有氧, 不断在阴极吸收电子, 加速了腐蚀速率, 腐蚀厚度较大。海水腐蚀具有自身特征, 即除镁及其合金外所 有的结构金属材料在其中都发生氧去极化腐蚀 (吸氧腐蚀 ) 。2 图 1 中弯头处由于海水流向发生改变, 对弯头内壁有较大冲击力, 既加速了腐蚀产物的迁移, 又加剧了 电化学腐蚀, 造成有管壁明显变薄或有马蹄形蚀坑,
7、 甚至断裂, 即还发生了冲击腐蚀和湍流腐蚀。 图 2 法兰在 安装中, 螺栓上紧过程中可能存在受力不均, 连接处的焊缝也存在残余应力, 除了电化学腐蚀外还发生了应 力腐蚀等; 由于法兰、 螺栓、 钢管三者间为异金属连接, 存在小面积的阳极大面积阴极, 造成腐蚀加剧。 电化学 腐蚀一重要因素是面积效应, 增加阴极面积会加剧腐蚀, 增加阳极面积会减缓腐蚀。 由此可见, 管路的海水腐蚀种类繁多, 由于海水的电阻率低, 在金属表面容易形成微电池和宏观电池腐 蚀范围较广, 发生腐蚀种类也比较多, 同时存在均匀腐蚀和多种局部腐蚀。 2.2海水管系的腐蚀因素 2.2.1管系材质 管系材质的耐蚀性是影响海水管
8、系腐蚀破坏的主要因素,是管系的固有特性。 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。不同的材质在静水中的腐蚀速度3如表 1 所示: 表 1在静止水中金属的全面腐蚀速度(单位: 微米 / 年) 2.2.2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 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 镍铝青铜合金25-500锰青铜25-501 铜镍合金2.5-12.50黄铜12.5-50- 铅12.50.5铜25-50- 锡青铜25-501铝青铜25-5
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