船舶腐蚀及防护PPT课件
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第九章船艇的腐蚀与防护第一节船舶腐蚀船舶腐蚀情况根据船体各部位所处的腐蚀环境、船舶航行海域、船龄以及维护保养程度不同而有很大差别。
这里我们将重点讨论船体各部位在其所处的腐蚀环境中的腐蚀。
一、船体在水下部分及水线区的腐蚀船体水下部分,根据腐蚀介质的作用条件,可分为艏部、艉部、船舷和船底四部分。
在船体的艏部,海水对壳体产生较大的流体动力作用,特别是对速度比较高的船舶。
这使得涂层的工作条件变得十分苛刻。
在艏部泡沫翻滚的波浪区,涂层首先遭到破坏。
另外,艏部的涂层还经常受到锚链和漂浮物的撞击。
当运输船和工程船的航行速度为10~20kn时,船体艏部的水被空气泡所饱和。
这里的腐蚀过程不受供氧的扩散控制。
船体中部的船舷外壳表面受到比艏部小的流体动力作用,但是这个区域的涂层在船靠码头时特别容易遭到破坏。
在螺旋桨所产生的强烈水流作用下,船艉部壳板和舵叶上遭到明显的局部流体动力的作用。
在许多情况下,这会引起结构的冲刷腐蚀破坏。
由于船体和由铜合金制成的螺旋桨接触,船艉,特别是在端部,所发生的阳极极化是引起腐蚀破坏的重要因素。
氧向桨叶(阴极)的充分供给增加了这个腐蚀电池的工作效率。
在船底部位,由于附着海生物,故易产生氧浓差电池而引起坑蚀。
同时,海生物的排泄物除了助长腐蚀之外,随其积累还会侵入船底涂膜中,从而将涂膜破坏,也会造成严重后果。
此外,由于和水翼、声呐罩等不锈钢结构接触,局部的阳极极化也是可能的。
水线区的船体外壳处于特别苛刻的条件之下。
在这个区域,涂层破损的可能性最大。
除了各种漂浮物和系泊条件破坏涂层之外,在港口水面上经常存在的石油产物层也会促使涂层破坏。
船体这个区域所用的许多涂料都对石油产物不稳定。
正如前面指出的那样,这个区域的外壳处于干湿交替条件下,遭到水和空气的交变作用,这大大增加了腐蚀介质的侵蚀性。
船体结构的水下部分,焊缝部位常常发生严重的腐蚀。
当焊缝金属的电位低于船体壳板的电位时,焊缝金属成为腐蚀电池的阳极,而面积较大的外壳板成为有效的阴极,这导致焊缝金属腐蚀速率大大增快。
第三章船机零件的腐蚀及其防护一、腐蚀的基本概念•金属与周围的介质发生化学作用、电化学作用或物理作用而引起的表面破坏或变质称为腐蚀。
(P.33)•腐蚀破坏的特征是破坏从金属表面开始逐渐向零件内部扩展或同时向四周蔓延。
•腐蚀的实质是腐蚀是使金属恢复其自然状态,熵增、自由能降低过程,释放出能量使自身回到热力学上更稳定的自然存在形式—化合物。
金属所释放的能量就是腐蚀的动力。
金属常见的腐蚀是电化学腐蚀。
•金属腐蚀的分类方法(P.34-35)•依腐蚀过程的特点分类有:化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀。
•依腐蚀表面的特征分类有:全面腐蚀、局部腐蚀。
•描述金属腐蚀速度的指标:Vˉ、V+、VL、VR•重量指标是:Vˉ和V+•深度指标是:VL•电阻性能指标是:VR•衡量金属腐蚀的几个指标中, 最适合于衡量薄和细的各金属零件腐蚀速度的是电阻性能指标,测电阻时不要清除腐蚀产物,以免影响测量结果。
•衡量金属腐蚀的几个指标中, 最适合于衡量密度不同的各金属腐蚀速度的是深度指标。
二、化学腐蚀(P.36-37)•化学腐蚀:金属与周围的非电解质发生化学反应称为化学腐蚀。
•腐蚀中无电流产生。
•1) 在干燥的空气中发生的钢铁腐蚀•2)高温钒腐蚀(或高温腐蚀)。
•1) 在干燥的空气中发生的钢铁腐蚀:•钢铁在560℃以下被腐蚀,其产物是Fe203+Fe304,性质是致密的、坚硬的,产物具有保护作用(“发兰”)。
•钢铁在560℃;以上被腐蚀,其产物是FeO,其产物的性质是疏松的,产物不具有保护作用。
•2) 柴油机运转时,燃烧室内的高温高压燃气中某些低熔点灰分附着在零件表面,高温下发生化学作用使零件表面受到破坏的化学腐蚀称为钒腐蚀(或高温腐蚀)。
•发生在柴油机排气阀座圈、排气阀、气缸盖、活塞组件上。
•高温钒腐蚀的条件:•燃用劣质燃油,含有较高V、Na、S等元素•接触高温燃气、零件表面温度大于550℃.•燃气中的钒、钠氧化物处于熔化状态附着在零件表面•防止化学腐蚀的措施:•涂覆盖层保护(镀Zn、Sn、Ni、发兰处理)。
9.船舶腐蚀及防护§9.1 金属腐蚀的基本理论9.1.1金属腐蚀的分类金属腐蚀可按产生的机理分成化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
也可按腐蚀的破坏形态分为全面腐蚀和局部腐蚀,前者包括均匀的全面腐蚀和不均匀的全面腐蚀;后者常见的类型有电偶腐蚀(异金属接触腐蚀)、点腐蚀和缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、冲蚀、磨蚀、选择性腐蚀、杂散电流腐蚀、空泡腐蚀等。
腐蚀机理不同的金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀是由于金属表面与介质直接发生化学作用引起的,其特点是在作用进行过程中没有电流产生。
化学腐蚀对金属的破坏速度取决于:金属与氧的相互作用程度和生产金属化合物薄膜的性质(金属化合物薄膜的稳定性,紧密程度,与金属的结合强度等)。
①气体腐蚀。
②在非电解质溶液中的腐蚀。
2)电化学腐蚀电化学腐蚀是金属表面与离子导电性介质发生电化学作用引起的,在作用过程中有阴极区和阳极区。
其特点是在金属与介质中有电流流动。
电化学作用有时单独造成腐蚀,有时与机械作用、生物作用共同产生腐蚀。
电化学腐蚀主要可分为以下几类:①大气腐蚀。
②土壤腐蚀。
③在电解质溶液中的腐蚀。
④在熔盐中的腐蚀。
⑤微生物腐蚀。
⑥海洋生物腐蚀。
(2)破坏形态不同的金属腐蚀金属腐蚀常见的破坏形式有两大类,即全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀可分均匀腐蚀和不均匀腐蚀。
均匀腐蚀是腐蚀作用均匀地发生在整个金属表面,并在整体上逐步地使金属腐蚀,逐步地使金属降低其各种属性,因而其危害性不太严重。
一般情况下使用涂装保护的船舶与海洋工程结构在使用初期时往往在涂层的缺陷或损伤处发生腐蚀,进而出现腐蚀斑、腐蚀坑,然后出现越来越大面积的腐蚀,最后连在一起形成全面的不均匀腐蚀。
局部腐蚀是腐蚀作用主要集中在金属的局部区域。
由于这些腐蚀的分布、深度和发展很不均匀,往往当金属整体还相当完好的时候,局部腐蚀己相当严重,会导致严重事故或灾害,所以危害性很大。
1)斑点腐蚀。
2)脓疮腐蚀(腐蚀坑)。
3)孔腐蚀(又称点腐蚀)。