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海洋设备用防腐蚀材料与防蚀涂料
2013-04-01 00:00:00 作者:董永祺 韩家林 来源:《腐蚀防护之友》

  海洋设备用防腐蚀材料与防蚀涂料


  文/董永祺·国家建材情报所,韩家林·辽宁超纯舍金技术工程中心产品研究部


  本文较为全面的概述了用于制造海洋设备的耐腐性优异、高性价比的材料及主要几种海洋用防腐蚀涂料。


  21世纪是海洋的世纪。海洋覆盖地球的4/5面积,是人类持续发展最重要的资源与能源基础之一。海洋环境对金属材料来说是最苛刻、复杂的腐蚀环境。无论海底、海水里或海面上的一切装备、设备(例如:潜艇、船舶、海上风电机等),无一不是采用高强、耐腐蚀材料(特别是耐腐蚀金属)制造,并处于恶劣的腐蚀环境之中。这些装备的防腐蚀已成为一项急迫、重大课题。


海洋防腐蚀战略


  目前,生产实践中主要的金属防腐蚀技术有:保护性覆盖层(涂层、涂料)、阴极保护、阳极保护、介质处理、添加缓蚀剂、选用优质耐腐蚀材料加工海洋设备等。主要的海洋防污措施有:涂装防污涂料、电解海水生成次氯酸盐、电解重金属法、人工或机械清除法、导电涂膜法等。目前受科技水平现实条件的局限性,许多措施还难以实现。


  本文将着重介绍几种耐蚀材料及防蚀涂料。


耐蚀材料


  超纯铁素体不锈钢


  由辽宁超纯合金材料工程技术中心研制的、具有知识产权的超纯铁素体不锈钢的成分如表1所示。
 


  这四种不锈钢在实际中的应用各不相同。


  (1)超纯Cr18Mo2的耐腐蚀性与IASI316钢类似,对应力腐蚀断裂不敏感;焊接和冷成型性能良好;强度较高;可加工食品设备、热交换器、太阳能收集面板等。


  (2)超纯Cr26Mo1在氯化物环境中,具有良好的耐应力腐蚀断裂、点蚀和缝隙腐蚀的能力;较好的焊接性能、焊后无晶间腐蚀现象;良好的冷成型性能;强度较高;主要用作处理碱、有机酸、尿素、含氯化合物冷却水的设备。


  (3)超纯Cr30Mo2在氯化物的水溶液中的性能与钛相当。


  其耐碱、有机酸的性能和耐蚀性与镍、镍基合金相当。可作苛性钠生产、浓缩工具的设备,以及醋酸、乳酸等有机酸及其衍生物的制造设备。当介质含硫化氢时易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀断裂倾向,而超纯Cr30Mo2则具有极优秀的抗该应力腐蚀断裂的能力,很适用于石化工业。


  (4)超纯Cr29Mo4Ni2在很多苛刻的腐蚀介质(如:氯化物、碱、尿素、氨基酸、有机酸)中,具有优异的耐蚀性(优于高镍的奥氏体合金)、耐稀的还原性酸的性能、抗氧化性、抗硫化性,可代替价格昂贵的钛、镍基耐蚀合金。


  海洋设备制造用铝、铝合金


  铝的熔点660℃,沸点2494℃,具有质量轻(密度2.7g/cm3)、耐腐蚀性极强、易加工(延展性好)、易加工成各种铝合金、可全部回收(再生铝的品质、性能与原铝相当)、使用过程和整个生命周期节能、减排等优点,被誉为“永不消逝的金属”。


  但铝同样存在一些缺点。


  首先是高能耗。生产1t铝平均消耗的电量可以达到12000~13000KW·h,但目前我国的“低温、低电压铝电解新技术”,实现了吨铝直流电耗<11900KWh,比国外先进水平低800KWh。


  其次是阻燃性差、易燃。1982年英阿马尔维纳斯群岛(FalkIand  Island)海战中,就发生了装有铝合金构件的军舰中弹燃烧、起火的事件。

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