第三章船机零件的腐蚀
轮机维护与修理知识点

故障:指船舶系统、设备、机械或其零部件原有功能的丧失。
故障规律:机械设备自投入使用到损坏不能运转的全部使用过程中,不同时期故障概率的规律。
故障模式:指妨碍产品完成规定任务的某种可能方式,即产品故障或失效的表现形式。
维修:维修是事前对故障采取主动预防的积极措施,维修是一门科学可靠性:“产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
”可维修性:指对已发生故障的产品,在规定时间内,通过维修使之保持或恢复到规定使用条件下,完成规定任务的能力。
维护保养:保持机械设备技术性能正常发挥所采取的技术措施。
边界摩擦:在摩擦副的表面间,存在一层极薄润滑膜时的摩擦。
干摩擦:表面既无润滑剂,又无湿气时的摩擦。
磨损:摩擦副的表面物质,在摩擦的过程中逐渐损失的现象磨粒磨损:由于固体磨粒的应力作用而引起的磨损。
腐蚀磨损:摩擦副表面的机械摩擦作用+表面与周围介质间的化学或电化学反应而造成的磨损。
微动磨损:两接触表面在载荷作用下,由于微小振幅(<0.25微米)的振动而引起的机械化学磨损。
拉缸:拉缸是活塞组件与缸套配合面相互剧烈的作用(干摩擦),在工作表面产生拉毛、划痕、擦伤、裂纹或咬死的损伤现象。
交变载荷:物体受到大小、方向随时间呈周期性变化的载荷作用。
穴蚀:与液体接触的金属表面,由于受气泡产生与破裂的反复作用而导致的破坏现象,称为穴蚀。
电化学腐蚀:金属表面在电解质中发生电化学作用而产生的破坏,称为电化学腐蚀。
疲劳破坏:零件或材料经过一定次数的循环载荷或交变应力作用下,产生裂纹或断裂的现象。
桥规值:是将桥规置于机座平面上,桥规的测量基准面至所测主轴颈的距离。
填料:用来保证具有相对运动的表面之间密封性的材料。
垫料:用来保证固定连接面之间的密封性材料臂距差:曲柄在上、下止点(或左、右水平)位置时,两曲柄臂之间距离的差值。
1、按故障的性质分类,船机零件的故障分为哪几种故障?人为为故障,自然故障。
2、什么叫故障?故障发生前有哪些主要怔兆?指船舶系统、设备、机械或其零部件原有功能的丧失。
3-3第三节 穴蚀

第三节穴蚀穴蚀是水力机械或机件与液体相对高速运动时在机件表面上产生的一种破坏。
穴蚀又称空泡腐蚀,或气蚀。
穴蚀也是一种局部腐蚀。
穴蚀的特征是机件金属表面上聚集着小孔群,呈蜂窝状或呈分散状的孔穴。
孔穴表面清洁无腐蚀产物附着,孔穴直径一般在1mm以上。
例如,柴油机气缸套外表面上穴蚀小孔直径为l~5mm,最大可达30mm,孔深可达2~3mm,严重时穿透缸壁。
船机零件发生穴蚀破坏的除柴油机气缸套外,还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。
机件穴蚀破坏日益引起人们的关注,尤其是缸套穴蚀已是船用发电柴油机的重要问题,引起国内外的重视与研究。
一、柴油机气缸套的穴蚀气缸套穴蚀是船用中、高速柴油机普遍存在的严重问题。
随着柴油机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化,气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油机正常运转的首要问题,严重地影响柴油机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。
一般说来,船用中速和高速筒状活塞式柴油机,特别是高速、轻型大功率柴油机,不论是开式冷却还是闭式冷却,气缸套都有不同程度的穴蚀。
例如,12V180型、6150型等高速柴油机,6300型、6250型、8NVD48A-2U型等中速柴油机。
有的柴油机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔,甚至柴油机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废,此时缸套内表面尚未磨损。
二冲程十字头式低速柴油机气缸套基本不发生穴蚀破坏。
1.穴蚀部位缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上,一般集中在柴油机的左右侧方向,特别是承受侧推力最大一侧的偏上方;冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上;缸套下部密封圈附近缸壁。
穴蚀小孔呈蜂窝状或呈分散状,如图3-3所示。
缸套冷却水腔除缸套穴蚀外,不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。
这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。
此外,冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。
船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析【摘要】船舶腐蚀是造成船舶结构损坏和事故的主要原因之一,具有严重的危害性。
本文旨在分析船舶腐蚀的主要原因,包括海水、氧气、微生物等因素。
通过对金属腐蚀的分类及机理的探讨,揭示了腐蚀过程中的关键因素。
针对船舶腐蚀问题,介绍了常见的防腐措施,包括涂层、阴极保护等方法,并探讨了新型防腐技术的应用前景。
结论部分强调了船舶腐蚀防治的重要性,展望了未来研究方向,为船舶行业的可持续发展提供了借鉴意义。
船舶腐蚀问题的研究具有重要的现实意义和研究价值,值得深入探讨和应用。
【关键词】船舶腐蚀、防腐措施、金属腐蚀、防腐方法、新型技术、研究方向、重要性1. 引言1.1 船舶腐蚀的危害船舶腐蚀是造成船舶结构损坏和事故的主要原因之一,对船舶的安全和稳定性造成了严重威胁。
由于船舶航行环境恶劣,海水的腐蚀性较强,加上船舶长期暴露在海洋环境中,导致船体和船结构金属材料出现腐蚀现象。
船舶腐蚀会减少船体的强度和耐久性,导致船舶结构的疲劳和脆裂,进而影响航行安全。
船舶腐蚀还会增加船舶的维护和修理成本,降低船舶的使用寿命,影响船舶的经济效益。
在海洋环境下,船舶腐蚀是不可避免的问题,需要引起重视并采取有效的防腐措施进行预防和治理。
只有充分了解船舶腐蚀的危害,才能更好地制定防腐策略,确保船舶的安全运行。
1.2 研究意义船舶腐蚀是船舶运行中一个不可忽视的问题,对船舶的安全性和经济性都会造成严重影响。
对船舶腐蚀进行深入研究具有重要的意义。
船舶是海上运输的重要工具,而腐蚀会导致船体强度下降、船体结构受损,从而直接影响船舶的安全性。
腐蚀对船舶构件的损坏可能引发事故,危害船员和海上的其他船只,给船舶运输带来潜在风险。
研究船舶腐蚀防治具有重要的安全意义。
船舶是资产密集型行业,造船和维修都需要巨大的投资。
船舶的寿命和性能直接受腐蚀影响,船舶的腐蚀防治不仅关乎船舶的安全性,还关系到船东的经济利益。
有效的腐蚀防治措施可以延长船舶的使用寿命,降低船舶维护成本,提高船舶的经济效益。
第三章 船机零件的腐蚀

四、防止电化学腐蚀的措施
防止电化学腐蚀的基本原则 :破坏产生 电化学腐蚀的条件之一 合理选材 阴极保护 阳极保护 介质处理 表面覆盖保护膜 加强维护和管理
第四节 穴 蚀 (Cavitations)
一、穴蚀
穴蚀又称空泡腐蚀,或称气蚀,是水力机械或 机件与液体做相对高速运动时在机件表面上产 生的一种破坏 穴蚀是一种局部腐蚀,其特征是在机件金属表 面上聚集着小孔群,呈蜂窝状或呈分散状的孔 穴分布。孔穴表面清洁,没有腐蚀产物沉积, 孔穴直径一般在1~5mm ,最大可达30mm , 孔深可达2~3mm ,随着机器运转时间的延长, 这些孔洞逐渐扩大、变深、甚至穿透金属壁面。
三、燃油系统零件的穴蚀
柴油机燃油系统中的高压油泵柱塞、出 油阀、喷油器针阀和高压油管均有穴蚀 发生。燃油系统中因喷油需要产生瞬时 高压和瞬时低压。喷油时系统中处于高 压供油,喷油终了会使系统内油压骤然 降低。此外,随着柴油机强载程度不断 提高,燃油喷射压力和喷油率也相应提 高。高的喷射压力容易引起二次喷射使 柴油机性能下降,并造成系统的穴蚀 。
二、柴油机零件的化学腐蚀
燃气中某些低熔点灰分熔化并附着在零 件金属表面上,在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 高温腐蚀或钒腐蚀。 高温腐蚀的破坏特征是形成疏松多孔或 瘤状的腐蚀产物,是高温零件失效的主 要原因之一。
二、柴油机零件的化学腐蚀
发生高温腐蚀,必须具备条件: 1.柴油机燃用重油; 2.零件冷却不良,温度在550℃以上时,足以使 钒、钠化合物处于熔化状态附着于零件表面; 3.灰分的成分影响腐蚀速度。当灰分中 V2O5/Na20≈3时,软化温度由600℃降至 400℃,灰分非常易熔,所以腐蚀速度急剧增加; 而V2O5/Na20在1左右时,腐蚀速度最小,因为 软化温度高于零件温度而不会发生腐蚀。
船舶腐蚀原因及防腐措施分析

船舶腐蚀原因及防腐措施分析
船舶腐蚀是指船舶结构部件受到各种外界环境因素作用下,发生表面金属材料物质的损失和结构破坏的现象。
船舶腐蚀的主要原因有以下几个方面:
1.海水腐蚀:海水中含有大量的氯离子和溶解性氧,这些物质会与金属结构发生电化学反应,导致金属腐蚀。
海水中的微生物和海洋生物也会对金属结构产生腐蚀作用。
2.大气腐蚀:船舶在大气环境中暴露,不断受到大气中的氧、水蒸气、二氧化硫、酸雨等化学物质的侵蚀,从而引起金属表面的腐蚀。
3.电化学腐蚀:船舶结构中不同金属材料之间的电位差异会产生电流,在浸泡在电解质中的金属表面形成阳极和阴极,从而引起电化学腐蚀。
为了防止船舶腐蚀,可以采取以下一些防腐措施:
1.防护涂料:通过在金属表面涂覆防护涂料,形成一层保护膜,可以阻止氧气和水分进入金属表面,减少腐蚀的发生。
2.电位保护:通过在金属结构上加装阴极保护设备,使金属结构成为阴极,从而牺牲阴极以保护金属结构不被腐蚀。
3.合理设计:在船舶结构的设计中,应合理选择材料和结构形式,避免或减少不同金属材料之间的电位差,从而减少电化学腐蚀的发生。
4.定期检测和维护:船舶应定期进行腐蚀检测和维护,及时修复受损的防腐层和金属结构,避免腐蚀进一步扩大。
5.使用防腐材料:在船舶建造和维修过程中,应选择具有良好耐腐蚀性能的材料,如不锈钢、铝合金等,以提高船舶的抗腐蚀能力。
船舶腐蚀是一个常见的问题,需要采取一系列的防腐措施,从材料选择到定期检测和维护,都能有效减少船舶腐蚀的发生,延长船舶的使用寿命。
第3章-船机零件的腐蚀

1824年,英国科学家Humphrey Davy首次用铸铁保护木 质船体外包覆的铜层,有效地防止了铜的腐蚀。
示意图
常用的牺牲阳极材料有:镁基合金、锌基合金和铝基合金。
外加电流阴极保护法
1928年,美国人R.J.Kuhn在新奥尔良对长距离输气管道成功地进行了世界上第 一例外加电流阴极保护。最小保护电流密度。
1.高温腐蚀或钒腐蚀
• 定义:
柴油机在运转时,燃烧产生的低熔点的V、Na化合 物在高温下( 550℃以上)附着在燃烧室组件(气缸 盖及其阀件、气缸套和活塞)上,发生化学作用而产 生的破坏。
• 机理:
重油燃烧生成的低熔点(500~640℃) 的V、Na、 S化合物(V2O5、Na2SO4),附着在550℃以上的零件 (排气阀、阀座、活塞顶部)上,此类化合物呈酸性, 将零件表面的氧化膜溶解,裸露金属再氧化,再溶解, 形成腐蚀凹坑。 (V:Na=3)
• 常发生穴蚀的船机零件有:
–气缸套外圆表面;(水)
–螺旋桨的桨叶;(水)
–离心泵叶轮等。(水)
–喷油泵柱塞(燃油)
–轴瓦的工作表面;(滑油)
二、柴油机缸套的穴蚀
• 缸套发生严重穴蚀的机型:中、高速 筒状活塞式柴油机,缸径在105~300mm
的筒状活塞式柴油机的气缸套穴蚀较为普 遍和严重,是主要的损坏形式。 是缸套的
Corrosion and Protection
大纲要求
1.几乎没有差别! 2.题库:200题左右
重点
• 腐蚀的概念、种类、特点、防腐的意义 • 电化ical Corrosion)
二、柴油机零件的化学腐蚀 1.高温腐蚀或钒腐蚀 2.低温腐蚀
《船机维修技术》课程教学研究与实践

3 改革教学手段
果实验成绩不及格 , 该门课程为不及格。这样 , 从根 本 上解 决 了学 生过 去重 理论 轻实 践 的问题 。
随着 计 算机 科 学 和 网络 技 术 的 发展 ,单 一 的教 6 注重实践 环节训练 学模式已不适应教学 的需要 ,教师只有应用多媒体
课件 、 教学动画 、 视频剪辑 、 网络教育 和虚拟技术等
等 。教 师 可 通过 网络 发 布信 息 , 答 学生 疑 问 , 立 解 建 程 ,是 对学 生 基本 理 论 掌握 程 度 以及 理 论 联 系 实 际
所 必 师生互动平台。尝试使用 电子考试提交系统 , 探索网 能力 的检验 , 以 , 须 注 重实 验 教 学 。通 过实 验 教 学 ,使学生掌握船机零件失效形式和检测船机设备 络化 教 学途 径 。 () 3 开发手机版考证试题练习系统。 为了方便学 常见故障的方法 ,为失效零件的更换和故障的排除
St d n a t e o r e En ie Man e a c e h oo yCo r e u y a d Pr ci n Ma i g n it n n e T c n lg u s c n
1 0一l 2 1 0—1 2 1 l 0 2
一
l l l l
l 2
l
1 教 学 内容 和 课 时安 排
20 年 1 月交通部海事局颁布新修订的《 05 1 中华 人民共和国海船船员适任考试大纲》 自20 年 2 , 06 月
柴油机主要零 部件磨 缸套和活塞测量 3 3 损测量 曲轴拐档差 的测量 3
施有 :
5 改革 考 试 方 法
() 1 改革考试内容。 为了和船员适任证书考试接
() 1 在教学中可以适 当提出问题 ,设置疑问 , 使 学 生 置 身 于矛 盾 中 ,启 发 和引 导学 生 利用 理 论 知 识
轮机维护与修理

《轮机维护与修理》教学大纲一、课程的性质、任务和基本要求轮机维护与修理是轮机管理专业中一门实用性很强的专业课,是作为一个航海专业技术本课程的任务是,使学生掌握船机的现代维修科学、了解船机零部件在使用中因磨损、腐蚀、疲劳断裂等原因造成损坏的机理及防护措施、船机零部件的修理工艺、柴油机主要零部件和主要设备的检修,船舶修理的程序及管理,为航行实习及胜任轮机员打下坚实基础。
按“STCW”公约的规定和中华人民共和国海船船员适任证书考证,评估的规则要求,本1.掌握船机的现代维修科学的建立及以可靠性为中心的预防维修体系。
2.3.4.5.6.二、课时分配本课程教学总时数88课时分配表三、课程内容课题一:现代维修理论了解故障和故障模式的概念,分类以及影响因素;了解现代维修科学的基本理论,掌握船舶维修保养体系及其主要内容。
课题二:船机零件磨损掌握磨擦的概念、分类和机理;掌握船机零件的磨损种类、磨损规律及减轻磨损的措施重点:课题三:船机零件的腐蚀与防蚀课题四:船机零件的疲劳断裂课题五:零件的缺陷检验与船机故障诊断技术掌握船机零件缺陷的一般检验方法和应用;掌握船机零件无损检验的方法;掌握现代故课题六:专用检修量具,工具和物料课题七:修理工艺课题八:柴油机主要零件与船舶主要设备的检修柴油机缸盖、缸套、活塞组件、曲轴组件、精密偶件、活塞运动件、增压器、泵、轴系、现场教学二、四、说明1.本课程应安排在“金工工艺实习”以后,船舶柴油机、船舶辅机教学过半后实施。
2.3.4.本教学大纲是依据“STCW”公约95修正案及中华人民共和国海船船员适任证书考证、评估的规则要求而制定。
陆虎编杨忠审。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第三章船机零件的腐蚀§3-1 金属腐蚀(Corrosion)全世界每年因腐蚀报废的钢铁大约相当于当年钢铁产量的30%,其中2/3回炉再生,仍有10%的钢铁损失。
1 腐蚀的概念定义:金属与周围介质发生化学作用、或电化学作用或物理溶解而产生的破坏和变质,称为腐蚀。
破坏:形状、尺寸变化;变质:晶体结构、理化性能、机械性能的变化。
特点:(1)外部介质的作用;(2)发生在金属与介质的界面上,即从零件的表面开始,向内部扩展。
(3)腐蚀有一个过程,是渐进性的。
腐蚀是一种重要的故障模式。
在船舶上的危害也很严重。
即便是其他形式的损坏,如磨损、裂纹和断裂,往往也包含着腐蚀破坏的因素。
此外,非金属材料与周围介质作用产生的破坏也日益增多和严重,也是属于腐蚀破坏。
例如:(1)管道的腐蚀,仍是一个没有解决难题;(2)缸套和缸盖冷却水腔的电化学腐蚀;(3)活塞顶部与排气阀阀面的高温腐蚀;(4)缸套外圆表面与浆叶的穴蚀。
2 腐蚀的过程腐蚀是个自由能降低的过程,是个自发过程,是个放出能量的过程。
即金属 金属化合物是个自发过程,是个与冶炼过程相反的过程。
与其它故障模式的区别:磨损、断裂等需要外界能量的消耗,而腐蚀不同,它不需要外界输入能量。
2.1 腐蚀倾向的热力学判据物质变化过程能否自发进行,在化学热力学中采用自由能变化量△G为判据进行判断,当△G<0时,伴随着能量的减少,过程可自发进行;当△G>0时,表示过程不能自发进行,处于热力学稳定状态;例如,在大气条件下只有金、铂、钯、铱是热力学稳定的金属,其△G>0,在自然界中以单质存在,称为贵金属;铜、汞、银在无氧的情况下,离子反应时△G>0,在自然界主要以硫化物形式存在,称为半贵金属;除上述金属外其它金属在离子反应时自由能变化量均为负值,即△G<0,为在热力学上不稳定金属,称为贱金属,在自然界中一般都是以氧化物或盐类存在于矿石中。
在热力学上不稳定的金属中,如铝、镁、铬等在适当的条件下能发生钝化而变得稳定,即耐蚀。
有些热力学上不稳定金属在腐蚀过程中生成致密的保护性腐蚀产物膜而耐蚀,例如铅在硫酸溶液中、铁在磷酸溶液中、锌在大气中等都会生成耐蚀的保护膜。
所以,腐蚀虽可自发进行、但可使腐蚀进展很缓慢,甚至无害。
由此看来,腐蚀过程不仅仅取决于腐蚀反应中自由能的变化量,还应考虑腐蚀介质的性质、腐蚀产物在该介质中的稳定性。
2.2 金属的电极电位金属与介质接触时,将发生自发腐蚀的倾向,即金属变成离子进入介质,所失去的电子留在金属表面。
金属离子化程度越大,留在金属表面的电子也越多,使金属表面呈负电并吸引溶液中的正离子靠近金属表面,形成双电层,在界面上产生电位差。
所以,金属和溶液界面的电位差称为金属的电极电位。
金属的电极电位越负,表示金属容易离子化,即不耐腐蚀;电极电位越正,金属越耐蚀。
3 腐蚀的分类3.1 按过程特点分类(1)化学腐蚀:无电流产生;(2)电化学腐蚀:有电流产生。
3.2 按破坏形式分类(1)全面腐蚀:整个表面发生,又分为均匀(少见)与不均匀腐蚀(多见)两种。
(2)局部腐蚀:集中在某一区域,造成应力集中,导致突然断裂,危害更大。
全面腐蚀是机件整个表面上发生的腐蚀,一般多为全面不均匀腐蚀。
局部腐蚀较多,危害也比全面腐蚀严重,往往会发生突然破坏,以致造成机件的损坏,甚至恶性事故。
4 腐蚀速度的表示方法4.1 重量指标表示法:单位金属表面积在单位时间内的重量变化值。
V-、V+——分别为失重腐蚀速度和增重腐蚀速度,g / (m2•h);增加——V+;减少——V-。
4.2 深度指标表示法:把腐蚀后深度的减少量以线量单位表示,并换算成为相当于单位时间的数值。
工程上多用构件的腐蚀深度或减薄的程度来衡量其寿命。
适用于衡量密度─深度腐蚀速度,mm / a;不同的金属的腐蚀问题。
VL4.3 电阻性能指标表示法:用零件腐蚀前后的电阻变化率表示腐蚀速度V。
测量时不需要清除腐蚀产物,适用于薄R和细的零件。
§3-2 化学腐蚀(Chemical Corrosion)1 化学腐蚀定义:金属与周围介质(非电解质)直接发生化学作用而引起的破坏,称为化学腐蚀。
特点:在化学腐蚀过程不产生电流。
例如:碳钢的氧化问题。
化学腐蚀分为气体腐蚀和有机介质腐蚀。
气体腐蚀是指在干燥气体中或高温气体中的腐蚀。
金属与介质中的氧化剂直接作用就在金属表面生成一层氧化物薄膜,即腐蚀产物。
金属能否继续被氧化取决于氧化物薄膜的结构和与基体的结合强度。
碳钢零件在560℃以下被氧化,生成Fe2O3或Fe3O4的结构致密、与基体结合牢固的稳定膜,可阻止原子的扩散,从而保护金属表面不再继续被氧化。
而在560℃以上时,氧化生成FeO的结构疏松、与基体结合不牢的膜,原子容易穿过膜使金属继续被氧化,达一定厚度后脱落。
金属的高温氧化曾被视为典型的化学腐蚀。
近代研究认为:在高温气体中金属最初的氧化属于化学反应,但氧化膜的成长过程则属于电化学机理。
因为金属表面的介质已由气相变为既能电子导电又能离子导电的氧化膜。
所以,金属的高温氧化不再是单纯的化学腐蚀。
金属在有机介质中的腐蚀,有机介质为不导电的非电解质介质。
例如,有机酸、卤代化合物和含硫的化合物等。
实际生产中纯化学腐蚀的现象较少,如铝在CCl4、三氯甲烷或乙醇中;镁或钛在甲醇中;金属钠在氯化氢气体中等的腐蚀都属于化学腐蚀,但实际上这些介质中都含有少量水分而使有机介质不纯,使化学腐蚀变为电化学腐蚀。
2 柴油机零件的化学腐蚀2.1 高温腐蚀或钒腐蚀燃烧室组件(气缸盖及其阀件、气缸套和活塞)与燃气中的低熔点灰分在高温下发生化学作用而产生的破坏。
特别是燃用重油时,含有V、Na、S的化合物,生成的化合物(V2O5、Na2SO4)具有较低的熔点(500~800℃)附着在零件(排气阀、阀座、活塞顶部),将零件表面的氧化膜溶解,加速腐蚀过程,形成腐蚀凹坑。
柴油机燃用重油为发生高温腐蚀提供了条件,但并非燃用重油就必然发生高温腐蚀,还必须具备:(1)零件温度在550℃以上,足以使钒、钠化合物处于熔化状态附着于零件表面;(2)灰分的成分影响腐蚀速度。
当灰分中V2O5/Na2O≈3时,软化温度由600℃降至400℃,灰分非常易熔,所以腐蚀速度急剧增加;当V2O5/Na2O在1左右时,腐蚀速度最小,因为软化温度高,而零件温度低则不会发生高温腐蚀。
2.2低温腐蚀燃气中的SO2、SO3和水蒸气在工件(如气缸壁、废气涡轮增压器壳体等)温度低于硫酸的露点(170℃)时,会在工件的表面生成亚硫酸或硫酸,从而造成零件的腐蚀。
3 防止化学腐蚀的方法3.1 选材如对排气阀选用高铬的钢(4Cr14Ni14W2Mo),生成致密的氧化膜,起动钝化作用。
加强燃烧室零件的冷部使零件温度在550℃以下等。
一般说来:在还原性介质中,选用含Ni 、Cu及其合金;在氧化性介质中,选用含Cr的合金;在极强的氧化性介质中,选用含Ti 的合金;非金属材料有良好的耐蚀性。
3.2 在零件的表面覆盖保护膜:如电镀、喷油漆等。
3.3 合理的结构设计:如壁厚要留有余量。
3.4 环境控制:如控制冷却温度、控制燃油的成分(S%)、加入缓蚀剂等。
§3-3 电化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)1 概述1.1 定义:金属表面在电解质中发生电化学作用而产生的破坏,称为电化学腐蚀。
特点:电化学腐蚀过程中有电流产生。
是自然界和生产中最常见的腐蚀形式,破坏作用也最显著,在大气、海水、酸碱、盐中均能发生电化学腐蚀。
1.2 电化学腐蚀的实质(机理)电池作用原理可以充分说明金属在电解质溶液中的腐蚀过程。
电化学腐蚀的过程至少包含一个阳极反应和一个阴极反应。
阳极反应:Fe→Fe十十+2(-)失去电子,放电,即氧化过程,电位低,被腐蚀;阴极反应:2H++2(-)→H↑得到电子,即还原过程,电2位高,受到保护。
在电化学腐蚀中,腐蚀电池起着重要的作用。
根据构成腐蚀电池的电极大小,可将腐蚀电池分为宏观和微观两种。
1) 宏现腐蚀电池宏观腐蚀电池是肉眼可见电极构成的宏观大电池,它引起金属零件或构件的局部宏观腐蚀破坏。
(1)异金属接触电池两种具有不同电位的金属或合金相互接触并处于同一电解质溶液中时,便会使电位较低的金属不断遭到腐蚀,这种电池称为异金属接触电池或称腐蚀电偶,引起电偶腐蚀。
两种金属的电机电位差越大,电偶腐蚀越严重。
例如Fe—Cu电池、装有冷却水的冷凝器的碳钢壳体与黄铜管子构成异金属接触电池。
(2)浓差电池同一金属的不同部位与浓度或温度不同的介质接触构成的腐蚀电池,最常见的有氧浓差电池、盐浓差电池和温差电池等。
危害很大,也是造成局部腐蚀的重要原因。
金属与含氧量不同的介质接触。
在氧浓度较低处金属的电极电位较低为阳极,在氧浓度较高处金属的电极电位较高为阴极,从而构成氧浓度差电池,阳极区的金属遭到腐蚀。
例如铁棒埋于土壤中,因土壤深度不同含氧量不同,故在铁棒埋得最深部位的金属腐蚀最严重。
浸于电解质溶液中的金属,其不同部位处于不同温度时构成的电池为温差电池。
例如换热器的高温端比低温端腐蚀严重。
2)微观电池微观电池是指零件金属表面由于电化学不均匀性构成许多微小电极的电池,又称为微电池。
零件金属表面电化学不均匀性是由于金属的微观不均匀性引起,主要有以下几点原因:(1)化学成分的不均匀性。
工业上使用的金属材料不同程度地含有杂质、非金属夹杂物或存在偏析,使金属化学成分不均匀。
金属、杂质、非金属夹杂物的电极电位不同,当与电解质溶液接触时就构成无数微小电池。
(2)金属组织不均匀性。
同一金属或合金中有不同的组织结构和晶体缺陷,如位错、空位、畸变等,因而有不同的电极电位。
晶粒内部与晶界的电位不同,如钢中的铁素体1与渗碳体2在有电解质溶液时构成无数的微电池。
(3)物理性质或状态不均匀性。
金属材料进行冷、热加工后使金属材料各部分的受力和变形不同,一般应力较高和变形较大的部位电位较低成为阳极容易被腐蚀。
(4)金属表面膜不完整性。
金属表面都有一层氧化膜,当表面膜破裂、有孔而不完整时,破裂处和有孔处的金属电位较低成为阳极。
例如船体钢板上的铁锈与铁锈脱落后裸露的钢板构成微电池。
1.3 腐蚀电池的种类在船上,船体和船机发生电化学腐蚀的零件和部位也较多,也是一种主要的故障模式。
电化学腐蚀亦分为全面腐蚀和局部腐蚀。
局部电化学腐蚀的种类有:(1)点状腐蚀金属表面局部有孔径不一的小孔,彼此孤立或集中在一起。
孔径一般小于或等于孔深,孔上有腐蚀产物存留。
(2)晶间腐蚀腐蚀发生在金属晶界上,使晶粒之间结合力丧失或下降,因不易发现,产生突然破坏,造成很大危害。
(3)电偶腐蚀常见的一种腐蚀,异金属同在电解质溶液中使电位低的阳极发生腐蚀。
(4)应力腐蚀金属在拉应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹或断裂。