船舶腐蚀及防护PPT课件
船舶腐蚀与防护
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。
电子课件船舶腐蚀与防护12电位pH图
Ee
0.771 0.0591lg CFe3 C Fe 2
② FeO42− +8H+ + 3e = Fe3+ + 4H2O
Ee 1.700 0.158pH 0.0197l
有两种固体参加的复相反应：
g
C Fe O42 C Fe 3
③ Fe3O4 + 8H+ +8e = 3Fe + 4H2O
Ee 0.085 0.0591pH
Ee 1.714 0.0985pH 0.0197lgCFeO42
电子课件船舶腐蚀与防护1-2_电位pH图
⑩ Fe3O4 + 8H2O + 2e = 3Fe2+ + 4H2O
Ee 0.980 0.2364pH 0.0886lgCFe2
（3）作出各类反应的电位－pH线 有离子参加的反应有四条线: 0 表示离子浓度为100 M; -2 表示离子浓度为10-2 M; -4 表示离子浓度为10-4 M; -6 表示离子浓度为10-6 M。 当金属离子的浓度达到10-6 M时，其溶解速度
Ee,O
Ee,O
0.0148lg pO2
C
4 OH
1.229 0.0591pH
当E < Ee,H，水被还原而分解出H2 ，H2稳定
当E > Ee,O，水被氧化而分解出O2 , O2稳定
当Ee,H < E < Ee,O，水不会分解出H2 和O2 。
2、Fe-H2O系电位－pH图的绘制 （1）列出有关物质的各种存在状态、标准化学位。
⑦ HFeO2− + 3H+ + 2e = Fe + 2H2O Ee 0.493 0.0886pH 0.0296lgCHFeO2
船舶腐蚀及防护共123页
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
船舶腐蚀及防护
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
船舶腐蚀及防护课件
(8)電解質流速大
(9)較高的溫度
(10)較高的氣壓
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7
电化学腐蚀
3.電化學腐蝕典型途徑
(2) 要件：
(a)陽極(Anode) (b)陰極(Cathode) (c)電解質(Electrolyte) (d)兩極之間電路
(Metallic Path)
(3) 加速腐蝕因素：
(a)足量：氧氣、水、離子 (b)兩極之間：
(b)空氣乾淨，RH達到99%， 銹蝕亦可忽視。
(c)鹽水的存在會加速銹蝕 (因離子增加)。
(5)鋼板表面有黑皮(mill scale)：
腐蝕速度可達無黑皮者的數十倍(如約80倍)。黑皮是鋼熱延壓
加工時，從高溫急冷下過程中受到不完全氧化所形成。這層
黑皮看似結實，實際上因有很多空隙存在，使得大氣中氧氣
21
金屬腐蝕型態
(5)金屬離子濃淡電池(Metal Ion Concentration Cell)：
同一金屬材料，局部離子密度不一而產生電位差。如水中轉 盤邊緣較易生銹即是。
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22
金屬腐蝕型態
(6)間隙腐蝕(Crevice Corrosion,deposit attack)：
(a)因位置狹窄使電解液流通不順，氧氣缺乏而生(即同 一金屬材料局部氧含量不一致而產生電位差)。電解液含
(三) 除依賴船廠的技術外，船東更應吸取本身現成 船的維修經驗，规划新船的防蝕措施。必要時 可能追加合理的船價。
(四) 法規目前僅關切嚴重影響船舶安全區域的腐蝕
(五) 有些防蝕措施，祗要在船舶建造階段稍加用心 即可獲得效果，並不須花費太多成本。
(六) 本文旨在介紹船舶可能遭遇的腐蝕，並提供一
些防蝕的觀念，作為新船建造及日後船舶管理
第三章船机零件的腐蚀及其防护 (1)
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)。
ICCP船舶防腐ppt课件
的
位范围内。 b) 使用寿命长，保护周
特
期长。
点
c) 辅助阳极排流量和作
三用船
用半径大，可以保护
结构复杂、面积较大
的设备及港口建筑物。
.
5.阴极保护应用范围
用于船舶，近海石油工业设施， 地下管道，电缆，海上采油平台， 石油化工机械等。
6.在采用阴极保护时应注意以下内容 ①腐蚀介质必须是导电的。如气体介质则不能采 用此法。 ②金属材料在所处介质中易极化，从而避免耗电 量过大。 ③由于阴极附近PH值增加，（因为H2析出）对不 耐碱性腐蚀的金属如钍不易采用阴极保护 ④如果金属原来处于钝态，若外加阴极极化后可 能使其活化，采用阴极保护反而会加速腐蚀，不 宜采用阴极保护
保护电流密度，除金属和介质的性质外，还受环境影响，变化较大，可能包括： ·船舶在静止海水中，电流密度150mA/m2时，可以很快达到保护电位（-0.80V）；但若电 流密度小于40mA/m2，则几乎无法达到保护电位。 · 船体钢板表面有无复盖物、复盖物的种类、复盖物的完整性等，很大程度上影响最佳 电流密度的大小。例如，涂有完整油漆的钢板所需的保护电流密度，比裸钢板小得多：在 静止海水内，涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.35mA/m2可即刻达到保护电 位；而裸钢板却需154mA/m2，大400多倍。再如，同样在静止海水内：涂有三道聚二乙烯 乙炔涂料的钢板，电流密度0.11mA/m2只要几小时就可达到保护电位；而裸钢板，电流密 度高达45mA/m2也需要9天左右。
3.参比电极
－－在外电流保护系 统中用来测量被保护体的 电位并向控制系统传送信 号以便调节保护电流大小， 使结构电位处于给的范围内， 用的最多的是 银/氯化银电 极，铜/硫酸铜电极，甘汞 电极等。 （通过参比电极能了解 被保护的管线受腐蚀的程 度，避免了割开管线检查
船体保养PPT课件
船体内部结构的腐蚀
• 货舱：所装载的货物化学性质（含碱或含酸），装卸时货物的撞击和摩擦，加上冷凝水和冲洗舱的海水等 作用，涂层往往受到破坏，造成货舱壁和内底板的腐蚀。
• 卫生舱室，包括浴室、盥洗室、厕所、衣物烘干间，它们的侵蚀条件比较严重，经常受相对湿度100%的空 气、凝结水和冲洗作用。
• 阴极保护:对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢铁的电极电位更负的金属或合金 与钢铁船体电性连接，使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐 蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样可使其在整体上成为阴极，并且得到极化， 便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护，此种保护措施为船舶的阴极保护。
锈油漆
第5页/共76页
舱口围壁 锚链舱
半年 年度
检查锈蚀、损坏、裂缝、变形 及水密情况，每年除锈油漆
检查锈蚀、损坏等情况，半年 清除积水污泥，岁修时或视情 况除锈油漆
第6页/共76页
淡水舱
半年 清洁一次
污水沟、污 月度 检查盖板、黄蜂窝吸水管的腐
水井及黄蜂
蚀及畅通情况，及时除锈、除
窝
垢
第7页/共76页
和保养 周
月
部位 期
110 压载水 半 舱、淡 年
√
√
水舱、
深水舱、
隔离舱
Байду номын сангаас
及燃油
舱外表
第4页/共76页
各层甲板、 年度 腐蚀、损伤、变形及水密情况，
船壳外板
敲铲除锈检查每年统一油漆一
度（客船每半年统一油漆一度）
水密门、窗、季度 检查锈蚀、损坏、变形及水密
舷窗、人孔
情况，活动部件加油活络，除
盖、舷门等
船舶防腐
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）。
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(1) 現象：鋁合金表面氧化皮膜、中間軸表面生銹等。
(2) 碳鋼銹蝕率： 可以0.1-0.2mm/年計(常溫海水中) 。
(3) 航行中船舶：全面腐蝕＋動力負荷而加速腐蝕。
某3萬載重噸單船殼油輪航行24年後甲板出現大裂縫， 經檢查斷裂附近甲板，發現其厚度(16mm)平均每年減少 約0.17 -0.38mm，最深處則每年可達0.46mm。
海水中含大量氯离子，容易造成金属钝态局部破坏。 碳钢在海水中发生吸氧腐蚀，凡是使氧极限扩散电流密度 增大的因素，如流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。
海洋环境的腐蚀分为几个区域 ：海洋大气区、飞溅区、 潮汐区、全浸区和海泥区。
.
0.6
（距 米试
1.2 1.8
） 样 2.4
上 3.1
端 3.7
距 4.3 离 4.9
微生物腐蝕 (三)
(Microbial Corrosion)：
因細菌、黴菌、酵母等微生物 的參與而衍生的局部腐蝕現象。
(1)海水壓載艙內存在硫酸根還原菌(SRB)時，可將硫酸鹽 還原成硫化物，具黑色/臭蛋味，而加速鋼板的腐蝕。
(2)細菌存在貨油艙底的沈澱水中或壓水艙底的沈澱物內。
(四冲刷腐蝕：
指金屬表面因介質相對. 速度而產生的金屬損耗。
3.氫侵蝕(Hydrogen
脫碳 Attack)或
(Decarburizing)
4.釩侵蝕 (Vanadium Attack)
5.硫酸露點腐蝕 (Dew po. int Corrosion of Sulfuric Acid)
金屬腐蝕型態
(一)溼蝕：金屬與水接觸情況下所產生的腐蝕
1.全面腐蝕(General or Uniform Corrosion)：
.
电化学腐蚀
電化學腐蝕 (一)
(Electrochemical Corrosion)
1.必備條件：
(1)陽極(Anode)：遭受腐蝕的金屬。
(2)陰極(Cathode)：
金屬或電子導體，提供還原反應的位置
(3)電解質(Electrolyte)：
一般為水溶液，與陽極及陰極相接觸，以提供離子傳導 的路徑。
(3) 加凡尼序列(Galvanic Series) ：較實用，但環境不同，各 加凡尼系列順序亦不盡相同。例如在海水中若干常 用金屬的加凡尼序列如下：
金、鉑、銀、銅、黑皮(mill scale)、鐵、鋁、鋅
.
化学腐蚀
化學腐蝕 (二)
(Chemical Corrosion)：
金屬溶解於有機溶劑、熔融鹽液中。
0.1 0.15
0.3 0.5ຫໍສະໝຸດ 0.10.10.15 0.2
0.2 0.25
0.06
.
0.1
电化学腐蚀
4.電位(電勢) (Potential)
(1) 意義：金屬釋放電子的趨力。
(2) 標準電勢序列或標準還原電位序列可解釋電化學(腐 蝕)現象；若干金屬之電勢序列如下：
(釋放電子的難易程度) 金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鋁(Al)
電位差大、距離小、電阻小 (c)陽極面積小、陰極面積大 (d)電解質流速大 (e)較高：溫度、氣壓
.
船舶的腐蚀部位
海水约含3.5%NaCl是对钢铁腐蚀速度最大的浓度。
船舶腐蚀部位
特点：海水+生物腐蚀
船壳
船体的管路
压载舱
上层建筑
.
海水腐蚀的特点
由于海水导电性好，腐蚀电池的欧姆电阻很小，因此 异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏。
船舶腐蚀与防护
江苏科技大学 高延敏
.
目录
• 船舶腐蚀 • 船舶涂料与存在的问题 • 船舶防护技术难题 • 船舶涂料检测与方法 • 江苏科技大学研究情况与产品
.
前言
(一) 船舶腐蝕現象，是業界必須面對的問題。
(二) 避免或延緩船舶腐蝕是重要的技術課題，也是 船東從洽談新船規範開始應重視的問題。
(三) 除依賴船廠的技術外，船東更應吸取本身現成 船的維修經驗，规划新船的防蝕措施。必要時 可能追加合理的船價。
金屬腐蝕型態
以水為媒介或溫度高低來分，可為溼蝕及乾蝕兩種：
(一)溼蝕：
1.全面腐蝕 (General or Uniform Corrosion) 2.局部腐蝕 (Local Corrosion) 3.速度效果腐蝕：磨動腐蝕、沖蝕、空蝕
(二)乾蝕：
1.氧化 (Oxidation)
2.硫化 (Sulphidizing)
銹 (二) (Rust)：鐵或鋼腐蝕的產物。
(三) 防蝕：阻止腐蝕現象的發生。
(四) 耐蝕性：
指腐蝕速度緩慢，並非指不生腐蝕現象。
.
腐蝕分類
依發生的原因分類，一般有以下4類： (一)電化學腐蝕 (Electrochemical Corrosion) (二)化學腐蝕 (Chemical Corrosion) (三)微生物腐蝕 (Microbial Corrosion) (四)冲刷腐蝕
(四) 法規目前僅關切嚴重影響船舶安全區域的腐蝕
(五) 有些防蝕措施，祗要在船舶建造階段稍加用心 即可獲得效果，並不須花費太多成本。
(六) 本文旨在介紹船舶可能遭遇的腐蝕，並提供一
些防蝕的觀念，作為新船建造及日後船舶管理
的參考。
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腐蝕意義
腐蝕 (一)
(Corrosion)：
金屬與周圍環境發生反應所造成的破壞現象。
(4)兩極之間電路(Metallic Path)：
為陽極及陰極間之電子傳導路徑。
.
电化学腐蚀
2.水溶液中加速腐蝕之因素：
(1)足量的氧氣
(2)足量的水
(3)足量的離子
(4)兩極間電位(Potential)差大
(如銅閥鐵座造成閥失效)
(5)陽極面積小、陰極面積大
(6)兩極距離小
(7)兩極間電阻小(如鋼板表面塗以漆膜，可增加其間電阻)
5.5
6.1
飞溅区 潮汐区
全浸区 海泥区 Mainer钢 • 碳钢
654321
耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果（九年暴露，美国） .
船舶和海洋设施的保护
（1）材料
低合金海水用钢与碳钢的比较
环境
海洋大气区 飞溅区 潮汐区 全浸区 海泥区
腐蚀速度(mm/y)
低合金钢
碳钢
0.04 0.05
0.2 0.5
(8)電解質流速大
(9)較高的溫度
(10)較高的氣壓
.
电化学腐蚀
3.電化學腐蝕典型途徑
(2) 要件：
(a)陽極(Anode) (b)陰極(Cathode) (c)電解質(Electrolyte) (d)兩極之間電路
(Metallic Path)
(3) 加速腐蝕因素：
(a)足量：氧氣、水、離子 (b)兩極之間：