铝合金在海洋环境中的防腐蚀技术研究进展19页PPT
铝合金在船舶与海洋工程中的应用研究
铝合金在船舶与海洋工程中的应用研究发表时间：2019-07-17T15:38:25.777Z 来源：《建筑细部》2018年第26期作者：王小虎[导读] 铝合金具有质量轻、强度高、耐腐性强等优点，符合造船业发展要求，近年来在船舶及海洋工业中应用广泛，并取得了良好效果。
摘要：铝合金具有质量轻、耐腐性强、强度高等优点，被广泛应用在船舶及海洋工程中，极大的推动了船舶及海洋工程的快速发展，有关铝合金的在该领域中的应用研究受到越来越多人的关注。
本文对船用铝合金的特性进行分析，并对其船舶及海洋工程中的应用进行探讨，以供参考。
关键词：铝合金；船舶；海洋工程；应用前言船舶制造质量及性能受多种因素影响，其中制造所用材料性能给船舶制造质量造成的影响最为显著，因此，选择制造材料时既要考虑耐腐蚀性，又要考虑质量问题，尤其降低船舶自身重量，可有效提高船舶速度，降低能耗，成为当前船舶制造业研究的重点。
铝合金具有质量轻、强度高、耐腐性强等优点，符合造船业发展要求，近年来在船舶及海洋工业中应用广泛，并取得了良好效果。
1 铝合金在船舶中的应用及特性分析1.1 船舶中铝合金的应用船舶中应用的铝合金以 Al-Mg-Si 系、Al-Mg 系型材为主（如图 1 船体制造中应用大量铝合金材料），依据所用的位置，分为上层舾装用铝合金、船体结构用铝合金，其中舾装包括桅杆、舷窗、烟筒、操舵室等，船体结构包括隔壁、肋板、龙骨、船底外板以及船侧等。
船舶上层结构中舷窗常用的铝合金型材为 6063 铝合金，桅杆、舷梯常使用 6063 与 6061 铝合金型材。
另外，壁板使用挤压成型的 Al-Mg 合金，可防止焊接中变形的同时，确保应力分布更加合理。
船体结构中 Al-Mg 系合金应用率较高，其中 5454、5052 铝合金是制造甲板的主要材料。
除此之外，为促进铝合金在造船业中更好的应用，除使用优质的铝合金材料外，还应加强铝合金焊接质量的考虑，因船舶工作环境较为特殊，因此，对焊接质量要求较高。
海洋腐蚀与防护课件
PTC的优点
• 具有如下特点： • ①防腐蚀效果优异，有效防护效果达30年以上； • ②施工方便，表面处理简单，可带水作业；可适
用于任何形状结构物； • ③具有良好密闭性和抗冲击性能，质量轻，对结
构物几乎无附加载荷； • ④绿色环保，无毒无污染。
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海洋腐蚀的损失
• 海洋腐蚀的经济损失每年至少三千亿,并大幅递增。 腐蚀是一种悄悄进行的破坏，但它的破坏力比地 震、火灾、水灾、台风等自然灾害所造成损失更 为严重。世界各国对腐蚀工作都非常重视。据统
生产总值的2%-4%。1969年英国因腐蚀而造成的损
失为13.65
2001年的腐蚀直接损失为
国民生产总值的3.1% 约合2760亿美元。这一调查
源、交通、建筑、机械、化工、基础建设、水利
所造成的损失学习可交流P达PT 5000
GDP的5%7 。
海洋腐蚀防护方法
• 当前，国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂 料保护，海水全浸区主要采用电化学保护，并且 取得了较好的保护效果。
• 针对国内一处名为海洋飞溅区海水冲刷比较严重 故采用PTC技术：
PTC技术采用了优良的缓蚀剂成分并采用了能隔 绝氧气的密封技术。PTC新型包覆防蚀系统由四层 紧密相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、聚 乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩。 防蚀膏和防蚀带作为防腐蚀保护材料涂抹、缠绕 在钢铁设施表面上；聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增 强玻璃钢防蚀学习保交流P护PT 罩作为外防护层包覆在钢铁设8
海洋腐蚀与防护学习交流PPT1学习交流PPT2
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什么叫海洋腐蚀
第六章 海洋材料防腐蚀工程 ppt课件
PPT课件
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6.2 海洋工程防腐设计原则
在进行设计时，要考虑单一材料自身的性质，相互接触的材料之 间的配合方式等。比如，对于不锈钢螺栓，设计时就要避免选用 铜垫圈。因为铜和钢之间可以形成原电池而加速钢的腐蚀。腐蚀 往往容易从尖端开始，在不影响使用的前提下，端部最好要设计 成弧形。应遵循的原则有：
6.4.1表面转化
金属表面转化：为了防腐蚀的目的，人为的采用化学处理液与金 属发生化学或电化学反应，使金属表面生产稳定的、与金属表面 结合紧密的薄膜的一种表面处理技术。金属本身要参与反应，这 种表面转化可以看作是金属在受控条件下的腐蚀过程。 常用的表面转化方法有：电化学法和化学法 电化学法：在适当的电解液中，用待转化金属为阳极，通过对金 属施加电流使其发生阳极反应而得到需要的薄膜。电化学法也被 称为阳极化或阳极氧化法。得到氧化物薄膜。 化学法：将待转化金属在化学处理液中浸泡或将化学处理液喷洒 到金属上，金属与处理液中的物质发生化学反应而生成需要的薄 膜。化学处理液为P草PT课酸件盐溶液、磷酸盐溶液、铬酸盐溶液等。 19
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④ 对于暴露于大气的结构，设计时要力求使空气在结构上容易流 通，使得水蒸气不容易在结构上停留，或完全隔离。若能钝化 则可完全浸渍。
⑤ 设计时要使结构防止沉积和滞留，容易排水、检查和清洗。比 如，尽量设计成有倾斜面或斜角的凸形而不是凹形。
不当的设计 稍好的设计
恰当的设计
⑥ 设计时要尽量避免连接。如果必须连接，要用焊接而尽量不使
不锈钢中Ni和Cr含量对其在凝析气井中腐蚀性能的影响
铝合金海水防腐处理方法
铝合金海水防腐处理方法
嘿，朋友们！咱今儿来聊聊铝合金海水防腐处理方法，这可真是个重要的事儿啊！
你想想看，铝合金要是直接扔到海水里，那还不得被腐蚀得千疮百孔啊！就好像一个人不穿雨衣就跑去淋雨，肯定会被淋成落汤鸡呀！所以啊，咱得给铝合金来点保护措施。
首先呢，咱可以给它来一层涂层。
就像是给它穿上一件超级厉害的防护服，把海水挡在外面。
这涂层得挑好的，要那种能紧紧贴在铝合金上，又能有效抵抗海水侵蚀的。
你说这涂层得多重要啊！
然后呢，还可以进行阴极保护。
这就好比给铝合金找了个保镖，专门对付那些想要来搞破坏的海水离子。
这个保镖可厉害了，能让铝合金安然无恙。
还有啊，咱平时对铝合金的使用和维护也得注意。
别让它老是在海水里泡着，时不时地捞出来擦擦干净，检查检查有没有啥问题。
这就跟咱自己保养身体似的，得细心呵护着。
再说说选择铝合金的材料吧，就像挑水果一样，得挑个好的品种。
质量好的铝合金本身就有一定的抗腐蚀能力，这就好比一个身体强壮的人，不容易生病。
咱可别小看了这些方法，它们就像是一道道防线，把铝合金保护得好好的。
要是不注意这些，那铝合金可就惨咯，用不了多久就报废啦！那
多可惜呀！
你说咱花了那么多心思和钱弄来的铝合金，可不得好好保护嘛！要是因为没做好防腐处理就坏了，那不就跟丢了钱一样心疼嘛！所以啊，大家一定要重视铝合金海水防腐处理，让它能长时间地为我们服务。
总之呢，铝合金海水防腐处理可不是一件小事，咱得认真对待，用对方法，这样才能让铝合金在海水里也能稳稳当当的，发挥出它最大的作用。
别等出了问题才后悔莫及呀，现在就行动起来吧！。
海洋腐蚀与防护PPT
海洋腐蚀防护方法
❖ 当前，国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保 护，海水全浸区主要采用电化学保护，并且取得了较 好的保护效果。
❖ 针对国内一处名为海洋飞溅区海水冲刷比较严重故采 用PTC技术： PTC技术采用了优良的缓蚀剂成分并采用了能隔绝 氧气的密封技术。PTC新型包覆防蚀系统由四层紧密 相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、聚乙烯泡沫 和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩。防蚀膏和防蚀 带作为防腐蚀保护材料涂抹、缠绕在钢铁设施表面上； 聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩作为 外防护层包覆在钢铁设施外表面。
所造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%-4%。 1969年英国因腐蚀而造成的损失为13.65 国2001年的腐蚀直接损失为国民生产总值的3.1% 约合2760亿美元。这一调查结果当时震惊了全世界。
年由于腐蚀所造成的损失可达5000 GDP的5%。腐蚀所造成的经济损失除直接损失外还 包括停工停产、设备维修、产品降级、效率降低等一 系列间接损失。
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海洋腐蚀与防 陈护淼
什么叫海洋腐蚀
❖ 金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境是 一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中，海水本身 是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流又对 金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微 生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过 程产生直接或间接的加速作用。海洋腐蚀主要是 局部腐蚀，即从构件表面开始，在很小区域内发 生的腐蚀，如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。 此外，还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及微生物腐 蚀等 。
PTC的优点
❖ 具有如下特点： ❖ ①防腐蚀效果优异，有效防护效果达30年以上； ❖ ②施工方便，表面处理简单，可带水作业；可适
用于任何形状结构物； ❖ ③具有良好密闭性和抗冲击性能，质量轻，对结
海洋防腐防污材料.精选优秀PPT
1 “生杀型〞
杀生防污涂料主要由高分子树脂防 污剂溶剂填料外加辅助材料组成 其中 防污剂为生物毒素，主要防止和控制污 损生物在基体外表的附着和生长高分子 树脂作为涂膜的 基体和防污剂的载体， 可直接影响涂膜的性能并控制防污剂的 释放因此，研究防污剂和高分子树脂以 及它们之间的相互作用是开发杀生防污 涂料的主线
子材料学科的迅速开展，一些防污涂料用功能性树脂也陆 性，使海洋生物难以附着或附着不牢，在船舶航行时利用水的剪切力作用或者专门的清理设备即可去除附着物。
随着时间的推移，形成的渗滤层越来越厚，内部填料的释放所需经过的路程越来越长 受菲克扩散法那么的影响，填 料释放速度会随着
续被研制出来。下面就主要介绍近年来防腐防污的重点概 时间的推移呈指数下降为了弥补这一缺陷，不得不添加大 量的防污性填料
具有微相别离结构的高分子材料是优良的抗凝血材料，基于这一思路，具有微相别离结构的涂层同样也应该是理想的抗污损材料，海
• 近年来低毒或无毒防污剂的研发成为热点，同时随着高分 洋生物很难附着于其上，即使附着也易于清洗。
以低外表能树脂作为基体料材制成防污涂料，仅限用于高速航行的船只上，其作用原理是利用涂料外表本身所具有的低外表能物理特
但由于不同单体链段之间通过化学键相连接，因此，这类共聚物不可能形成通常意义上的宏观相别离，而只能形成从纳米到微米尺度
括介绍和研究的进展 的相区，这种相别离称为微相别离，而由不同相区所形成的结构称为微相别离结构。
在目前已开展的防止海洋生物附着生长的技术中，涂刷防污涂料因其具有经济性、有效性和易操作性等优点，近年来开展得最快、应 用最为广泛。 在不溶性树脂基体防污涂料 中，一般需要参加大量的防污性填料，其 使 用 量 往 往 超 过 临 界 填 料 体 积 含 量 因 此，在生成的涂 层中，填料粒子间可发生聚集，而不是完全分散在树脂中此类涂层下水之后，外表填料因逐渐 溶 解 而 释 放，但树脂基体那么不 溶因 此，会在外表形成一个渗滤层渗滤层中互相贯穿连接的空洞可形成一个个通道使得内部的填料也可逐步释放出来。 外表的形貌也会影响海洋污损生物的附着人们通过光刻 腐 蚀法制得 一系列具不同外表形貌 的弹性体，并 研 究 了 它们的防污性能由 于抑制不同大小的污损生物所需的外表形 貌不同，研究者们根据目标污损生物的尺寸制备了具有相应形貌的外表 。
海洋铝合金的抗蚀性及其在舰船上的应用
0前言不管是直接与海水接触的船体铝合金，舰船内结构件铝合金，还是制造岸基（离海＜5km）设施用的铝材都可以称为海洋材料[1]。
海洋金属材料多种多样，如钢材、某些铝及铝合金、铜及铜合金、大多数钛及钛合金都可以称为海洋材料，因为它们在制造海洋设施（直接与海水接触）、船舶（大船称舶）舰艇和岸基设施获得了广泛的应用，其中铝材与钛材的应用日益增多。
铝材作为海洋金属材料，其应用日益扩大，因为它具有诸多优点：①铝是地壳内最富裕的金属，几乎占地壳质量的7.8%。
而且提取工艺成熟，取之不尽，用之不竭，同时是闭环使用性能最佳的金属；②密度适中，只有2.70g/cm3，虽比镁的密度大55.2%，但其同等强度结构件的重量却比钢件的约轻50%[2]，能有效地改善舰船的宽高比，提高舰船的安全性和稳定性，提高航速；③具有较大的刚度与韧性，是制造船体与上层建筑的最佳材料。
不过铝合金不是高温材料，一旦着火，结构强度会下降，跨塌；④铝对海水有较强的抗蚀性，一般情况下铝合金的腐蚀比纯铝的严重，包铝材料的抗蚀性仅比包铝层的稍差一些，例如用纯铝包覆的Al-Cu合金的抗蚀性与Al-Mn合金的相等甚至更好一些。
⑤铝无磁性，使其成为制造扫雷艇、特种船舰与装置的绝佳材料；⑥铝及铝合金是一类绝好低温材料，它们的强度与塑性均随着温度的下降而同步上升，不像大多数金属那样有低温脆性，因此铝材是一种难得的制造低温物质（LNG、液氢、液氮、液态CO2等）储存设备的不可或缺的材料。
1海洋铝合金的抗蚀性海洋铝合金必须有良好的抗蚀性，在海洋环境中铝合金的典型腐蚀为：（1）点腐蚀。
这是船体的吃水线腐蚀，由于铝合金船体处于气-液界面，海水中的氯离子（Cl-）会引起腐蚀。
可采取局部防蚀处理。
（2）腐蚀开裂。
船体结构凹槽处经常产生此类腐蚀，这是由于海水渗入后没有新鲜海水补充时发生的。
在设计和制造时需采取预防措施。
（3）剥落腐蚀。
该腐蚀多出现于材料加工平面的加工方向上。
具有加工硬化和晶粒较扁平的材料更易发生，这类腐蚀多存在于轧制板材中。
第四章 海洋环境中金属的腐蚀与防护PPT课件
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低碳钢和低合金钢在海水中的腐蚀速度
试验条件 腐蚀深度（mm/a）
全浸区
A3 0.096
16Mn 0.086
16MnCu 0.090
飞溅区
0.391
0.391
0.337
大气区
0.057
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钢质船舶在海洋中 的腐蚀是不可避免 的，但是其腐蚀速 度则是可以控制的 。如果能将其腐蚀 速度控制在原来的 十分之一，那么它 的寿命将是原来的 十倍。
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海洋大气中的腐蚀
空气中的水会在钢板表面形成一层水膜，使钢板产生电 化学腐蚀
同时空气中的盐、二氧化硫、甚至酸性物质会加剧这种腐蚀 的速度。
根据英国钢铁学会提供的数据，低碳钢在不同大气
条件下的腐蚀速度如下：
大气特点 腐蚀速度 g/(m2.a)
低湿度 10.03
海洋
301.1
热带海洋近岸处 5018.8
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四 腐蚀的原因与类型
金属腐蚀一般分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两大类，就船舶腐蚀而言， 起因通常是电化学腐蚀。
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金属的电化学腐蚀
金属腐蚀 的实质
种类
金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： M-ne-=Mn+。
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属和其它物质直接接 不纯金属或合金发生原电池
原理 触发生氧化还原反应而 反应，使较活泼的金属失电
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五 抑制海洋腐蚀的主要方法
• 包覆层防护 • 涂层防护 • 阴极保护
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生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法： 1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。 4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）