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      銅管在船舶海水管系中的腐蝕

      2019-06-07 15:22:58

      某型批量船分別航行于我國南部、東部和北部沿海和近海海域,考慮到船舶的用途,根據船東要求,為了提高船舶管系的性能,其海水系統管系均使用了銅管。然而,其中一艘船剛投入航行不久,其海水系統管系即出現嚴重的腐蝕,導致管系滲漏。

      該型船推進主機和柴油發電機組冷卻系統均為開式海水系統冷卻閉式淡水系統,再由淡水對機器進行冷卻,海水管系使用的均是銅管,當銅管腐蝕滲漏后,主機和發電機組將無法正常運行。船上其他系統如衛生水系統、壓載水系統等,也屬于海水系統,同樣使用的是銅管。所以,當海水系統管系出現大量腐蝕和滲漏,船舶將無法投入航行。

      1對實船進行對比調研

      該型船的首制船比出現銅管腐蝕的船提前近2年服役,而與出現銅管腐蝕的船同時服役的還有另外兩艘,但均未收到船東關于銅管腐蝕的報告。

      為了證實其他同型船是否存在同樣的問題,船廠首先通知各船船東對船舶海水系統進行檢查,并同時派售后服務工程師到各船現場進行實地考察,經考察發現,即使是服役2年多的首制船,也未出現銅管被腐蝕的現象。

      與此同時,船廠追溯建造中的各項記錄,證明同期服役的三艘船使用的是同批采購進廠的管材。通過對被腐蝕的銅管進行取樣化驗,其各項指標均滿足標準要求。

      2銅管腐蝕的機理

      通過同型實船對比,排除了材料本身的問題?;诓牧系奈锢砗突瘜W性質,任何一種材料的性能都是相對的,應與其所處的介質和環境密切相關。所以,該船出現銅管嚴重腐蝕,應與其所處的海域和環境有關。

      通過請教技術人員,并查閱文獻發現,銅管確實在相對較少的情況下似乎很例外的產生不同程度的腐蝕,甚至嚴重腐蝕,這一點也正逐步了世界各國的重視。通過   分析,在特定的材質、介質和環境條件下,銅管的腐蝕機理基本表現在以下幾個方面。

      2.1海水中的鹽度對金屬程度的影響

      海水含鹽量較高,其中所含的鈣離子和鎂離子,能夠在金屬表面析出碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀,對金屬有   的保護作用。但是,在河流的入???,該水域海水的鹽度相對較低,鈣和鎂的含量較小,在金屬表面析出碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀較少,則金屬的腐蝕性增加。

      2.2水中的空氣和溶解氧造成腐蝕

      水中溶解氧是銅管腐蝕的一大因素,每升水中的溶解氧是約30mL。這是由于銅材料對氧化劑的鈍化作用弱造成的。營運船舶海水管中的空氣泡也是不可避免的,同樣對銅管起著氧化腐蝕作用。

      2.3水的流速和流量造成腐蝕

      在流速快的部位上,由于水和銅管內壁的摩擦力使氧化保護膜不能形成而造成物理損失,同時在那個壓力高的部位形成陽極后產生電化學腐蝕。由于銅材料   性能偏低,在水流大于1.5m/s時,被水流沖刷腐蝕嚴重。在水流速慢的地方銅水管會發生點腐蝕,在水流速快的地方銅水管會發生潰腐蝕。

      2.4氯離子含量高的水質造成銅管腐蝕

      氯濃度越高腐蝕坑越深,尤其是殘余氯,從的立場來看較好是越小越好。海水中的氯離子能破壞金屬表面的氧化膜,并能與金屬離子形成絡合物,后者在水解時產生氫離子,使管路中海水的酸度增大,使金屬的局部腐蝕加強。

      2.5pH值偏低的水質造成腐蝕

      堿度低、酸度高的水容易造成銅管腐蝕。pH值的標準為6.5,在低于6.5的水中銅管容易被腐蝕。

      2.6銅材料不純造成腐蝕

      純銅的標準范圍在一之間。純銅中還有一種無氧純銅,性能優于一般的純銅。   發現,純度越高,性能越好,0.4%的雜質,也會導致銅管的腐蝕。目前各種小型冶金公司為了降低成本,大量使用回收的廢品材料,如果使用回收廢料加工銅水管,雖然可以達到純銅的標準范圍,但是材料中內含有的雜質將造成雜質性質的腐蝕。

      2.7微生物及生物粘泥造成腐蝕

      通過宏觀、微觀檢查和電化學試驗發現,銅管中微生物及生物粘泥的附著,特別是附著生物的代謝物和尸體分解物,其中硫化氫等酸性成分,能引起銅管的早期腐蝕。


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