在地球上,海洋占了絕大多數的物理空間,海洋上有無數的艦船和勘探設備。海洋孕育著無數的生命,然而卻也腐蝕著無數置身于海洋環境下的設備。本文將淺談一下海洋腐蝕環境下的選材設計。
1、海洋腐蝕的定義
海洋腐蝕是指金屬在海洋環境(海水、海洋大氣為主)下產生的腐蝕。像常見的浸沒在海水中的設備、周期性的浸濕或浸沒的設備、處于海霧飽和大氣環境中的設備,都屬于海洋腐蝕的范疇。
1.1海水特性介紹
海水是一種含鹽相當高的腐蝕介質,鹽分含量在3.5%—3.7%,世界各海洋的海水含鹽量變化不大。鹽分的主要是NaCl,,占總鹽度的77.8%。海水PH在8.1-8.3之間,導電率極高。海水腐蝕與Cl粒子密切相關。
1.2 海洋大氣
海洋大氣是指海水飛濺區以上的大氣和沿岸大氣,這些區域空氣濕度大、含鹽重。一般在設備表面會形成細小的鹽顆粒,而海鹽又有很強的吸濕性。所以會加速設備的腐蝕。這種腐蝕隨著設備距離海岸的距離增大而變小。(可以把這種環境與鹽霧試驗做類比)故此在沿海的工廠其大氣腐蝕比內陸嚴重有很多。
2、海水腐蝕的特點
2.1 海水腐蝕屬于吸氧腐蝕。
2.2 海水中含有大量的Cl粒子,對于鐵、鋼、鋅、銅等大多數金屬來說利用提高陽極阻滯的方法來防止腐蝕是作用有限的。同時Cl粒子極易破壞表面鈍化膜,就算是不銹鋼也要發生點蝕。
2.3 海水導電性很大、電阻性阻滯很小,極易發生強烈的電偶腐蝕。
2.4 海水在高速流動的情況下還容易發生沖擊腐蝕。
3、影響海水腐蝕的因素及其選材應對措施
為了便于大家閱讀,作者將用表格形式展現出影響海水腐蝕的的因素、選材應對措施以及表面涂覆措施。
此表由作者搜集整理
上文就是本人結合自己的經驗和一些相關書籍、互聯網專業網站撰寫的。在此拋磚引玉,望各位同仁理解。
4、在此也呼吁各位材料的大咖關注
1)海水腐蝕的新材料開發,比如復合材料、新型耐海水腐蝕合金。
2)耐海水腐蝕和沖擊的新涂料、油漆開發。
3)如有耐海水腐蝕的新材料、新涂料希望加大推廣。
作者簡介:
陳志聰,男,工程師、中國工業設計研究院西南中心,研發項目經理。新材料在線®專欄作家、百度教育認證專家、重慶工業設計協會會員、國家三維CAD應用工程師。多年高端大型醫療設備、高速精密小型化醫療設備、非標設備、軍工產品的設計開發工作經驗。作為主要研發工程師參與過諸多大型醫療設備的產品開發,大部分設備進入歐美、日韓等發達國家。同時作為主要研發工程師參與設計過某型裝甲車用電動、手動型升降器,獲得全軍同類產品比武第一名后列裝部隊,并在中俄聯合軍演、國慶閱兵亮相。在諸多EMC項目中參與過碩士研究生的屏蔽設計指導工作。專注于產品開發的項目管理,以及整機結構設計、EMC結構設計、零部件CAE力學分析、新材料的創新應用等領域的研究。
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