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                海水不銹鋼管產生腐蝕的原因以及防腐蝕措施




                海水不銹鋼管系產生的銹蝕屬于電化學腐蝕,主要原因如下:

                1)從現場勘驗情況看,管路在現場施工裝配、焊接過程中,對接焊口處需經打磨處理,導致管路內壁原有的鈍化層遭到破壞,與海水接觸后產生深度點蝕。

                2)該不銹鋼管路在船上總組焊接過程中,若未對所充氬氣含氧量進行實時監測,可能造成焊接過程中保護氬氣純度不足的情況,導致管路內部焊縫表面局部位置被氧化(探傷不可見),存在著點蝕或縫隙腐蝕的風險。

                3)運營環境。高溫海水會加速不銹鋼管腐蝕的腐蝕速度,對于316L材質不銹鋼,適宜海水溫度應在20℃以下。當海水溫度超過20℃時,不銹鋼管與海水接觸面的腐蝕速度就會相對加快。如圖4.1所示,按照ASTM G150標準的要求,采用1摩爾的鹽水溶液所得到的不同材料的臨界點腐蝕溫度(試樣表面在實驗前使用P320目的砂紙進行拋光處理)。

                同時,有研究表明:隨著介質中Cl-含量的逐漸增加,316L不銹鋼的臨界點蝕溫度呈逐漸降低趨勢,這說明Cl-濃度是加速316L不銹鋼腐蝕速度的一項關鍵因素。

                而本船營運海域夏季海水平均溫度在30℃左右,加之甲板洗艙管系常時間處于高溫日照之下,導致管內殘存的海水溫度較高,而洗艙管系在工作狀態時,其內部海水溫度更可達到80℃,這是造成該船不銹鋼管系被快速腐蝕的另一項原因。

                其它方面因素

                1)滲碳性污染

                船舶整個建造過程中,不銹鋼管運輸、施工過程與其他工種交叉作業,不可避免的會有金屬粉塵等雜質進入管路內部;其次,從現場實際情況看,儲存管系磅壓實驗用水的水箱,由于常年維護不當,致使磅壓水中也可能含有較多金屬銹蝕物等雜質。上述雜質在施工中或管系磅壓實驗后存留于管路底部(6點鐘方位),如不能及時進行串洗清理,一段時間后,就會與不銹鋼管內壁發生滲碳性污染,導致這些部位逐漸出現銹蝕,而已形成的滲碳性腐蝕很難再完全消除掉。

                2)海水殘留

                海水洗艙系統在使用過程中,部分管路底部不可避免會存有少量海水,若不及時使用淡水進行沖洗或沖洗不徹底,管路內殘留的海水在高溫下很快蒸發,導致管內下半部分內壁鹽分濃度增加,氯離子富集。那么無鈍化膜保護部位經過海水短期浸泡將很快形成蝕點,即使后期再使用淡水沖洗,但蝕點已經形成,以后仍會繼續腐蝕管路。

                通過上述分析,結合船舶實際建造的各個環節,提出船舶建造及運營過程中海水不銹鋼管系防腐蝕措施建議,具體包括:

                1)焊后二次鈍化。不銹鋼管對口焊接施工完成后,應對整個不銹鋼管系內部進行第二次(總成)鈍化,以保護焊縫附近因打磨處理而導致一次鈍化膜被破壞的區域。需要特別注意的是,二次鈍化的時間必須在整個管路系統的效用試驗之前,因為如果管內壁被打磨區域已經與海水接觸腐蝕并產生點蝕源,那么二次鈍化不但無法消除已經形成的點蝕源,鈍化液中的酸性溶液反而會使點蝕加劇,加速不銹鋼管被腐蝕的速率。

                2)提高焊接質量。不銹鋼管路(氬弧焊)焊接程中,必須嚴格執行焊接工藝要求,同時使用必要的檢測設備對保護氬氣的純度進行實時監測,在保證焊縫內部(無氣孔、夾渣、未融合缺陷等)質量的同時,避免焊縫成型過程中被氧化而影響表面自生保護膜的形成。

                3)優化設計。優化海水不銹鋼管路的系統設計,盡量避免管路內部殘留海水。例如,綜合考慮甲板面管路超長等特點,以盡可能改良管路的海水放殘效果,以及在維護說明中明確淡水清洗要求等。

                4)改善存儲條件。采取如入庫、上架、通風等措施,避免長期存放過程中外部環境(如:高溫、高濕度、酸性或堿性物質)因素對不銹鋼管材的腐蝕。

                5)合理安排施工計劃,優化作業環境。避免打磨、噴砂等交叉作業對管系安裝環節的清潔防護造成影響,必要時對不銹鋼管路兩頭加裝臨時性防護擋板,以避免管路在施工現場的運輸、吊裝及臨時放置等環節中,管路內部進入金屬粉塵或其它銹蝕物,而產生滲碳性腐蝕。

                6)保證試驗用水清潔。對不銹鋼管系磅壓試驗用淡水的存儲裝置內壁做防腐處理,并進行定期維護清理,避免磅壓試驗用水內混入較多銹蝕物,在試驗完成后沉淀于管路內底部,產生滲碳性腐蝕。。

                7)堅持淡水清洗。船舶運營期間,不銹鋼洗艙管系在洗艙完成后,應立即用淡水進行徹底清洗,清洗完成后及時進行放殘處理并確認放殘效果,盡量避免管內部存水。

                8)更換管路連接方式。如采用法蘭連接的方式代替對口焊接方式,避免因焊前、焊接中以及焊后處理過程中操作不當,產生不銹鋼管路被腐蝕的潛在因素。

                9)合理選材。長期與高溫海水介質接觸的管系,應慎選316L材質不銹鋼。建議選擇其他耐腐蝕性更好的高鉬不銹鋼;如考慮到造價問題,也可選用碳鋼管內壁涂塑的方法來增加管壁表面抵抗海水腐蝕的能力。




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