铝合金船舶的腐蚀防护技术得到快速发展

更新时间:2018/5/22 浏览次数:1008


合金具有比重小、比强度大、耐海水腐蚀性好、无磁性、低温性能好等优点,作为结构材料在造船业日益受到重视。用铝合金作船体材料可以有效地减轻船舶的重量,提高稳定性和航速,增强舰艇的技术战术性能。对于高速滑行艇、水翼艇、气垫船、小水面船及一些特殊用途船,选用铝合金尤为合适。随着铝合金惰性气体焊接技术的发展,生产成本的不断降低,铝合金材料的优势及在海洋环境的应用不断拓展,不仅在轻型船舶领域,在高速快艇领域也得到了很快发展。
  铝和铝合金化学性质很活泼,但由于它能与氧生成致密而钝化的氧化膜,所以耐蚀性比钢材好得多。当铝合金用在船舶上时,不论是在哪个部位,都或多或少会与海水接触,或受到海水飞沫和海洋大气的侵袭,因而受到一定的腐蚀。铝合金的腐蚀是一个很复杂的过程,既受环境影响,又与合金的性质有关。船用铝合金在海洋环境中常见的腐蚀类型有:点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀开裂等。
  船舶用铝合金腐蚀防护技术现状
  海洋环境是比较严酷的环境,对处于该工作环境中的铝合金的防腐要求更高。对于船舶来说,不同部位所处的腐蚀环境不同,船底主要是受天然海水的渗透浸蚀作用和水生物的附着,水线以上部位主要是受盐雾腐蚀作用和大气老化作用。
  牺牲阳极阴极保护
  对于小型高速船,一般不采用外加电流阴极保护措施。目前,国外最为普遍采用的是在艇体外板(有防腐涂层)设置牺牲阳极。铝合金本身相对钢、铜等材料来说是一种很好的牺牲阳极材料;对于铝船体,必须选用电极电位足够负的铝合金牺牲阳极来对它进行阴极保护,同时,要考虑阳极具有良好的溶解特性及电位不能过负而导致铝发生碱腐蚀。目前,铝合金牺牲阳极材料的主要成分为Al-Zn-In-Mg-Ti;牺牲阳极使用螺栓固定,阳极中的铁蕊必须使用铝蕊,螺栓必须使用铝质螺栓。
  铝合金船用防腐防污涂料
  铝合金船船底和水线以上部位所处的腐蚀环境不同,船底主要是天然海水的渗透侵蚀作用和水生物的附着,水线以上部位主要是盐雾腐蚀作用和大气老化作用,因此,船底和水线以上部位对防腐漆的要求不完全相同。
  对于水线以上的部位,面漆则应具有良好的耐大气老化性、良好的光泽保持性以及装饰性,并且与底漆具有良好的配套性,可以采用聚氨酯类面漆、醇酸类面漆、丙烯酸酯类面漆等,现在通常采用的是聚氨酯类面漆。随着对涂料性能要求的不断提高,性能优越的氟碳涂料或者环氧、丙烯酸改性的氟碳涂料也开始应用到铝合金的配套涂层体系中。
  铝合金的微弧氧化处理
  微弧氧化处理是近年来兴起的一种表面处理新技术。它采用较高的能量密度,将阳极氧化工作区从法拉第区引入到高压放电区,通过电化学、热化学及等离子体化学等的共同作用,在Al、Mg、Ti、Nd等有色金属表面原位形成陶瓷质氧化膜。
  船舶用铝合金腐蚀防护技术展望
  铝合金由于具有多种优点而得到广泛的应用,随着船舶上铝合金使用部位的增多,对铝合金的防腐要求也越来越高。
  铝合金船体牺牲阳极布置时应兼顾考虑船停靠码头和高速航行时两种不同的状态,应采用模拟仿真计算和优化布置设计。根据铝合金的静态自然腐蚀稳定电位值和动态开路电位值,以牺牲阳极材料实验数据为基础,定量确定牺牲阳极最佳数量、布置位置及保护年限。同时,在不同的海域,应针对相应的海域特点使用能够有效发挥保护作用的牺牲阳极材料。
  铝合金表面对涂料有其特殊要求,选择适当的涂料和制定恰当的配套对铝合金船防腐效果至关重要。随着环保法规的陆续出台,今后用于铝合金的防腐涂料将采用新的技术,向着无毒、通用化、高性能的方向发展。开发新型环保、性能优异的防锈颜料是今后发展的重点。
  微弧氧化技术在国内外均未进入大规模工业应用阶段,但该技术的特点决定了其比较适用于对铝合金船的空舱腐蚀进行防护。因此,在铝合金船舶的防腐蚀领域,微弧氧化技术具有广泛的应用前景。



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