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鋁合金船舶的腐蝕防護技術得到快速發展 日期:2019.03.05

鋁合金具有比重小、比強度大、耐海水腐蝕性好、無磁性、低溫性能好等優點,作為結構材料在造船業日益受到重視。用鋁合金作船體材料可以有效地減輕船舶的重量,提高穩定性和航速,增強艦艇的技術戰術性能。對於高速滑行艇、水翼艇、氣墊船、小水麵船及一些特殊用途船,選用鋁合金尤為合適。隨著鋁合金惰性氣體焊接技術的發展,生產成本的不斷降低,鋁合金材料的優勢及在海洋環境的應用不斷拓展,不僅在輕型船舶領域,在高速快艇領域也得到了很快發展。

 

    鋁和鋁合金化學性質很活潑,但由於它能與氧生成致密而鈍化的氧化膜,所以耐蝕性比鋼材好得多。當鋁合金用在船舶上時,不論是在哪個部位,都或多或少會與海水接觸,或受到海水飛沫和海洋大氣的侵襲,因而受到一定的腐蝕。鋁合金的腐蝕是一個很複雜的過程,既受環境影響,又與合金的性質有關。船用鋁合金在海洋環境中常見的腐蝕類型有:點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、剝落腐蝕和應力腐蝕開裂等。

 

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    船舶用鋁合金腐蝕防護技術現狀

 

    海洋環境是比較嚴酷的環境,對處於該工作環境中的鋁合金的防腐要求更高。對於船舶來說,不同部位所處的腐蝕環境不同,船底主要是受天然海水的滲透浸蝕作用和水生物的附著,水線以上部位主要是受鹽霧腐蝕作用和大氣老化作用。

 

    犧牲陽極陰極保護

 

    對於小型高速船,一般不采用外加電流陰極保護措施。目前,國外最為普遍采用的是在艇體外板(有防腐塗層)設置犧牲陽極。鋁合金本身相對鋼、銅等材料來說是一種很好的犧牲陽極材料;對於鋁船體,必須選用電極電位足夠負的鋁合金犧牲陽極來對它進行陰極保護,同時,要考慮陽極具有良好的溶解特性及電位不能過負而導致鋁發生堿腐蝕。目前,鋁合金犧牲陽極材料的主要成分為Al-Zn-In-Mg-Ti;犧牲陽極使用螺栓固定,陽極中的鐵蕊必須使用鋁蕊,螺栓必須使用鋁質螺栓。

 

    鋁合金船用防腐防汙塗料

 

    鋁合金船船底和水線以上部位所處的腐蝕環境不同,船底主要是天然海水的滲透侵蝕作用和水生物的附著,水線以上部位主要是鹽霧腐蝕作用和大氣老化作用,因此,船底和水線以上部位對防腐漆的要求不完全相同。

 

    對於水線以上的部位,麵漆則應具有良好的耐大氣老化性、良好的光澤保持性以及裝飾性,並且與底漆具有良好的配套性,可以采用聚氨酯類麵漆、醇酸類麵漆、丙烯酸酯類麵漆等,現在通常采用的是聚氨酯類麵漆。隨著對塗料性能要求的不斷提高,性能優越的氟碳塗料或者環氧、丙烯酸改性的氟碳塗料也開始應用到鋁合金的配套塗層體係中。

 

    鋁合金的微弧氧化處理

 

    微弧氧化處理是近年來興起的一種表麵處理新技術。它采用較高的能量密度,將陽極氧化工作區從法拉第區引入到高壓放電區,通過電化學、熱化學及等離子體化學等的共同作用,在Al、Mg、Ti、Nd等有色金屬表麵原位形成陶瓷質氧化膜。

 

    船舶用鋁合金腐蝕防護技術展望

 

    鋁合金由於具有多種優點而得到廣泛的應用,隨著船舶上鋁合金使用部位的增多,對鋁合金的防腐要求也越來越高。

 

    鋁合金船體犧牲陽極布置時應兼顧考慮船停靠碼頭和高速航行時兩種不同的狀態,應采用模擬仿真計算和優化布置設計。根據鋁合金的靜態自然腐蝕穩定電位值和動態開路電位值,以犧牲陽極材料實驗數據為基礎,定量確定犧牲陽極最佳數量、布置位置及保護年限。同時,在不同的海域,應針對相應的海域特點使用能夠有效發揮保護作用的犧牲陽極材料。

 

    鋁合金表麵對塗料有其特殊要求,選擇適當的塗料和製定恰當的配套對鋁合金船防腐效果至關重要。隨著環保法規的陸續出台,今後用於鋁合金的防腐塗料將采用新的技術,向著無毒、通用化、高性能的方向發展。開發新型環保、性能優異的防鏽顏料是今後發展的重點。

 

    微弧氧化技術在國內外均未進入大規模工業應用階段,但該技術的特點決定了其比較適用於對鋁合金船的空艙腐蝕進行防護。因此,在鋁合金船舶的防腐蝕領域,微弧氧化技術具有廣泛的應用前景。

 

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