不銹鋼化學(xué)品船腐蝕因素及防護(hù)措施分析

范 華 兵

（中國(guó)船級(jí)社涪陵辦事處，重慶 408000）

0 前 言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)建造化學(xué)品船的數(shù)量逐漸增多，其液貨艙和液貨管絕大部分采用不銹鋼建造，為了確保耐腐蝕性、焊接性和經(jīng)濟(jì)性，通常選用的不銹鋼有 316L（00Cr17Ni14Mo2）、304L（0Cr18Ni9）及2205雙相不銹鋼（022Cr23Ni5Mo3N），但部分化學(xué)品船在完工時(shí)其不銹鋼表面出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。作者就川東造船廠建造的3000噸級(jí)和9000噸級(jí)不銹鋼散貨船出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)探討不銹鋼的腐蝕因數(shù)和防護(hù)措施。

1 不銹鋼特性

所謂“不銹鋼”是指在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐腐蝕的鋼。其耐腐蝕性主要是因?yàn)樵阡撝刑砑恿溯^高含量的Cr元素（如316L，Cr含量16%～18%），Cr元素易于氧化，能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使鋼的電極電位和在氧化介質(zhì)中的耐蝕性有突變性的提高。實(shí)際上沒(méi)有絕對(duì)不受腐蝕的鋼種,只是在不同介質(zhì)中腐蝕速度不同。在化學(xué)品船建造過(guò)程中，不銹鋼主要有點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕和縫隙腐蝕。

2 腐蝕類(lèi)型及防護(hù)措施

2.1 點(diǎn)蝕

又稱(chēng)孔蝕，是在不銹鋼表面產(chǎn)生小孔的一種極為局部的腐蝕形態(tài)。蝕孔在不銹鋼表面分布有的分散，有的較密集。點(diǎn)蝕的破壞性和隱患性甚大，發(fā)生點(diǎn)蝕時(shí)雖然不銹鋼失重不大，但由于陽(yáng)極面積非常小，陽(yáng)極上流過(guò)的腐蝕電流密度很大，造成很高的金屬溶解速度，嚴(yán)重時(shí)可使設(shè)備穿孔破壞。點(diǎn)蝕還會(huì)使晶間腐蝕，剝蝕，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和腐蝕疲勞加劇[1]。

點(diǎn)蝕常發(fā)生于不銹鋼表面的缺陷部位，如焊接飛濺點(diǎn)、劃痕、墊圈、搭接的焊接接頭。當(dāng)介質(zhì)中有活性陰離子（如氯離子）時(shí)，則其首先吸附在鈍化膜的缺陷處，并和鈍化膜中的陽(yáng)離子生成可溶性氯化物即蝕核，并逐漸引發(fā)點(diǎn)蝕。

采用合理的工藝是防止發(fā)生點(diǎn)蝕的重要措施。不銹鋼材料不能與碳鋼混合堆放，在內(nèi)場(chǎng)堆放和制作分段時(shí)應(yīng)采用木質(zhì)墊，加工場(chǎng)地應(yīng)保持清潔、干燥；不銹鋼板、管下料時(shí)不能使用碳鋼器具以防滲碳，可使用等離子切割；內(nèi)場(chǎng)每一分段制作完畢，應(yīng)立即對(duì)不銹鋼焊縫和液貨艙表面進(jìn)行打磨和拋光，清除所有焊渣，飛濺物，污點(diǎn)，并在不銹鋼表面覆蓋一層防護(hù)膜，以防雨水和其它飛濺；液貨艙內(nèi)的胎架、腳手架與不銹鋼表面接觸的一端焊接不銹鋼墊板，或者插入木楔等；船舶試航時(shí)如需在液貨艙內(nèi)壓載海水，試驗(yàn)完畢應(yīng)盡快抽出海水，并用淡水洗艙，防止海水中的氯離子對(duì)不銹鋼液貨艙表面的腐蝕。

2.2 應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是指金屬在特定腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的同時(shí)作用下發(fā)生的脆性斷裂。形成的原因比較多，主要是焊接殘余拉應(yīng)力，焊接接頭的組織變化，焊前的各種熱加工、冷加工引起的殘余應(yīng)力，酸洗處理不當(dāng)或在母材上隨意打弧，焊接接頭設(shè)計(jì)不合理造成應(yīng)力集中或腐蝕介質(zhì)的局部濃度提高等。

防止應(yīng)力腐蝕采取的措施有：

1)合理選擇不銹鋼材料和焊接材料，根據(jù)船舶裝載貨品的腐蝕性選擇不銹鋼種類(lèi)，通常采用焊縫金屬中的耐蝕合金（Cr、Ni、Mo）等含量高于母材的焊材。

2)消除應(yīng)力，在工藝方法上合理布置焊道順序，如采用分段退步焊等。

3)分段變形和船體合攏變形，不能用普通水火校正，宜用重物，如水泥墩壓載校正。

4)采取合理工藝，應(yīng)盡量使液貨艙表面和焊縫處具有最小的殘余應(yīng)力，關(guān)鍵部位適當(dāng)增加壁厚，并作拋光、噴丸處理。

2.3 晶間腐蝕

晶間腐蝕是指金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶粒邊界（晶界）深入金屬內(nèi)部而發(fā)生的一種局部選擇性腐蝕，一般發(fā)生在晶界貧鉻區(qū)（因碳化鉻的析出造成貧鉻）[2]，該腐蝕隱蔽性較大，易造成突發(fā)性破壞。

防止晶間腐蝕采取的措施有：

1)焊前應(yīng)將焊絲用不銹鋼絲刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊條應(yīng)在 200～250℃ 烘干1h，隨取隨用；焊前將工件坡口兩側(cè) 25mm 范圍內(nèi)的油污等清理干凈。焊接時(shí)應(yīng)采用盡可能小的焊接速度。焊條最好不橫向擺動(dòng)，多道焊時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制層間溫度，前道焊低于60℃再焊下道，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按照認(rèn)可的焊接工藝執(zhí)行。

2)合理選擇焊接材料，降低焊縫金屬碳含量，并使接頭中出現(xiàn)少量對(duì)控制晶間腐蝕有一定作用的鐵素體，最好用超低碳奧氏體不銹鋼焊條。

2.4 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是由于縫隙被腐蝕介質(zhì)覆蓋以及介質(zhì)擴(kuò)散受到限制等原因，該處的介質(zhì)成分和濃度與整體有很大差別，形成了“閉塞電池腐蝕”的作用。一般發(fā)生在不銹鋼液貨管對(duì)接焊縫和支管焊縫上。

由于該腐蝕發(fā)生在液貨管內(nèi)部，不易覺(jué)察，因此，要采取合理措施防止縫隙腐蝕發(fā)生主要有以下兩點(diǎn)：

1)采取合理的焊接方式，如采取氬弧焊，并且在焊接過(guò)程中保持注入氬氣。

2)管子裝配時(shí)保持一定的傾斜角度，以便卸貨和洗艙完畢后管子內(nèi)無(wú)殘余液體。

3 酸洗鈍化

不銹鋼化學(xué)品船在液貨區(qū)域相關(guān)試驗(yàn)完畢后，不銹鋼液貨艙和液貨管應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化，以使其不銹鋼表面生產(chǎn)一層致密的保護(hù)膜，提高不銹鋼耐腐蝕性[3]，并且通過(guò)酸洗還可以發(fā)現(xiàn)液貨艙和管子表面缺陷，液貨艙內(nèi)加熱盤(pán)管管子支架和其它連接螺栓材料是否采用不銹鋼，防止誤用非不銹鋼材料帶來(lái)新的滲碳腐蝕。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)以上4種主要腐蝕產(chǎn)生的條件、根源及防治辦法，在不銹鋼化學(xué)品船制造、使用過(guò)程中注意加強(qiáng)不銹鋼保護(hù)，避免和減少各種腐蝕因素，并針對(duì)性地采取防護(hù)措施，排除安全隱患，則不銹鋼化學(xué)品船的建造質(zhì)量及使用壽命將會(huì)大大提高。

[1] 陳天玉.不銹鋼表面處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2] 焊接工程師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3] 康書(shū)文.不銹鋼酸洗鈍化工藝研究[M].