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浅析码头护舷不锈钢配件在海洋环境中的防腐性能

浅析码头护舷不锈钢配件在海洋环境中的防腐性能

发布日期:2019-06-11 作者: 点击:

伴随着全球航运业及各国海军舰艇规模的不断发展,高性能护舷系统的应用越来越广泛,普通的木桩、轮胎早已无法满足靠泊需求,现主要以橡胶、发泡泡沫、气囊、高分子塑料、液压油缸等弹性体作为吸能材料,并出现了具有靠岸冲击监测功能的智能护舷系统。与之配套的护舷预埋件、连接件、锚链的材质也随之升级,目前所采用的主要不锈钢材质为:20Cr131、 3042、 1Cr18Ni9Ti3、 316L4、 22055、 25076等。

*   1. 20Cr13旧牌号:2Cr13, 美国ASTM标准:420;

2. 304国标新牌号:06Cr19Ni10, 旧牌号:0Cr18Ni9;

3.1Cr18Ni9Ti新国际标准已升级为06Cr18Ni11Ti,类似美国ASTM标准中的321材质,但由于护舷行业的特殊性,1Cr18Ni9Ti一直在沿用,国内多家大型不锈钢厂商仍在产;

4.316L国标新牌号:022Cr17Ni12Mo2,旧牌号:00Cr17Ni14Mo2, 316L是在316基础上降低了碳含量,从而提高耐晶间腐蚀性能,目前国内大型不锈钢厂商所生产的316材质均为低碳型316L;

 5.双相不锈钢2505,美国ASTM标准:S32205;

 6. 超级双相不锈钢2507,美国ASTM标准:S32750。

不锈钢之所以耐腐蚀是由于外表的一层富铬氧化物保护膜,这种氧化层极薄,透过它可以看到不锈钢表面的自然光泽,该膜一旦遭到破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应可重新形成钝化膜,继续起保护作用,不锈钢等级越高,其形成的钝化膜越致密,结构也更稳定,然而在一些苛刻环境下,外界因素打破了这种动态平衡,不锈钢便会出现腐蚀现象,这种现象通常是从局部引起的,主要有:点蚀Pitting Corrosion、晶间腐蚀IntergranularCorrosion、缝隙腐蚀Crevice Corrosion、应力腐蚀Stress Corrosion、腐蚀磨损Corrosive Wear、腐蚀疲劳Corrosion Fatigue等。

当护舷在海洋环境中使用时,导致不锈钢配件腐蚀的因素错综复杂,除了海水中的氯离子,还包括海洋生物(藻类、贝类、微生物等)的附着、码头施工掉落的焊渣、粉尘、混凝土、油漆,这些都会破坏不锈钢表面的钝化膜。尤其是焊渣中存在着其他异类金属,其与不锈钢之间一旦存在冷凝水(海水飞溅或雨水),二者将形成一个微电池,便会引发电化学反应,保护膜进一步受到破坏。另外,护舷系统无论是安装在码头、船舶,还是钻井平台上,使用区域都可能涵盖了海水飞溅区、潮汐区、全浸区,不同的不锈钢配件在这些不同的区域所引起的腐蚀状况又不尽相同。

钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所曾在90年代做过一次试验,将2Cr13、304、1Cr18Ni9Ti、00Cr18Mo2等几种材质的钢板悬挂于青岛海域8年,试验得出结论:含钼元素的00Cr18Mo2(可视为316L低端版本,毕竟那时是90年代初)在海洋环境中总体耐腐性能最优秀;在飞溅区,除了2Cr13不能维持钝态,其他几种钢板腐蚀率较低,所受腐蚀的差别不明显,但在全浸区,仅6个月2Cr13就出现穿孔;此外,在潮汐区,1Cr18Ni9Ti的耐蚀性能稍好于304,但在全浸区,304却优于1Cr18Ni9Ti。根据表1数据,1Cr18Ni9Ti的耐晶间腐蚀指数Creff略高于304,可见在潮汐区耐晶间腐蚀的钢种具有一定的优势,但在全浸区,更适合选用耐点蚀和缝隙腐蚀较好的钢种。

护舷

双相不锈钢从诞生到现在也就80多年历史,20世纪30年代,第一代工业用双相不锈钢在瑞典生产出来,现如今,双相钢的种类已经超过了上百种,应用于各个领域。护舷行业常用的2205双相钢属于第二代产品,上世纪70年代中期首先由德国克虏伯钢铁公司开发出来,随后瑞典的山特维克Sandvik和阿维斯塔Avesta等不锈钢公司开始商业化生产,2205双相钢在许多环境中的耐蚀性能都远高于304和316等奥氏体不锈钢,且为节镍型不锈钢,在性价比上也有一定的优势;后起之秀2507属于第三代双相钢种,从出现到至今也就30年左右的历史,由于拥有高强度和极其优秀的耐蚀能力,被称之为“超级双相不锈钢”,不过该钢种对冶炼、焊接和机加工等方面的技术要求比较高,原料价位也远高于304和316L等常用奥氏体不锈钢,在护舷行业的应用也是凤毛麟角,东台海华作为国内护舷不锈钢配件制造的领航者,仅为中东和美国的几个项目生产过S32750配件。

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