海洋材料(47):說說鋁合金艦船防腐蝕措施(二)
鎂犧牲陽極
在鋁合金艦船防腐蝕保護上也可以用鎂作為犧牲陽極。鎂對氫電極的標準電極為-1.55V,對甘汞電極的為-1.83V,都比鋁的更負些,因此可用鎂作為犧牲陽極保護浸于水中,埋沒于土壤中的鋼、鋁結構免受腐蝕。為適應各種環(huán)境,針對不同的保護對象,鎂陽極可以制成各式各樣,如在土壤及水中用的多制成D形和梯形截面的棒狀陽極,在艦船上用的可用板條狀的或半球形的,在熱交換器中則以擠壓的圓棒為主。
當前,中國是世界原鎂生產大國,2015年的產量85.2064萬噸,也是鎂陽極生產大國,2015年的產量估計約1萬噸,但是國內的用量不多,可能還不到1000噸。
中國可生產鎂犧牲陽極的企業(yè)不少,但是產量都不是很大。
生產塊狀鎂犧牲陽極時經常出現(xiàn)氣孔、縮孔、蝕點、氧化渣等鑄造缺陷,應盡量減少它們的形成,因為它們對開路電位和電流效率都有影響,降低腐蝕防護效果。
船體附件防腐蝕
船體附件主要指舵葉、艉軸,對它們的腐蝕防護也不可小覷。
舵葉空泡剝蝕的防護
舵葉處于推進器的高速艉流中,因而容易產生空泡剝蝕,不但鋼殼艦船舵葉有這種腐蝕,鋁合金船體舵葉同樣有空泡剝蝕。被推進器艉流沖擊處的舵面上,油漆很快脫落,并且有嚴重的剝蝕,有的甚至穿孔漏水,僅運轉1年左右就要換新的。后用天然橡膠包覆,經過試用,取得了很好的效果,使用期限短則3年,長則五六年,提高了抗空剝蝕和電化學腐蝕能力。
天然橡膠牌號和規(guī)格:底膠為402-1硬質天然橡膠,厚約2mm;面膠為512軟天然橡膠,厚2mm左右,用401膠即金屬密著膠作為膠粘劑。
艉軸的防護
中國早期的鋁合金快艇用不銹鋼艉軸,后改用45號中碳鋼,為了防止海水腐蝕,在外面包覆玻璃鋼,運轉效果良好,并納入國際GB-2107。
玻璃鋼配比(質量):
環(huán)氧樹脂E-44、E51100
苯二甲酸二丁酯5~15
苯二甲胺16~18
玻璃布寬50mm~60mm
固化常溫24h
縫隙填料
鋁合金艦船船體結構上的非水密性縫隙以及船體水下附件的安裝縫隙中往往會產生空穴腐蝕。會在縫隙中形成原點偶,縫隙底部是陽極,從而產生腐蝕。堵死這些非水密性縫隙能防止海水進入,杜絕腐蝕。常用填料有環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、苯二甲胺和鋁粉混合物。
鋁合金船體鉚縫墊料應滿足下列技術要求:既耐油又耐海水,長期使用不會變質;有高的絕緣性,擊穿電壓>1300V;有一定的耐熱及耐寒能力,可在-30℃~70℃長期工作;對鋁合金沒有腐蝕作用;沒有吸水性,含水量<1.2%;柔軟,便于安裝,確保接縫有良好的水密性。
對鋁合金船體填料、嵌料的技術要求:除具備墊料的技術要求外,還應符合以下要求:密封膩子的抗剪強度應大于12N/cm2,在-35℃能順利地彎曲180°。作為外部間隙嵌料時,要有良好的粘接力與固化性能。