1 武汉第二船舶设计研究所 湖北武汉 430200;2 武汉理工大学 湖北武汉 430063
摘要:本文针对船用铝青铜法兰腐蚀行为展开研究，分别对两片处于相似工作环境、腐蚀形貌却相差较大的铝青铜法兰进行宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微组织分析、腐蚀形貌分析、力学性能测试等，研究海水系统典型部位铝青铜法兰的腐蚀行为，得到铝青铜法兰腐蚀状态不同的根本原因及腐蚀机理。
关键字：船舶；铝青铜；腐蚀
腐蚀现象普遍存在于船舶海水系统设备及管路附件中，虽然目前海水环境中的腐蚀问题并不能完全避免，但是可通过各种手段将其控制在合理范围内，以保证船舶海水系统在服役期内的可靠性。某远洋船舶海水系统为提高耐腐蚀性能，管道及设备间采用铝青铜法兰螺栓连接，但是船舶运行不到1年，海水系统个别法兰出现较为严重的腐蚀问题，甚至出现渗水、泄漏等问题。该腐蚀失效的铝青铜法兰使用寿命远小于设计使用年限。本文针对该海水系统法兰腐蚀失效现象开展研究分析。
选取未发现明显腐蚀的铝青铜法兰和发现明显腐蚀的铝青铜法兰制作成试样，分别编号为1#样品和2#样品。通过宏观形貌分析、化学成分分析、力学性能分析、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）等进行铝青铜法兰的腐蚀失效行为研究。
1 腐蚀失效行为分析
1.1化学成分分析
通过ICP测得两组腐蚀样品化学成分质量分数如表1所示，通过化学成分分析，得到腐蚀的样品为不合格材料，Zn含量~29%、Sn、Pb含量明显超标，Al、Fe含量不足。
表1 腐蚀样品化学成分
2 结论
基于以上试验结果及腐蚀失效行为分析，得到主要结论如下：
a）该远洋船舶海水系统铝青铜法兰腐蚀泄露的根本原因是采用的铝青铜法兰成分不合格。不合格铝青铜成分与标准成分差异显著，导致金相组织明显不同；成分和金相组织不同导致法兰材料的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀机理、力学性能的差异，从而影响材料的服役寿命；
b）成分不合格铝青铜与成分合格铝青铜在长期的使用过程中，在海水的作用下都会发生腐蚀，但是两者的腐蚀机理明显不同，耐蚀性也明显不同。不合格铝青铜主要是由于Zn含量远远超标，腐蚀变色区域发生了严重的脱锌腐蚀，形成大量孔洞，垫片不可能深入腐蚀层内部去封堵由于微电偶腐蚀/脱合金腐蚀所造成的孔隙，因此海水会通过铜合金腐蚀成所形成的通道，渗透出法兰造成泄漏。
c）成分不合格的铝青铜样品综合力学性能要劣于成分合格的铝青铜样品；
d）从截面腐蚀形貌来看，远离海水一侧凸台腐蚀深度很浅很轻，而靠近海水一侧的凸台腐蚀严重，整个腐蚀区域以近海水侧凸台底部为中心呈现半圆特征。腐蚀的扩展导致法兰的接触压力下降，从而发生泄漏。
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论文作者:胡一鸣,韩灿峰,吴洁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/4
标签：青铜论文; 法兰论文; 海水论文; 形貌论文; 样品论文; 不合格论文; 金相论文; 《防护工程》2018年第29期论文;