船用铝合金的腐蚀特点及防腐对策

1、船用铝合金的腐蚀特点及防腐对策摘要：文章介绍了船用铝合金的腐蚀类型和特点，并针对腐蚀的特点提出了几种防护措施。关键词：铝合金；腐蚀；措施1引言随着各国航运事业的发展和效率的需要，高速客运船舶越来越多的使用了铝合金为船体结构 和材料。由于防锈铝的屈服强度一般只是普通低碳钢的二分之一，抗拉强度是普通低碳钢的三分 之二，疲劳性能较差，而且铝合金船体的外板较薄，一般只有56mm左右，所以要尽量避免铝合金发生腐蚀。铝合金的腐蚀对高速客运船舶造成很大危害，甚至导致严重的安全事故。所以我 们有必要对铝合金的腐蚀和防护进行研究。铝的腐蚀形式主要有电化学腐蚀、泥敷剂腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀几种。一般由于船用铝

2、合金韧性比较好，所以很少产生应力腐蚀。点腐蚀是上述几种腐蚀形式的具体表现，我们就从点 腐蚀开始分析。2腐蚀类型2.1点腐蚀。点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐 蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进 又足以维持腐蚀的继续进行。裸露的铝暴露在海洋大气中会出现凹坑并在整个表面形成很浅的沙 砾状的白色粉末。由于粉末很浅，因而对金属没有什么害处，而且一段时间后腐蚀就会停止（除 非把粉末清理掉才会再次发生这种腐蚀反应）。实际上单纯铝合金船体的腐蚀程度很低，而且一般铝合金船体外表面均会有油漆保护，很少见到如钢质船体

3、上很普遍的涂层起泡现象。因为铝合金 表面油漆的附着性比钢表面更强，并且局部的涂层划伤并不会引起腐蚀，也不会引起邻近油漆剥 落，所以一般坞检时见到的铝合金高速船均有较好的油漆保护，但当涂层局部剥落时，在电化学 腐蚀影响下，点腐蚀这种腐蚀形式在铝合金船体外表面还是可以见到的，严重的甚至会导致船体 穿孔。另外，在铝合金船体的内表面，如机舱、空调间，也可以见到这种典型的腐蚀形式，因为 这些舱室一般有海水冷却管系，有时会有些海水渗漏出来，导致在没有涂层保护的铝合金船体内 表面产生点腐蚀，即可见到铝合金表面有一层白色粉末（氧化层）覆盖，可以采用近观检查的方 式观察氧化层的厚度，如比较轻微，可不采取措施。2

4、.2电化学腐蚀。由于铝是电极电位很低的金属，所以几乎所有普通船用金属，只要和铝合金间存在湿润导电 接触，都会导致铝的电化学腐蚀。例如，所有铜合金在潮湿的环境下都会引起铝的严重腐蚀，低 碳钢和铝合金接触时的情况要好一些。铝合金高速船机舱里的海水管系大多使用铜合金或不锈钢，只是在船体上一小段使用铝合金（因为铜合金和不锈钢均不可以和铝合金直接焊接），通过铜质截止阀、法兰和机舱海水管系连接。由于这些管系中流淌的是海水，所以在这个由铝合金、铜或不 锈钢管系（法兰）组成的管系内壁形成了电位差，导致船体端铝合金管系内壁严重电化腐蚀，由 于这种腐蚀是由内到外的，现场验船师和船员很容易忽视，等发现时往往已经烂穿

5、了。在铝合金 高速船检验中，船体端铝合金海水管的腐蚀是最普遍的现象，这种腐蚀的间接后果就是导致机舱 内铝合金船体的点腐蚀以及海水浸透船体内表面的耐火衬垫后导致的泥敷剂腐蚀。2.3泥敷剂腐蚀。这是铝合金船体一种特殊的腐蚀形式，多发生在船体内表面或内部结构上。所谓泥敷剂是指 泥敷状的物质，如污垢（油泥）、木头浸泡在海水中析出的树液或灰尘之类。典型的情况是，当湿 木料和裸露的铝合金接触时，析出的树液会严重腐蚀铝合金，在接触区会渗出大量的粘性白色氢 氧化物，这种腐蚀生成物的体积惊人，并能连续不断的发生腐蚀，直至木料完全腐朽。2.4缝隙腐蚀缝隙腐蚀是铝合金在海水中常见的另一种腐蚀形式，船体水线以下结构或

6、装置的缝隙是缝隙 腐蚀产生的主要部位，缝隙腐蚀同样易产生于铝合金表面的沉积物、附着的硬壳海生物周围。因 为氧气难以或者根本无法进入这些缝隙中，因此会在缝隙中迅速地发生相异充气的原电偶。在原 电偶中凹陷部位的铝合金是阳极，从而遭受严重腐蚀，从腐蚀的结果看有点类似于电化学腐蚀， 但是发生的机理却是不一样的。缝隙腐蚀一般在纵深形成，腐蚀初期靠外观检查很难发现，所以 破坏性特别大。以往采用钏接方式连接船体外板时，由于船体外板接缝边缘不严密，海水从边缘 侵入内部，会在夹层内形成水袋，形成原电偶而造成严重的腐蚀，腐蚀产生的氢氧化铝体积膨胀 会使钏钉接缝松弛。现在几乎没有采用钏接形式的船体了，但是并不表示这

7、种腐蚀形式在焊接铝 合金船体结构上就消失了。举一个简单例子，在双体铝合金高速船的艄部设计水线位置，一般都 设有V型压浪板，通常而言，压浪板和船体是连续焊接的，但是有时连接角焊缝会渗漏，甚至开 裂，或者存在渗漏气孔，从而在空心的压浪板和船体间形成水袋而导致缝隙腐蚀。另外，铝合金 船体的内部骨架和外板间多采用间断焊连接，当海水进入船体内部， 并进入骨架和外板的间隙时，缝隙腐蚀也会发生。虽然海水进入船体的机会不多，但是，应注意船体内海水冷却管路及附近船体结构的状况，检查是否存在渗漏迹象和缝隙腐蚀。3防腐对策3.1涂防锈漆铝合金船体上应避免使用木质护舷。在舱内仍有使用木料的处所，检验中应予以注意，如在

8、 机舱内设置有可拆装的木铺板，应检查其与铝合金船体结构接触处的腐蚀情况。另外还要注意机 舱内船体表面的耐火材料状况，如发现有严重锈蚀或发现耐火材料内有粘性白色氢氧化物出现， 应要求拆除耐火材料检查内部结构情况，如发现有腐蚀，应予以清洗，并在铝合金表面涂上防锈 漆，木铺板最好也能刷上油漆。预防这种现象的最好方法就是在舱底铝合金表面涂上防腐漆。但 是应该注意，铝合金船体上绝对禁止使用铜基防腐漆、水银基防腐漆、铅基防腐漆或含有其他高 电解电位金属元素的油漆。3.2做好绝缘工作3.2.1铜合金对铝的电化学腐蚀是最严重的，应特别注意铝合金高速船上使用铜合金的部位， 如海水冷却管系，另外进出水阀有时会使用

9、铜质截止阀，并通过铝质管系和外板连接，所以在铜 质阀体和铝质管路间必须有有效的绝缘，例如橡胶垫圈。铜质阀体对管路的腐蚀一般发生在内部 而不易被发觉，所以一般应进行捶击检查管壁厚度，如有怀疑，应拆除阀体，对管路作内部检查。3.2.2铝合金高速船动力装置与船体也要进行绝缘。常用的 MTU高速柴油机与船体的连接是 通过铝质垫板及不锈钢螺栓连接，在铝质垫板和船体间用环氧树脂绝缘，以避免机体和船体间可 能造成的电化学腐蚀。在干燥的环境下，如客舱内的钢允许和铝合金直接接触，而在潮湿的状态 下，如露天甲板或水下，则必须予以绝缘隔离。3.3及时做好清洁有些高电解电位金属对铝合金的腐蚀性很强，在潮湿环境下，即使

10、高电解电位的金属没有和 铝合金固定在一起，但只要与铝合金结构间存在电解质，依然会发生电化学腐蚀。所以应特别注 意机舱、空调间等机器处所的清洁程度，污垢（水性或油性）、灰尘的积聚会导致严重的泥敷剂腐蚀，有时一只小小的铜质螺帽跌落在舱底，也会导致铝合金船体的局部严重腐蚀，甚至穿孔。如 船舶附体使用了不锈钢，应适当增加防护锌块的数量。3.4注意杂散电流对铝合金船体的腐蚀当船舶停靠在码头时，应使用合成纤维系船索，不允许使用钢缆，更不允许在直流焊接作业时直接将船体接电作为阳极（如修理钢质船舶那样），否则会导致铝合金船体严重腐蚀。焊接作业时，电焊机和被焊接构件间应直接用导线连接。4结束语尽管我们通过各种手

11、段来保护船体的铝合金，但是要完全避免铝合金被腐蚀时不可能的，只 能通过及时地检修来避免金属腐蚀对船体造成的巨大危害，保障航行的安全。由于铝合金表面油漆的附着力大大强于常规低碳钢，铝合金船体发生普遍腐蚀的可能性很小，而且易对铝合金船体造成严重危害的腐蚀形式并不是普遍腐蚀，所以在正常情况下铝合金船体的 测厚并不能反映船体外板的真实情况。如有必要，可铲除机舱部位外板的油漆，对外板做进一步 检查。这样可以发现由内而外不易察觉的严重点腐蚀。对铝合金船体危害最大的应该是局部腐蚀，在检验中应特别注意船体外板涂层剥落处的局部 腐蚀以及船体内部易发生点腐蚀的海水管路附近的结构腐蚀情况，易发生泥敷剂腐蚀的设有木铺 板处所和设有耐火材料的机舱部位，以及船体表面存在缝隙的处所，如压浪板、复板加强部位， 各种舷外出水口的角焊缝周围以及船体内部易受海水浸湿的骨架角焊缝处，都是潜在的容易发生 缝隙腐蚀的处所。The Characteristic And Measures of Avoiding Rust About Aluminium Used In ShipesZHU Jianguang(Public Security Marine Police Academy , Ningbo 315801 , China)Abstract: