03 第3章 船机零件的腐蚀.pptx

第1页：第三章船机零件的腐蚀

第三章船机零件的腐蚀

《轮机维护与修理》

第2页：第三章船机零件

第三章船机零件的腐蚀授课学时

2学时重点：腐蚀的概念。

难点

电化学腐蚀。

要求掌握的知识点

①腐蚀及金属腐蚀的分类②金属腐蚀速度的衡量指标③化学腐蚀及防止化学腐蚀的措施④电化学腐蚀、电化学腐蚀原理、防止电化学腐蚀的措施⑤穴蚀、气缸套穴蚀机理、影响缸套穴蚀的因素、防止和减少缸套产生穴蚀轮机员学习金属腐蚀有关知识的目的在于增强防止腐蚀的观念，加强日常的维护保养工作，减少和防止腐蚀，保证船舶机器的正常运转和延长其使用寿命。

第3页：本章导学与腐蚀概述

腐蚀

金属与周围介质发生化学，电化学作用或物理溶解产生变质和破坏的现象称为腐蚀。

金属腐蚀破坏发生在零件表面，逐渐向内部扩展或同时向四周蔓延。腐蚀破坏是船机零件的故障模式之一。

• 金属腐蚀过程①腐蚀倾向的热力学判据②金属的电极电位二、金属腐蚀的分类①依金属腐蚀过程的特点分为:化学腐蚀、电化学腐蚀。
• 依腐蚀表面的特征分为:全面腐蚀、局部腐蚀。
• 金属腐蚀速度①重量指标②深度指标③电阻性能指标

第4页：第一节化学腐蚀

第一节化学腐蚀一、化学腐蚀概念化学腐蚀：金属与周围介质(非电解质)直接发生化学作用引起的破坏称为化学腐蚀。腐蚀过程中不产生电流。化学腐蚀分为气体腐蚀和有机介质腐蚀。

• 柴油机零件的化学腐蚀柴油机运转时，燃烧室中的高温高压燃气直接与燃烧室组成零件—气缸盖及其上的阀件、气缸套和活塞组件接触，燃气中某些低熔点灰分熔化并附着在零件金属表面上，在高温下发生化学作用使零件表面受到破坏的化学腐蚀，称为高温腐蚀或钒腐蚀。
• 防止化学腐蚀的措施（1）根据化学腐蚀的机理，可在零件表面上覆盖一层保护膜，如镀锡、镀锌、发蓝处理等。
• 排气阀等的高温腐蚀，可选用含钒、钠、硫少的燃油，控制其成分;加强燃烧室零件的冷却，使零件温度在550℃以下等。
• 注意零件材料的选择，对腐蚀环境下工作的零件应选用耐腐蚀性强的材料。

第5页：第二节电化学腐蚀

第二节电化学腐蚀一、概述电化学腐蚀：金属表面与离子导电的电解介质溶液发生电化学作用产生的破坏称为电化学腐蚀。

• 电化学腐蚀原理电池作用原理可以充分说明金属在电解质溶液中的腐蚀过程。

电池反应

阳极氧化反应后,铁被溶解:阴极还原反应后,放出氢气:依电池中电极大小分为宏观电池与微观电池。

图3-1Fe-Cu电池示意图

第6页：宏观腐蚀电池

1.宏观腐蚀电池宏观腐蚀电池是肉眼可见电极构成的宏观大电池，它引起局部宏观腐蚀。

主要有

异金属接触电池、浓差电池1)异金属接触电池如，Fe-Cu电池、海水中船的碳钢尾轴与铜质螺旋桨等2)浓差电池浓差电池：同一金属的不同部位与浓度(含氧量或含盐量)或温度不同的介质接触构成的电池称浓差电池。

最常见的有氧浓差电池、盐浓差电池和温差电池等。

第7页：微观电池

2.微观电池

是指金属表面由于电化学不均匀性构成无数微小电极的电池,又称微电池。

零件金属表面电化学不均匀性是由于金属表面的微观不均匀性引起的.主要有:（1）化学成分不均匀性工业用的金属材料不同程度含有杂质、或有偏析,使金属表面化学成分不均匀。金属、杂质、非金属夹杂物的电极电位不同,当有电解质溶液时就会构成无数微小电池。

• 金属组织不均匀性零件金属材料中不同的金相组织和晶体缺陷具有不同的电极电位,在有电解质溶液的情况下就会构成微电池。
• 物理性质或状态的不均匀性金属材料冷、热加工后材料各部分的受力和变形不同或物理性质不均匀,在有电解质溶液的情况下构成微电池。
• 金属表面膜不完整性金属表面都有一层氧化膜，当膜破裂、有孔等不完整时，破裂处和有孔处电位较低，易构成微电池的阳极。

图3-2(a)微观电池图3-2(b)微观电池图3-2(c)微观电池图3-2(d)微观电池

第8页：极化作用

• 极化作用①极化作用②去极化作用③极化作用的意义四、船上常见的电化学腐蚀①电偶腐蚀②浓差腐蚀③选择性腐蚀④应力腐蚀⑤海水腐蚀

第9页：电偶腐蚀船上的机器零部件

• 电偶腐蚀船上的机器零部件或船体构件只要构成异金属接触电池就会发生电偶腐蚀且较为普遍。

如螺旋桨与尾轴、离心泵的叶轮与轴等。

• 浓差腐蚀金属浸入含氧溶液中形成氧电极产生氧浓差腐蚀。

例如，工程上连接件的结合面缝隙处、气缸套与气缸体下部密封圈的缝隙处，因充气不足或冷却水的停滞使氧浓度低。此处金属（为阳极）与附近氧浓度高处金属（即阴极）构成氧浓差电池，发生氧浓差腐蚀。

• 选择性腐蚀（如黄铜制件的脱锌、铸铁气缸套外圆表面石墨化腐蚀）(4)应力腐蚀(碳钢、不锈钢、黄铜等工程材料的加工制件,均会由于加工引起的内应力较大而发生微观电化学腐蚀。

例如黄铜制件的季裂)(5)海水腐蚀(海水是唯一含盐浓度高的电解质溶液，是腐蚀性最强的天然腐蚀剂之一。船舶常年航行在海上,在海水与海洋大气包围之中，船体、甲板机械和与海水接触的零部件等受到严重的腐蚀。如船体钢板、螺旋桨、尾轴、舵及甲板机械)

第10页：防止电化学腐蚀

• 防止电化学腐蚀的措施①合理选材②阴极保护③阳极保护④介质处理⑤表面覆盖保护膜⑥加强维护和管理

第11页：加强维护和管理

• 加强维护和管理轮机员应对船上容易发生腐蚀的零部件加强维护管理，防止或减少腐蚀。

船舶动力装置中凡与海、淡水和湿空气接触的零件、构件和管系均有发生电化学腐蚀的可能.措施:•定期进行柴油机冷却水处理;•适时更换船体钢板上和缸套冷却侧上的防腐锌块:•选用低硫燃油，若燃用含硫高的燃油时采用与之匹配的碱性气缸油;•加强柴油机和尾轴润滑油的定期检验;•机件经碱洗后，一定用清水彻底清洗和涂油保护。

第12页：第三节穴蚀

第三节穴蚀穴蚀

是水力机械或机件与液体相对高速运动时在机件表面上产生的一种破坏。

穴蚀又称空泡腐蚀，或气蚀。一.柴油机气缸套的穴蚀1.穴蚀部位2.气缸套穴蚀机理①一般穴蚀机理②气缸套穴蚀机理3.影响缸套穴蚀的因素1)缸套振动①活塞与气缸套之间的配合间隙②缸套刚度③冷却水腔结构2）冷却水温度与压力图3-3缸套穴蚀部位

第13页：防止缸套穴蚀的措施

4.防止缸套穴蚀的措施(1)缸套外圆表面覆盖保护层或强化层采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开，或使缸套外圆表面强化，可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。例如l2V180型柴油机缸套外表面镀镉，8300型柴油机机体冷却水腔表面涂环氧树脂，防腐蚀和防穴蚀效果较好。

• 在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀例如6300型、8300型柴油机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。
• 在冷却水中加入缓蚀剂例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀,而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用，从而减轻穴蚀。

第14页：第三章复习题

第三章复习题1、什么叫极化？它可以分为几类？

• 高温燃气对零件的腐蚀是不是一个电化学过程？

它和电偶腐蚀有什么区别？

• 哪些船机零件会发生空泡腐蚀？
• 什么叫“穴蚀”？

影响缸套穴蚀的因素主要有哪些？如何防止和减少缸套产生穴蚀？