海洋設備用防腐蝕材料與防蝕涂料

　　文/董永祺·國家建材情報所，韓家林·遼寧超純舍金技術工程中心產品研究部

　　本文較為全面的概述了用于制造海洋設備的耐腐性優異、高性價比的材料及主要幾種海洋用防腐蝕涂料。

　　21世紀是海洋的世紀。海洋覆蓋地球的4/5面積，是人類持續發展最重要的資源與能源基礎之一。海洋環境對金屬材料來說是最苛刻、復雜的腐蝕環境。無論海底、海水里或海面上的一切裝備、設備（例如：潛艇、船舶、海上風電機等），無一不是采用高強、耐腐蝕材料（特別是耐腐蝕金屬）制造，并處于惡劣的腐蝕環境之中。這些裝備的防腐蝕已成為一項急迫、重大課題。

海洋防腐蝕戰略

　　目前，生產實踐中主要的金屬防腐蝕技術有：保護性覆蓋層（涂層、涂料）、陰極保護、陽極保護、介質處理、添加緩蝕劑、選用優質耐腐蝕材料加工海洋設備等。主要的海洋防污措施有：涂裝防污涂料、電解海水生成次氯酸鹽、電解重金屬法、人工或機械清除法、導電涂膜法等。目前受科技水平現實條件的局限性，許多措施還難以實現。

　　本文將著重介紹幾種耐蝕材料及防蝕涂料。

耐蝕材料

　　超純鐵素體不銹鋼

　　由遼寧超純合金材料工程技術中心研制的、具有知識產權的超純鐵素體不銹鋼的成分如表1所示。
 

　　這四種不銹鋼在實際中的應用各不相同。

　　（1）超純Cr₁₈Mo₂的耐腐蝕性與IASI316鋼類似，對應力腐蝕斷裂不敏感；焊接和冷成型性能良好；強度較高；可加工食品設備、熱交換器、太陽能收集面板等。

　　（2）超純Cr₂₆Mo₁在氯化物環境中，具有良好的耐應力腐蝕斷裂、點蝕和縫隙腐蝕的能力；較好的焊接性能、焊后無晶間腐蝕現象；良好的冷成型性能；強度較高；主要用作處理堿、有機酸、尿素、含氯化合物冷卻水的設備。

　　（3）超純Cr₃₀Mo₂在氯化物的水溶液中的性能與鈦相當。

　　其耐堿、有機酸的性能和耐蝕性與鎳、鎳基合金相當。可作苛性鈉生產、濃縮工具的設備，以及醋酸、乳酸等有機酸及其衍生物的制造設備。當介質含硫化氫時易引起奧氏體不銹鋼應力腐蝕斷裂傾向，而超純Cr₃₀Mo₂則具有極優秀的抗該應力腐蝕斷裂的能力，很適用于石化工業。

　　（4）超純Cr₂₉Mo₄Ni₂在很多苛刻的腐蝕介質（如：氯化物、堿、尿素、氨基酸、有機酸）中，具有優異的耐蝕性（優于高鎳的奧氏體合金）、耐稀的還原性酸的性能、抗氧化性、抗硫化性，可代替價格昂貴的鈦、鎳基耐蝕合金。

　　海洋設備制造用鋁、鋁合金

　　鋁的熔點660℃，沸點2494℃，具有質量輕（密度2.7g/cm³）、耐腐蝕性極強、易加工（延展性好）、易加工成各種鋁合金、可全部回收（再生鋁的品質、性能與原鋁相當）、使用過程和整個生命周期節能、減排等優點，被譽為“永不消逝的金屬”。

　　但鋁同樣存在一些缺點。

　　首先是高能耗。生產1t鋁平均消耗的電量可以達到12000~13000KW·h，但目前我國的“低溫、低電壓鋁電解新技術”,實現了噸鋁直流電耗<11900KWh，比國外先進水平低800KWh。

　　其次是阻燃性差、易燃。1982年英阿馬爾維納斯群島（FalkIand  Island）海戰中，就發生了裝有鋁合金構件的軍艦中彈燃燒、起火的事件。

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