不銹鋼化學品船腐蝕因素及防護措施分析

范 華 兵

（中國船級社涪陵辦事處，重慶 408000）

0 前 言

近年來，國內建造化學品船的數量逐漸增多，其液貨艙和液貨管絕大部分采用不銹鋼建造，為了確保耐腐蝕性、焊接性和經濟性，通常選用的不銹鋼有 316L（00Cr17Ni14Mo2）、304L（0Cr18Ni9）及2205雙相不銹鋼（022Cr23Ni5Mo3N），但部分化學品船在完工時其不銹鋼表面出現嚴重腐蝕。作者就川東造船廠建造的3000噸級和9000噸級不銹鋼散貨船出現的問題來探討不銹鋼的腐蝕因數和防護措施。

1 不銹鋼特性

所謂“不銹鋼”是指在大氣及弱腐蝕介質中耐腐蝕的鋼。其耐腐蝕性主要是因為在鋼中添加了較高含量的Cr元素（如316L，Cr含量16%～18%），Cr元素易于氧化，能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使鋼的電極電位和在氧化介質中的耐蝕性有突變性的提高。實際上沒有絕對不受腐蝕的鋼種,只是在不同介質中腐蝕速度不同。在化學品船建造過程中，不銹鋼主要有點腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕和縫隙腐蝕。

2 腐蝕類型及防護措施

2.1 點蝕

又稱孔蝕，是在不銹鋼表面產生小孔的一種極為局部的腐蝕形態。蝕孔在不銹鋼表面分布有的分散，有的較密集。點蝕的破壞性和隱患性甚大，發生點蝕時雖然不銹鋼失重不大，但由于陽極面積非常小，陽極上流過的腐蝕電流密度很大，造成很高的金屬溶解速度，嚴重時可使設備穿孔破壞。點蝕還會使晶間腐蝕，剝蝕，應力腐蝕開裂和腐蝕疲勞加劇[1]。

點蝕常發生于不銹鋼表面的缺陷部位，如焊接飛濺點、劃痕、墊圈、搭接的焊接接頭。當介質中有活性陰離子（如氯離子）時，則其首先吸附在鈍化膜的缺陷處，并和鈍化膜中的陽離子生成可溶性氯化物即蝕核，并逐漸引發點蝕。

采用合理的工藝是防止發生點蝕的重要措施。不銹鋼材料不能與碳鋼混合堆放，在內場堆放和制作分段時應采用木質墊，加工場地應保持清潔、干燥；不銹鋼板、管下料時不能使用碳鋼器具以防滲碳，可使用等離子切割；內場每一分段制作完畢，應立即對不銹鋼焊縫和液貨艙表面進行打磨和拋光，清除所有焊渣，飛濺物，污點，并在不銹鋼表面覆蓋一層防護膜，以防雨水和其它飛濺；液貨艙內的胎架、腳手架與不銹鋼表面接觸的一端焊接不銹鋼墊板，或者插入木楔等；船舶試航時如需在液貨艙內壓載海水，試驗完畢應盡快抽出海水，并用淡水洗艙，防止海水中的氯離子對不銹鋼液貨艙表面的腐蝕。

2.2 應力腐蝕

應力腐蝕開裂是指金屬在特定腐蝕介質和拉應力的同時作用下發生的脆性斷裂。形成的原因比較多，主要是焊接殘余拉應力，焊接接頭的組織變化，焊前的各種熱加工、冷加工引起的殘余應力，酸洗處理不當或在母材上隨意打弧，焊接接頭設計不合理造成應力集中或腐蝕介質的局部濃度提高等。

防止應力腐蝕采取的措施有：

1)合理選擇不銹鋼材料和焊接材料，根據船舶裝載貨品的腐蝕性選擇不銹鋼種類，通常采用焊縫金屬中的耐蝕合金（Cr、Ni、Mo）等含量高于母材的焊材。

2)消除應力，在工藝方法上合理布置焊道順序，如采用分段退步焊等。

3)分段變形和船體合攏變形，不能用普通水火校正，宜用重物，如水泥墩壓載校正。

4)采取合理工藝，應盡量使液貨艙表面和焊縫處具有最小的殘余應力，關鍵部位適當增加壁厚，并作拋光、噴丸處理。

2.3 晶間腐蝕

晶間腐蝕是指金屬材料在特定的腐蝕介質中沿著材料的晶粒邊界（晶界）深入金屬內部而發生的一種局部選擇性腐蝕，一般發生在晶界貧鉻區（因碳化鉻的析出造成貧鉻）[2]，該腐蝕隱蔽性較大，易造成突發性破壞。

防止晶間腐蝕采取的措施有：

1)焊前應將焊絲用不銹鋼絲刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊條應在 200～250℃ 烘干1h，隨取隨用；焊前將工件坡口兩側 25mm 范圍內的油污等清理干凈。焊接時應采用盡可能小的焊接速度。焊條最好不橫向擺動，多道焊時，應嚴格控制層間溫度，前道焊低于60℃再焊下道，現場嚴格按照認可的焊接工藝執行。

2)合理選擇焊接材料，降低焊縫金屬碳含量，并使接頭中出現少量對控制晶間腐蝕有一定作用的鐵素體，最好用超低碳奧氏體不銹鋼焊條。

2.4 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是由于縫隙被腐蝕介質覆蓋以及介質擴散受到限制等原因，該處的介質成分和濃度與整體有很大差別，形成了“閉塞電池腐蝕”的作用。一般發生在不銹鋼液貨管對接焊縫和支管焊縫上。

由于該腐蝕發生在液貨管內部，不易覺察，因此，要采取合理措施防止縫隙腐蝕發生主要有以下兩點：

1)采取合理的焊接方式，如采取氬弧焊，并且在焊接過程中保持注入氬氣。

2)管子裝配時保持一定的傾斜角度，以便卸貨和洗艙完畢后管子內無殘余液體。

3 酸洗鈍化

不銹鋼化學品船在液貨區域相關試驗完畢后，不銹鋼液貨艙和液貨管應進行酸洗鈍化，以使其不銹鋼表面生產一層致密的保護膜，提高不銹鋼耐腐蝕性[3]，并且通過酸洗還可以發現液貨艙和管子表面缺陷，液貨艙內加熱盤管管子支架和其它連接螺栓材料是否采用不銹鋼，防止誤用非不銹鋼材料帶來新的滲碳腐蝕。

4 結 語

針對以上4種主要腐蝕產生的條件、根源及防治辦法，在不銹鋼化學品船制造、使用過程中注意加強不銹鋼保護，避免和減少各種腐蝕因素，并針對性地采取防護措施，排除安全隱患，則不銹鋼化學品船的建造質量及使用壽命將會大大提高。

[1] 陳天玉.不銹鋼表面處理技術[M].化學工業出版社.

[2] 焊接工程師手冊[M].機械工業出版社，2002.

[3] 康書文.不銹鋼酸洗鈍化工藝研究[M].