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* 武汉理工大学 能源与动力工程学院 《轮机维护与修理》 船机零件的腐蚀 船机零件的腐蚀 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： 腐蚀及金属腐蚀的分类 金属腐蚀速度的衡量指标 化学腐蚀及防止化学腐蚀的措施 电化学腐蚀、电化学腐蚀原理、防止电化学腐蚀的措施 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。 船机零件的腐蚀 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。 一、金属腐蚀过程 腐蚀倾向的热力学判据 金属的电极电位 二、金属腐蚀的分类 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。 三、金属腐蚀速度 重量指标 深度指标 电阻性能指标 船机零件的腐蚀 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。 二、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。 三、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。 （2）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。 （3）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。 船机零件的腐蚀 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。 二、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 船机零件的腐蚀 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。 船机零件的腐蚀 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。 （2）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。 （3）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。 （4）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 船机零件的腐蚀 三、极化作用 极化作用 去极化作用 极化作用的意义 四、船上常见的电化学腐蚀 电偶腐蚀 浓差腐蚀 选择性腐蚀 应力腐蚀 海水腐蚀 船机零件的腐蚀 (1)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。 (2)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。 (3)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 )