輪機維護(hù)及修理 第三章(培訓(xùn)教材)

1、輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院1ChongQing JiaoTong University06:42Chapter 3 船機零件的腐蝕船機零件的腐蝕重點重點：腐蝕的概念。難點難點：電化學(xué)腐蝕。要求掌握的知識點要求掌握的知識點：腐蝕及金屬腐蝕的分類金屬腐蝕速度的衡量指標(biāo)化學(xué)腐蝕及防止化學(xué)腐蝕的措施電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕原理、防止電化學(xué)腐蝕的措施穴蝕、氣缸套穴蝕機理、影響缸套穴蝕因素、防止和減少缸套產(chǎn)生穴蝕目的：目的：增強防止腐蝕的觀念，加強日常的維護(hù)保養(yǎng)工作，減少和防止腐蝕，保證船舶機器的正常運轉(zhuǎn)和延長其使用壽命。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院2ChongQi

2、ng JiaoTong University06:42Chapter 3 船機零件的腐蝕船機零件的腐蝕3-1 金屬腐蝕金屬腐蝕（Corrosion） 3-2 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕（Chemical Corrosion） 3-3 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕（Electrochemical Corrosion）3-4 穴穴 蝕蝕（Cavitations） 練習(xí)題練習(xí)題 輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院3ChongQing JiaoTong University06:423-1 金屬腐蝕金屬腐蝕（Corrosion）1 腐蝕的概念2 腐蝕的類別3 金屬的類別目前中國發(fā)現(xiàn)的最早期的青銅酒器之一銅

3、爵（夏代）4 腐蝕的危害輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院4ChongQing JiaoTong University06:421、腐蝕的概念、腐蝕的概念定義：定義：金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用、電化學(xué)作用或物理溶解而產(chǎn)生的破破壞壞和變質(zhì)變質(zhì)，稱為腐蝕腐蝕。破壞導(dǎo)致：破壞導(dǎo)致：形狀、尺寸變化；變質(zhì)：變質(zhì)：晶體結(jié)構(gòu)、理化性能、機械性能都發(fā)生變化。特點：特點： 1）外部介質(zhì)的作用；2）發(fā)生在金屬與介質(zhì)的界面上，即從零件的表面開始，向內(nèi)部擴展。3）腐蝕有一個過程，是漸進(jìn)性的。4）腐蝕過程是自由能降低的過程，是自發(fā)過程，是放出能量的過程。即金屬金屬化合物是個自發(fā)過程，是個與冶煉過程相反的過

4、程。與其它故障模式的區(qū)別：與其它故障模式的區(qū)別：磨損、斷裂等需要外界能量的消耗，而腐蝕不需要外界輸入能量。腐蝕過程的本質(zhì)腐蝕過程的本質(zhì) 腐蝕腐蝕 金屬金屬 金屬化合物金屬化合物 冶煉冶煉 G0 自發(fā)過程自發(fā)過程 不可逆過程不可逆過程放出能量吸收能量輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院5ChongQing JiaoTong University06:421. 腐蝕的概念腐蝕的概念 腐蝕是一種重要的故障模式。腐蝕是一種重要的故障模式。在船舶上的危害很嚴(yán)重。即便是其他形式的損壞，如磨損、裂紋和斷裂，往往也包含著腐蝕破壞的因素。此外，非金屬材料與周圍介質(zhì)作用產(chǎn)生的破壞也日益增多和嚴(yán)重，也是

5、屬于腐蝕（氧化）破壞。例如：（1）管道的腐蝕，仍是一個沒有解決難題；（2）缸套和缸蓋冷卻水腔的電化學(xué)腐蝕；（3）活塞頂部與排氣閥閥面的高溫腐蝕；（4）缸套外圓表面與漿葉的穴蝕。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院6ChongQing JiaoTong University06:42輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院7ChongQing JiaoTong University06:422、腐蝕的類別、腐蝕的類別2.1 按過程特點分類按過程特點分類 （1）化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕：特征是無電流產(chǎn)生； （2）電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕：特征是有電流產(chǎn)生。2.2 按破壞形式分類按破壞形式

6、分類（1）全面腐蝕全面腐蝕：整個表面發(fā)生。又分為均勻（少見）與不均勻腐蝕（多見）兩種。（2）局部腐蝕局部腐蝕：集中在某一區(qū)域，造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致突然斷裂，危害更大。全面腐蝕是機件整個表面上發(fā)生的腐蝕，一般多為全面不均勻腐蝕。 局部腐蝕較多，危害也比全面腐蝕嚴(yán)重，往往會發(fā)生突然破壞，以致造成機件的損壞，甚至惡性事故。 輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院8ChongQing JiaoTong University06:42金屬的類別：金屬的類別： 貴金屬：貴金屬：在大氣條件下熱力學(xué)穩(wěn)定的金屬（其G0），在自然界中以單質(zhì)存在。如：金、鉑、鈀、銥。 半貴金屬：半貴金屬：在無氧的情況下，離

7、子反應(yīng)時G0，在自然界主要以硫化物形式存在。如：銅、汞、銀。 普通金屬普通金屬（賤金屬）：除上述金屬外其它金屬，在離子反應(yīng)時自由能變化量均為負(fù)值，即G0，為在熱力學(xué)上不穩(wěn)定金屬，在自然界中一般都是以氧化物或鹽類存在于礦石中。有些熱力學(xué)上不穩(wěn)定金屬（如鋁、鎂、鉻等）在腐蝕過程中生成致密的保護(hù)性腐蝕產(chǎn)物膜而耐蝕耐蝕，例如鉛在硫酸溶液中、鐵在磷酸溶液中、鋅鉛在硫酸溶液中、鐵在磷酸溶液中、鋅在大氣中等在大氣中等都會生成耐蝕的保護(hù)膜（鈍化膜）。所以，腐蝕雖可自發(fā)進(jìn)行、但可使腐蝕進(jìn)展很緩慢，甚至無害。 結(jié)論：結(jié)論：腐蝕過程不僅僅取決于腐蝕反應(yīng)中自由能的變化量自由能的變化量，還應(yīng)考慮腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)介質(zhì)的性質(zhì)

8、、腐蝕產(chǎn)物在該介質(zhì)中的穩(wěn)定性腐蝕產(chǎn)物在該介質(zhì)中的穩(wěn)定性。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院9ChongQing JiaoTong University06:424. 腐蝕的危害腐蝕的危害4.1 造成巨大的經(jīng)濟損失4.2 造成金屬資源和能源的浪費 4.3 造成設(shè)備的破壞事故 4.4 阻礙新技術(shù)的發(fā)展全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵大約相當(dāng)于當(dāng)年鋼鐵產(chǎn)量的30，其中23回爐再生，仍有10的鋼鐵損失。直接損失：直接損失：防護(hù)技術(shù)費用、腐蝕破壞后的維修、更換費用、勞務(wù)費用。間接損失：間接損失：腐蝕破壞造成停工、停產(chǎn)；物料流失；產(chǎn)品污染，質(zhì)量下降，設(shè)備效率降低，能耗增加；鋼材浪費等。舉例舉例19

9、75年美國芝加哥一個大的煉油廠一根年美國芝加哥一個大的煉油廠一根15cm的不銹鋼彎管破裂引起爆的不銹鋼彎管破裂引起爆炸和火災(zāi)，停產(chǎn)炸和火災(zāi)，停產(chǎn)6周，這次腐蝕事故總維修費周，這次腐蝕事故總維修費50萬美元，停產(chǎn)造成的稅萬美元，停產(chǎn)造成的稅收損失高達(dá)收損失高達(dá)500萬美元。萬美元。美國：美國：1949年年 55億美元億美元 19601969年年 150200億美元億美元 1975年年 700億美元億美元 1982年年 1269億美元億美元 2002年年 5520億美元億美元 英國：英國：1969年年 13.65億英鎊（億英鎊（27.3億美元）億美元）中國：中國： 2002年年 4979億元（占當(dāng)

10、年億元（占當(dāng)年GDP的的5%）輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院10ChongQing JiaoTong University06:4232 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕（Chemical Corrosion） 1、 化學(xué)腐蝕概念化學(xué)腐蝕概念 2、 柴油機零件的化學(xué)腐蝕柴油機零件的化學(xué)腐蝕 3、 防止化學(xué)腐蝕的方法防止化學(xué)腐蝕的方法 輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院11ChongQing JiaoTong University06:421、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕定義：定義：金屬與周圍介質(zhì)（非電解質(zhì)）直接發(fā)生化學(xué)作用而引起的破壞，稱為化學(xué)化學(xué)腐蝕腐蝕。特點：特點：在化學(xué)腐蝕過程不產(chǎn)

11、生電流。例如：碳鋼的氧化問題。類別：類別：氣體腐蝕有機介質(zhì)腐蝕氣體腐蝕：氣體腐蝕：指在干燥氣體中或高溫氣體中的腐蝕。 金屬與介質(zhì)中的氧化劑直接作用，在金屬表面生成一層氧化物薄膜，即腐蝕產(chǎn)物。 金屬能否繼續(xù)被氧化取決于氧化物薄膜的結(jié)構(gòu)和與基體的結(jié)合強度。碳鋼零件在560以下被氧化，生成Fe2O3或Fe3O4的結(jié)構(gòu)致密、與基體結(jié)合牢固的穩(wěn)定膜，可阻止原子的擴散，從而保護(hù)金屬表面不再繼續(xù)被氧化。而在560以上時，氧化生成FeO的結(jié)構(gòu)疏松、與基體結(jié)合不牢的膜，原子容易穿過膜使金屬繼續(xù)被氧化，達(dá)一定厚度后脫落。金屬在有機介質(zhì)中的腐蝕金屬在有機介質(zhì)中的腐蝕，有機介質(zhì)為不導(dǎo)電的非電解質(zhì)介質(zhì)。例如，有機酸、鹵

12、代化合物和含硫的化合物等。注意：現(xiàn)實中純化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象較少，如鋁在CCl4、三氯甲烷或乙醇中；鎂或鈦在甲醇中；金屬鈉在氯化氫氣體中等的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕，但實際上這些介質(zhì)中都含有少量水分而使有機介質(zhì)不純，使化學(xué)腐蝕變?yōu)殡娀瘜W(xué)腐蝕。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院12ChongQing JiaoTong University06:422、 柴油機零件的化學(xué)腐蝕柴油機零件的化學(xué)腐蝕2.1 高溫腐蝕或釩腐蝕高溫腐蝕或釩腐蝕燃燒室組件（缸蓋及閥件、缸套和活塞）與燃?xì)庵械腿埸c低熔點灰分在高溫下發(fā)生化學(xué)作用破壞。重油含V、Na、S化合物，燃燒生成（V2O5、Na2SO4）熔點較低（5008

13、00）附零件（排氣閥、閥座、活塞頂部）表面，氧化膜溶解，加速腐蝕，形成凹坑。高溫釩、鈉腐蝕的條件：高溫釩、鈉腐蝕的條件：1）溫度550 釩、鈉化合物處于熔化狀態(tài)釩、鈉化合物處于熔化狀態(tài)附著于零件表面；2）灰分成分腐蝕速度。當(dāng)V2O5 / Na2O3時，軟化溫度由600降至400，灰分易熔腐蝕；當(dāng)V2O5 / Na2O 1，腐蝕速度最小，因灰分軟化溫度高，一般不會腐蝕。2.2 低溫腐蝕低溫腐蝕燃?xì)庵蠸O2、SO3和水蒸氣在工件（如缸壁、廢氣渦輪增壓器殼體等）溫度低于硫酸的露點（170）時，在工件的表面生成亞硫酸或硫酸，從而造成零件的腐蝕。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院13Cho

14、ngQing JiaoTong University06:423. 防止化學(xué)腐蝕的方法防止化學(xué)腐蝕的方法3.1 選材選材如排氣閥選用高鉻的鋼（4Cr14Ni14W2Mo），生成致密的氧化膜，起鈍化作用。加強燃燒室零件的冷卻使零件溫度在550以下等。一般原則：一般原則：在還原性介質(zhì)中，選用含Ni 、Cu及其合金；在氧化性介質(zhì)中，選用含Cr的合金；在極強的氧化性介質(zhì)中，選用含Ti 的合金；非金屬材料有良好的耐蝕性。3.2 在零件的表面覆蓋保護(hù)膜在零件的表面覆蓋保護(hù)膜：如電鍍、噴油漆等。3.3 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計：如壁厚要留有余量。3.4 環(huán)境控制環(huán)境控制：如控制冷卻溫度、控制燃油的成分（

15、S）、加入緩蝕劑等。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院14ChongQing JiaoTong University06:4233 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕（Electrochemical Corrosion） 1 概述 2 極化作用 3 船上常見的電化學(xué)腐蝕 4 防止電化學(xué)腐蝕的方法輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院15ChongQing JiaoTong University06:421 概述1.1 電化學(xué)腐蝕的定義1.2 金屬的電極電位1.3 電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）1.4 腐蝕電池的種類輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院16ChongQing Ji

16、aoTong University06:421.1 電化學(xué)腐蝕的定義定義定義：金屬表面在 中發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞，稱為電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。特點：特點：電化學(xué)腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。是自然界和生產(chǎn)中最常見的腐蝕形式，破壞作用也最顯著，在大氣、海水、酸堿、鹽中均能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。電解質(zhì)輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院17ChongQing JiaoTong University06:42電解質(zhì) 電解質(zhì)（如H2SO4）溶于水構(gòu)成電解液，并離解成正離子（H）和負(fù)離子（SO4- -），同時正、負(fù)離子又會合成為電解質(zhì)分子。 在上述可逆反應(yīng)中，若小部分分子處于離解狀態(tài)（大部分是分子狀態(tài)

17、）的叫弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)；幾乎完全離解的為強電解質(zhì)強電解質(zhì)。 電解液靠離子移動傳送電子（導(dǎo)電率遠(yuǎn)低于金屬），離子濃度導(dǎo)電率；但離子濃度過高離子運動相互妨礙導(dǎo)電率。 電解液溫度離子運動速度導(dǎo)電率。一般升高10，導(dǎo)電率可增加1020。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院18ChongQing JiaoTong University06:421.2 金屬的電極電位金屬的電極電位電極電位電極電位:金屬和溶液界面的電位差稱為金屬的電極電位。 金屬的電極電位越負(fù)，表示金屬容易離子化，即不耐腐蝕；電極電位越正，金屬越耐蝕。 金屬與介質(zhì)接觸，發(fā)生自發(fā)腐蝕的傾向，即金屬離子進(jìn)入介質(zhì)，所失去的電子留在金

18、屬表面。 金屬離子化程度越大，留在金屬表面的電子也越多，使金屬表面呈負(fù)電并吸引溶液中的正離子靠近金屬表面，形成雙電層，在界面上產(chǎn)生電位差。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院19ChongQing JiaoTong University06:421.3 電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）陽極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：FeFe2(-)產(chǎn)生電子，放電，即氧化過程，電位低，被腐蝕；陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：2H2(-)H2得到電子，即還原過程，電位高，受到保護(hù)。電化學(xué)腐蝕中，腐蝕電池起著重要作用。 基本原理：基本原理：價數(shù)增高或產(chǎn)生電子的反應(yīng)稱為陽極反應(yīng)（氧化反應(yīng)）；價數(shù)降低或消耗電子的反

19、應(yīng)稱為陰極反應(yīng)（還原反應(yīng)）。陽極反應(yīng)產(chǎn)生的電子數(shù)與陰極反應(yīng)消耗的電子數(shù)相等。圖示的電化學(xué)反應(yīng)為：輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院20ChongQing JiaoTong University06:421.3 電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院21ChongQing JiaoTong University06:421.3 電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理）電化學(xué)腐蝕的實質(zhì)（機理） 根據(jù)構(gòu)成腐蝕電池的電極大小，可將腐蝕電池分為宏觀和微觀兩種。 1）宏現(xiàn)腐蝕電池 2）微觀電池輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院22Cho

20、ngQing JiaoTong University06:421 ) 宏現(xiàn)腐蝕電池宏現(xiàn)腐蝕電池肉眼可見電極宏觀電池 零件或構(gòu)件局部宏觀腐蝕破壞。（1）異金屬接觸電池）異金屬接觸電池兩種不同電位金屬或合金接觸并處于同一電解質(zhì)溶液中，電位低金屬不電位低金屬不斷遭到腐蝕斷遭到腐蝕，該電池稱異金屬接觸電池或稱腐蝕電偶，引起電偶腐蝕。兩種金屬電極電位差越大，電偶腐蝕越嚴(yán)重。如冷卻器，碳鋼殼體與黃銅管子構(gòu)成異金屬接觸電池，F(xiàn)eCu電池。（2）濃差電池）濃差電池同一金屬不同部位與濃度或溫度不同的介質(zhì)接觸構(gòu)成腐蝕電池。常見有氧濃差電池、鹽濃差電池和溫差電池等。氧濃差電池：氧濃差電池：金屬與含氧量不同的介質(zhì)接觸

21、。在氧濃度較低處金屬的電極電位較低為陽極，在氧濃度較高處金屬的電極電位較高為陰極，構(gòu)成氧濃度差電池，濃度低處金屬遭到腐蝕濃度低處金屬遭到腐蝕。如鐵棒埋于土壤中，因土壤深度不同含氧量不同，故埋得最深部位腐蝕最嚴(yán)重。溫差電池：溫差電池：浸于電解質(zhì)溶液中金屬，不同部位處于不同溫度時構(gòu)成的電池為溫差電池。高溫處易腐。如換熱器的高溫端比低溫端腐蝕嚴(yán)重。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院23ChongQing JiaoTong University06:422）微觀電池）微觀電池微觀電池：微觀電池：金屬表面微觀電化學(xué)不均勻性構(gòu)成許多微小電極電池，稱。引起金屬微觀不均勻性的原因：（1）化學(xué)成分

22、不均勻性）化學(xué)成分不均勻性 金屬、雜質(zhì)、非金屬夾雜物的電極電位不同，與電解質(zhì)溶液接觸時構(gòu)成無數(shù)微小電池。（2）金屬組織不均勻性）金屬組織不均勻性 如鋼中鐵素體1與滲碳體2在有電解質(zhì)溶液時構(gòu)成無數(shù)微電池。（3）物理性質(zhì)或狀態(tài)不均勻性）物理性質(zhì)或狀態(tài)不均勻性 一般應(yīng)力較高和變形較大部位電位較低成為陽極容易被腐蝕。（4）金屬表面膜不完整性）金屬表面膜不完整性 當(dāng)表面膜破裂、有孔而不完整時，破裂處和有孔處的金屬電位較低成為陽極。例船體鋼板上的鐵銹與鐵銹脫落后裸露的鋼板構(gòu)成微電池。 輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院24ChongQing JiaoTong University06:421

23、.4 腐蝕電池的種類腐蝕電池的種類局部電化學(xué)腐蝕的種類：局部電化學(xué)腐蝕的種類：（1）點狀腐蝕 金屬表面局部有孔徑不一小孔，彼此孤立或集中在一起?？讖揭话阈∮诨虻扔诳咨?，孔上有腐蝕產(chǎn)物存留。（2）晶間腐蝕 腐蝕發(fā)生在金屬晶界上，使晶粒之間結(jié)合力喪失或下降，因不易發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生突然破壞，造成很大危害。（3）電偶腐蝕 異金屬同在電解質(zhì)溶液中使電位低的陽極發(fā)生腐蝕。（4）應(yīng)力腐蝕 金屬在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生裂紋或斷裂。（5）腐蝕疲勞 金屬在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下的破壞。（6）選擇性腐蝕 合金中某些元素在腐蝕介質(zhì)中優(yōu)先被溶解的破壞。（7）縫隙腐蝕 由于金屬接觸面間的縫隙大小不同，與電解質(zhì)接觸

24、時產(chǎn)生不同電位而發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。（8）剝層腐蝕 金屬在腐蝕介質(zhì)中沿著與表面平行的晶界進(jìn)行腐蝕，腐蝕產(chǎn)物呈層狀或片狀從金屬表面上脫落，一般發(fā)生在型板和板材上。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院25ChongQing JiaoTong University06:422 極化作用極化作用 2.1 極化作用極化作用 2.2 去極化作用去極化作用 2.3 極化作用的意義極化作用的意義輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院26ChongQing JiaoTong University06:422.1 極化作用極化作用 電流通過時，腐蝕電池兩極間電位差減少，電化學(xué)反應(yīng)速度減慢，引起

25、工作電流強度降低的現(xiàn)象，稱原電池極化作用。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院27ChongQing JiaoTong University06:422.2 去極化作用去極化作用去極化作用去極化作用：增大回路中電流，消除或減弱電極極化作用稱為。陽極去極化作用去極化作用就是消除或減弱陽極的極化作用。方法：方法：向溶液中加入絡(luò)合劑或沉淀劑，使與金屬離子形成難離解的絡(luò)合物或沉淀物。大大降低金屬陽極表面的離子濃度，加速金屬離子進(jìn)入溶液，即加速陽極金屬的溶解，以進(jìn)一步形成絡(luò)合物或沉淀物。陽極極化可減弱金屬腐蝕速度；陽極去極化則加速腐蝕過程。去極化劑：去極化劑：吸收電子使自身還原的物質(zhì)，即消除

26、或減弱極化作用的物質(zhì)稱為。若溶液中含有使金屬氧化的氧化劑時，它可迫使陽極金屬進(jìn)行陽極反應(yīng)以索取其所產(chǎn)生的電子使自身還原，因此氧化劑是去極化劑。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院28ChongQing JiaoTong University06:422.3 極化作用的意義極化作用的意義 金屬在介質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，陽極金屬發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，腐蝕速度可用陽極電流密度表示。 計算可得電化學(xué)腐蝕速度，但其與實測值相差甚遠(yuǎn)，在腐蝕電路中也可以觀察到。當(dāng)原電池外電路接通瞬間有一個很大的起始電流，幾分鐘后迅速減小約為起始電流的130。 腐蝕電池形成后，極化作用即產(chǎn)生，金屬腐蝕速度大大降低。

27、如果沒有極化作用，腐蝕速度會比實際的快幾十倍，甚至幾百倍，且腐蝕會不斷地進(jìn)行下去，造成零件迅速失效。極化作用是有益的。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院29ChongQing JiaoTong University06:423 船上常見的電化學(xué)腐蝕船上常見的電化學(xué)腐蝕3.1 電偶腐蝕電偶腐蝕（或接觸腐蝕接觸腐蝕，Contact Corrosion）：如：冷凝器中銅管與鋼殼體；離心泵葉輪與軸；尾軸與螺旋槳等。3.2 氧濃差電池：氧濃差電池：缸套與缸體下部密封圈處縫隙，因冷卻水停滯、氧濃度低（為陽極），與附近氧濃度高處的金屬（陰極）形成氧濃差電池。3.3 選擇性腐蝕選擇性腐蝕：如黃銅

28、工件脫鋅、缸套外表面石墨化腐蝕（鐵素體被腐蝕，僅剩石墨）等。3.4 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕：應(yīng)力特定腐蝕介質(zhì)，引起的破裂。如黃銅的季裂。3.5 晶間腐蝕晶間腐蝕：由組織不均引起，表面完好，不易檢查，危害大。3.6 海水腐蝕海水腐蝕：船體、船機零件防腐問題：柴油機空冷器、冷卻器、冷凝器、空壓機機體、各種海水管等都用海水冷卻。冷卻器鑄鐵管在海水腐蝕作用下只能使用34年；碳鋼冷卻水箱內(nèi)壁腐蝕速度為1mm/a以上。鋼鐵在海水中的腐蝕速度為0.13mm/a。流速、海水溫度海水腐蝕 。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院30ChongQing JiaoTong University06:424 防止

29、電化學(xué)腐蝕的方法防止電化學(xué)腐蝕的方法破壞電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生條件破壞電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生條件，具體有：4.1 合理選材：合理選材： 耐蝕材料，對構(gòu)成電偶處，選用電位相近材料。選材原則與防化學(xué)腐蝕同。4.2 合理設(shè)計合理設(shè)計： 1）壁厚應(yīng)留足夠腐蝕余量；2）溫度、應(yīng)力盡可能均勻；3）材料匹配合理等。例如：附圖所示 4.2 陰極保護(hù)法：陰極保護(hù)法：與水接觸的零件幾乎都用此法。利用電化學(xué)腐蝕的原理，外加一個陰極。具體有兩種方法：（1）外加電流陰極保護(hù)法：被保護(hù)金屬與直流電源負(fù)極相連。陰極極化。（2）犧牲陽極保護(hù)法：加一電位更低金屬作為陽極。如在船體鋼板上安裝鋅塊、在缸套外圓表面上安裝鋅塊。4.3 陽極保護(hù)法

30、：陽極保護(hù)法：被保護(hù)零件與直流電源正極相連，使之成為陽極，強制使零件表面成為鈍化狀態(tài)，得到保護(hù)。只有部分金屬在特定的腐蝕介質(zhì)中，才可能鈍化。多用于化學(xué)工業(yè)多用于化學(xué)工業(yè)。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院31ChongQing JiaoTong University06:424 防止電化學(xué)腐蝕的方法4.4 介質(zhì)處理：介質(zhì)處理：調(diào)節(jié)介質(zhì)PH值、改變介質(zhì)溫度、加緩蝕劑等。4.5 在零件的表面加保護(hù)層：在零件的表面加保護(hù)層：金屬覆蓋層：電鍍等；非金屬覆蓋層：油漆、塑料等。4.6 加強管理與維護(hù)加強管理與維護(hù)：如控制酸值、控制燃油含S量等。（1）定期進(jìn)行柴油機冷卻水處理；（2）適時更換船

31、體鋼板上和缸套冷卻側(cè)上的防腐鋅塊；（3）選用低硫燃油，若燃用含硫高燃油時采用與之匹配的堿性氣缸油；（4）加強柴油機和尾軸潤滑油的定期檢驗；（5）機件經(jīng)堿洗后，一定用清水徹底清洗和涂油保護(hù)。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院32ChongQing JiaoTong University06:42輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院33ChongQing JiaoTong University06:42輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院34ChongQing JiaoTong University06:42練習(xí)題 為防止電化學(xué)腐蝕，將被保護(hù)零件與外接直流電源

32、正極連接，能夠： A.陽極保護(hù) B.產(chǎn)生陰極鈍化 C.提高陰極電極電位 D.陰極保護(hù) 為防止電化學(xué)腐蝕，將被保護(hù)零件與外接直流電源正極連接，不能： A.陰極保護(hù) B.產(chǎn)生陽極鈍化 C.提高陽極電極電位 D.降低陰陽極電極電位輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院35ChongQing JiaoTong University06:423-4 穴穴 蝕（蝕（Cavitations） 1、概述 2、柴油機缸套的穴蝕 3、其他零件的穴蝕輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院36ChongQing JiaoTong University06:421 概述概述穴蝕穴蝕又稱空泡腐蝕空泡腐

33、蝕或氣蝕氣蝕，是一種局部腐蝕。定義定義：與液體接觸的金屬表面，由于受氣泡產(chǎn)生與破裂的反復(fù)作用而導(dǎo)致的破壞現(xiàn)象，稱為穴蝕。柴油機氣缸套外表面上穴蝕小孔直徑為穴蝕小孔直徑為l5mm，最大可達(dá)30mm，孔深可達(dá)23mm，嚴(yán)重時穿透缸壁。特征：特征：（1）與液體接觸，并做高速相對運動；（2）零件表面形成聚集的蜂窩狀小孔群?？籽▋?nèi)表面清潔，無腐蝕產(chǎn)物。船機零件中常發(fā)生穴蝕的有船機零件中常發(fā)生穴蝕的有：螺旋槳的槳葉；（筒狀活塞式柴油機，高速）缸套外圓表面；軸瓦的工作表面等。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院37ChongQing JiaoTong University06:422 柴油機缸套

34、的穴蝕 缸徑在 105300mm的筒狀活塞式柴油機氣缸套穴蝕，較為普遍和嚴(yán)重，是主要的損壞形式。 2.1 穴蝕的部位穴蝕的部位2.2 缸套穴蝕的機理缸套穴蝕的機理2.3 影響缸套穴蝕的因素影響缸套穴蝕的因素 2.4 防止缸套穴蝕的措施防止缸套穴蝕的措施輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院38ChongQing JiaoTong University06:422.1 穴蝕的部位穴蝕的部位穴蝕發(fā)生在：穴蝕發(fā)生在： 外圓表面與冷卻水接觸處； 一般集中在柴油機左右兩側(cè)，特別是承受側(cè)推力一側(cè)（排氣側(cè)）上。 在冷卻水進(jìn)口或水流的轉(zhuǎn)向處等部位也易發(fā)生。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海

35、學(xué)院39ChongQing JiaoTong University06:422.2 缸套穴蝕的機理缸套穴蝕的機理穴蝕機理：穴蝕機理： 側(cè)推力缸壁振動瞬時真空冷卻水汽化形成氣泡高壓使氣泡破裂沖擊反復(fù)作用疲勞脫落形成孔穴缸套穴蝕原因：缸套穴蝕原因： 缸套的振動。而振動又受缸套與活塞間隙、缸套的剛度及側(cè)推力等的影響。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院40ChongQing JiaoTong University06:422.3影響缸套穴蝕的因素影響缸套穴蝕的因素 缸套穴蝕與柴油機的機型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油機的工藝參數(shù)等有關(guān)。1）缸套振動2）冷卻水腔結(jié)構(gòu)3）冷卻水溫

36、度與壓力輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院41ChongQing JiaoTong University06:421）缸套振動 運轉(zhuǎn)中缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因。高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因。缸套振動強度與以下因素有關(guān)缸套振動強度與以下因素有關(guān)：活塞與缸套配合間隙（間隙的大小影響活塞的沖擊能量）間隙活塞橫擺加速度沖擊缸壁能量 缸套振動。缸套剛度（剛度直接影響缸套的振動）缸套剛度除與其材料有關(guān)外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距有關(guān)，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。設(shè)計時缸套壁厚和缸徑D之比有一定選取范圍：高速柴油機 D3.56.8中速柴油機 D810缸套的支撐跨距縮短缸

37、套支承跨距雖有利于減小缸套振動，降低穴蝕，但支承跨距受缸套冷卻水空間設(shè)計要求限制，故設(shè)計時應(yīng)綜合考慮。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院42ChongQing JiaoTong University06:422）冷卻水腔結(jié)構(gòu)）冷卻水腔結(jié)構(gòu) 冷卻水腔通道寬度水流速度產(chǎn)生空泡。柴油機設(shè)計時，為降低穴蝕要求： 冷卻水腔內(nèi)水流速度 2ms； 水腔寬度t14D 或 10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院43ChongQing JiaoTong University06:423）冷卻水溫度）冷卻水溫度t與壓力與壓力p冷卻水溫：

38、t過高腐蝕，但不宜長期水溫過低。實驗證明： 鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度t 為5060時穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。 從發(fā)揮柴油機的效能和降低腐蝕和穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在8090為好。水壓：p 空泡 穴蝕減少； 但p過高 溫度 穴蝕 。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院44ChongQing JiaoTong University06:422.4 防止缸套穴蝕的措施防止缸套穴蝕的措施缸套穴蝕主要發(fā)生在中、高速柴油機中、高速柴油機上。（二沖程十字頭式低速柴油機二沖程十字頭式低速柴油機氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞）（1）設(shè)計、制造時）設(shè)計、制造時

39、，減少缸套振動；缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強化層。球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的抗穴蝕能力普通鑄鐵。（2）降低外表面的粗糙度）降低外表面的粗糙度 粗糙度大，氣泡易形成，凹痕會成為氣泡形成的核心。（3）提高缸套抗穴蝕的能力）提高缸套抗穴蝕的能力冷卻水腔內(nèi)，安裝鋅塊實施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕。在冷卻水中加入緩蝕劑（常用），如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使缸套外表面形成一層較薄的保護(hù)膜，可以防止電化學(xué)腐蝕，減弱空泡破裂時沖擊波對缸套表面的沖擊作用，減輕穴蝕。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院45ChongQing JiaoTong University06:423 其它零件的穴蝕其它零件的穴蝕 螺旋

40、槳、軸瓦和燃油系統(tǒng)零件的穴蝕機理與缸套的大致相同，都與氣泡的形成與破裂有關(guān)。3.1 燃油系統(tǒng)零件的穴蝕燃油系統(tǒng)零件的穴蝕3.2 軸瓦和螺旋槳的穴蝕軸瓦和螺旋槳的穴蝕輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院46ChongQing JiaoTong University06:423.1 燃油系統(tǒng)零件的穴蝕燃油系統(tǒng)零件的穴蝕 柴油機燃油系統(tǒng)中的高壓油泵柱塞、出油閥、噴油器針閥和高壓油管均有穴蝕發(fā)生。 噴油系統(tǒng)中，高壓噴油終了會使系統(tǒng)內(nèi)的油壓驟然降低。高的噴射壓力容易引起二次噴射使柴油機性能下降，并造成系統(tǒng)的穴蝕。燃油系統(tǒng)的穴蝕有兩種： 1）波動穴蝕 2）流動穴蝕輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重

41、慶交通大學(xué)航海學(xué)院47ChongQing JiaoTong University06:42 1）波動穴蝕發(fā)生部位：發(fā)生部位： 高壓油管中高壓油管中。原因原因： 燃油系統(tǒng)中高壓燃油流動時傳播壓力波，特別是噴射終了時會使管內(nèi)壓力變化大，卸載過度產(chǎn)生負(fù)壓力波卸載過度產(chǎn)生負(fù)壓力波，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生，高壓時又使氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕，稱為波動穴蝕。發(fā)生時間發(fā)生時間： 在柴油機低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，較為嚴(yán)重低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，較為嚴(yán)重。措施：措施： 采用緩沖型出油閥、等壓卸載出油閥。輪機維護(hù)與修理輪機維護(hù)與修理重慶交通大學(xué)航海學(xué)院48ChongQing JiaoTong University06:422）流動穴蝕）流動穴蝕產(chǎn)生部位：產(chǎn)生部位： 在高壓油泵柱塞螺旋槽附近和噴油器針閥截面變化處。原因：原因： 高壓燃油流經(jīng)通道截