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低鎳白銅在海洋環境中的應用

發表時間:2019-04-10 12:13  責任編輯:山東基諾悅  點擊:

進入21世紀,隨著艦船、海水淡化、海上石油天然氣、海底礦藏開發等領域的迅速發展,推動了海洋環境用耐蝕和防海洋生物附著材料的生產和研究。海洋是最具有腐蝕的環境,海洋是含3% NaC1海水+溶解氣體(氧)+懸浮固體(泥、砂等)+有機物+生物代體所組成的復合體,在這種苛刻的環境中,要求材料不僅具有優良的、綜合性的耐腐蝕性能,而且還要具有很高的抗海洋生物附著能力。近一個世紀的研究結果表明:碳鋼耐蝕性能差,不銹鋼會發生縫隙、應力、點蝕;在各種材料中普遍對海洋生物親合力很強,很容易附著海洋生物,在海洋生物的誘發下,又加劇了金屬的腐蝕。在金屬材料中,銅合金具有優良的耐海水腐蝕性能和抗海洋生物生長能力,其中含鎳1O%,3O%,70%的銅合金表現最為優秀。含鎳1O%的低鎳銅合金,又稱為低鎳白銅,由于生產工藝難度小,成本低,世界各國已普遍應用。

  低鎳白銅的應用

  艦船白銅的應用

目前,世界各國家在艦船中普遍應用含鎳1O%白銅的部位有:包覆船殼、船舵、海水淡化管路、消防水管路、壓縮空氣管路、蒸氣船的副冷凝器冷凝管、滑油冷卻管路、冷凍裝置和海水淡化裝置用熱交換管等。美國銅發展協會近百年研究表明,使用B10白銅包覆船殼與使用涂層的船殼相比,由于其優秀的防海洋生物生長能力,能夠提高艦速、節省燃料和維修費用;運行1O年的捕蝦船也稱銅船,船體光潔如新,沒有海生物附著。因此,使用B10合金是最經濟的,具有重大的潛在市場。

  海上采油平臺

海上采油平臺是最典型的海洋中建筑,歐美海上采油平臺支柱已試驗采用B10合金包覆,其原因是支柱工作環境惡劣,特別是濺水區部位,既有海浪沖刷腐蝕,又是海生物附著區,為防止支柱腐蝕,一般鋼柱要留有12mm裕量。實踐表明:采用碳鋼柱涂漆的方法,不能有效的防止腐蝕,同時涂漆和清除海生物附著費用相當昂貴;當采用B10合金包覆支柱后,收到了明顯的效果,施工安裝方便,工作中不需要維護,文[2]介紹了四種不同的支柱保護方法所需費用的比較,以15年壽命計算,使用銅鎳合金包覆方法,大約可節省一百萬英鎊。采油平臺除立柱之外,各種輸送和冷卻系統中也開始使用銅鎳合金,為了避免包覆B10合金的工藝所帶來的工作量,也有直接采用強化銅鎳合金來制造支柱的實例。

  海洋環境B1O合金的其它用途

在海洋環境中,凡與海水接觸的部分都已廣泛的使用了B10合金,其中代表性的用途有:海濱電廠的冷凝器、加熱器、海水淡化設備中的熱交換器、海洋化工的熱交換器、真空制鹽機組。我國大連復洲海鹽場氯化鉀加熱室使用B10合金制造,該加熱器為旋液降膜式蒸發器,加熱面積135m2,管內為含固體鹽16%的濃海水,流速為3~5m/s,管外為120%~ 160%的飽合蒸氣,氣體流速為2.7~ 3m/s。在這種刻苛的條件下,過去使用碳鋼加熱管壽命僅為一年,改用 B10合金后,傳熱性良好,未發現明顯的腐蝕,海鹽產量增加,帶來顯著的經濟效益,至今已使用近3O年。

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