海洋環境腐蝕特點及激光熔覆技術在海洋防腐中的應用

海洋中蘊藏著豐(feng) 富的自然資源，海洋的開發不僅(jin) 具有重要的經濟意義(yi) ，更能體(ti) 現一個(ge) 國家的科技水平與(yu) 科研能力。現今，隨著海洋開發力度的增加，海底石油輸送管道、深海鑽井平台、海上跨海大橋等海上產(chan) 業(ye) 設施數量逐年上升。海洋環境惡劣的腐蝕特點，必然會(hui) 對海上金屬構件產(chan) 生極其嚴(yan) 重的腐蝕。據統計，2016年世界上因腐蝕產(chan) 生的經濟損失占全球國民生產(chan) 總值的3.4%，海洋構築物的腐蝕占到其中的三分之一。因此，對海洋環境腐蝕特點充分認識以及選擇合適的方法對海上金屬構件進行防護具有特別的經濟意義(yi) 。

1海洋環境腐蝕特點

海水中含有大量的鹽類，導電性良好，構成一種天然良好的電解質溶液，因而處於其環境中的金屬構築物會遭受特別嚴重的腐蝕。若根據處於海洋環境中的特點不同分類，可將海洋腐蝕環境分為幾個區域：大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區以及海泥區。

2激光熔覆技術

2.1 激光熔覆技術在海洋防腐中的應用

S355是一種在海洋環境中普遍使用的結構鋼，其力學性能與(yu) Q345鋼相近。由其製造的海洋構築物在海洋環境中會(hui) 受到嚴(yan) 重的腐蝕。在S355鋼材表麵製備了Al-Ni-TiC-CeO2 複合材料熔覆層。試驗結果表明，當設置熔覆掃描速度為(wei) 7.5mm/s時，可以獲得稀釋率小於(yu) 5%的熔覆層。分析熔覆掃描速度分別為(wei) 6、7、7.5、8mm/s的樣品極化曲線，可以發現7mm/s的熔覆層自腐蝕電位較高、自腐蝕電流密度較低，在這幾種掃描速度的樣品中具有最好的耐蝕性能。對比普通S355結構鋼與(yu) 熔覆之後的結構鋼試樣，可以大大提高抗腐蝕性能。Al-Ni-TiC-CeO2 複合材料熔覆層不僅(jin) 能有效提高基材耐蝕性能，同樣改善了基材的耐磨性能以及硬度，可有效提高基材使用壽命。

服役於(yu) 沿海地區的水閘液壓啟閉機活塞杆，處於(yu) 浪花飛濺區與(yu) 潮差區，腐蝕條件惡劣，極易發生腐蝕。火焰噴塗以及等離子噴塗等傳(chuan) 統的表麵技術存在孔隙率高、結合強度差等缺點，對比激光熔覆的良好熔覆特點，以鐵基、鎳基、鈷基合金粉末為(wei) 熔覆材料，采用激光熔覆技術改進杆件的耐蝕性能。並認為(wei) 該項技術有望取代傳(chuan) 統鍍鎳、鉻技術，成為(wei) 活塞杆耐蝕防護新手段。核電站海水泵葉輪在海水中浸泡極易遭受腐蝕，同時在高速海水中，會(hui) 遭受空泡腐蝕。針對這一問題，配置了三種合金熔覆粉末，用以提高316基材的耐蝕性能，結果顯示，當合金粉末中存在高鉻、高鎳時，可獲得由大量奧氏體(ti) 加少量馬氏體(ti) 組成的熔覆層，顯著解決(jue) 葉輪遭受的腐蝕問題。

總體(ti) 來看，可根據金屬構件的腐蝕環境，而配置相應的合金粉末，達到改善耐蝕性能的目的。例如在海洋大氣區，可選用不鏽鋼等耐蝕能力一般的材料，處於(yu) 浪花飛濺區或潮差區的，則可在鎳基粉末中添加耐磨組分，從(cong) 而提高材料在該區域的適應性。

2.2 激光熔覆技術不足

1）熔覆層表麵為(wei) 粗糙表麵，對表麵有要求的構件需在應用時進行機加工處理；

2）熔覆層的均勻性、產(chan) 品穩定性以及配套裝置達不到工業(ye) 生產(chan) 要求；

3）相關(guan) 理論研究係統性差。對合金凝固、材料內(nei) 部變化、熔覆層溫度場等研究不透徹。

3結論

隨著人類對海洋探索的深入，更多的金屬設備構件將在海洋中投入應用。研究海洋腐蝕環境對金屬構件的腐蝕特點以及如何做到更好的防護顯得尤為重要。激光熔覆技術可根據相應金屬部件的腐蝕防護需求，製備滿足需求的耐蝕合金熔覆層，這在未來的海洋防腐中，必將占據不可替代的位置。

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