Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава VII. Техническая эксплуатация
корпуса
44. Коррозия корпуса, виды и причины износа корпуса
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения поверхности
металла при его взаимодействии с внешней средой, протекающий в
большинстве случаев без подведения энергии от какого-либо внешнего
источника. Физический процесс коррозии объясняется тем, что в природе
черные или цветные металлы, которые корродируют, в свободном состоянии
не встречаются, а для их получения из минералов и руд затрачивается
энергия. В результате же коррозионного разрушения металлы переходят в
окислы, сульфиды, карбонаты и другие свойственные им природные
соединения.
Коррозию металла можно разделить на три вида.
Химическая коррозия происходит от действия сухих газов или жидкостей; не
проводящих электрических ток по законам химических реакций. Чаще всего
химической коррозии подвержены внутренние поверхности грузовых танков
нефтеналивных судов, перевозящих светлые нефтепродукты с большим
содержанием сернистых соединений и кислотных остатков, вступающих в
химическую реакцию с металлом. При этом происходит разрушение
поверхностей набора в виде местных отдельных язвин. Скорость разрушения
достигает 1,2-2 мм/год, что может вызвать появление сквозных разрушений
обшивки корпуса.
Биологическая коррозия вызывается жизнедеятельностью различных
микроорганизмов на подводной части корпуса судна. В данном случае
микроорганизмы используют металл как питательную среду или поражают его
своими выделениями. Существенных разрушений биологическая коррозия не
производит, но она, как правило, совмещается с другими видами коррозии.
Электрохимическая коррозия происходит при соприкосновении металла с
токопроводящими жидкостями (электролитами). В условиях судна в роли
электролита выступает забортная вода. Металл корпуса судна и его
защитная пленка неоднородны. Металл может иметь разные внутренние
напряжения и физические условия (температуру, скорость обтекания водой и
т. д.). Поэтому при соприкосновении металла с водой на нем образуется
множество гальванических пар, в результате чего протекает
электрохимическая коррозия, при которой металл корпуса, являясь анодом,
частично переходит в электролит. Из всех видов коррозии при
электрохимической происходят наибольшие разрушения металла корпуса,
трубопроводов и дpyгoго судового оборудования. Интенсивность коррозии
зависит от солености воды, содержания в ней кислорода и химического
состава металла. В судовых условиях гальванические пары наиболее часто
могут образовываться при контакте разнородных металлов.
Примером такого контакта являются бронзовые втулки опорных подшипников в
дейдвудной трубе или гребной винт, выполненный из цветных сплавов, и
корпус судна. При этом роль анода, который будет разрушаться, берут на
себя металлы или сплавы с более низкими электродными потенциалами. Медь
и ее сплавы, обладая более высоким потенциалом, при контакте со сталью
создают катод.
Коррозия наносит непоправимый вред корпусу, трубопроводам и другим
конструкциям судна, так как в местах, подвергающихся коррозионному
разъеданию, металл утончается, из-за чего происходит уменьшение
прочности и плотности конструкций и корпуса в целом. Для устранения
последствии коррозии необходимо выполнять дорогостоящие ремонты. Следует
учитывать, что большинство деталей судовых механизмов и элементов
корпуса подвергается одновременному воздействию механических напряжений
и коррозионного разрушения. Различают несколько видов
коррозионно-механических разрушений:
коррозионно-усталостное разрушение под действием переменных механических
напряжений и коррозионной среды; коррозионное растрескивание под
воздействием постоянных механических напряжений и коррозионной среды;
коррозионно-кавитационные разрушения под воздействием пульсирующих
механических напряжений и коррозионной среды.
На практике наиболее часто встречаются коррозионно-усталостные
разрушения, которые могут привести к появлению трещин и постепенному их
распространению в глубину металла перпендикулярно действию нормальных
напряжений.
Участки судна испытывают воздействие различных агрессивных сред -
морской воды, морской атмосферы, химически активных сыпучих грузов,
нефтепродуктов, конденсата, воздуха различной влажности и др., которые
способствуют коррозии.
Интенсивность и характер разрушения зависят от района плавания, скорости
хода, длительности рейса и эффективности защиты от коррозии. Из всех
элементов конструкций корпуса судна наибольшие разрушения наблюдаются на
нефтеналивных судах в районе обшивки продольных переборок между
грузовыми и балластными танками, где скорость коррозии верхнего пояса
достигает 0,3 мм/год, нижнего - 0,25 мм/год. Большая интенсивность
корроэиии также в районах между грузовыми танками, наборов бортов и
настилов палуб. Значительным разрушениям подвержены подводная часть,
район переменных ватерлиний, настил второго дна в районе балластных
танков, набор внутри двойного дна.
Для большинства перечисленных конструкций, которые подвергаются
электрохимической коррозии, характерно разрушение сварных швов и
околошовной зоны по причине разных стационарных электродных потенциалов
между материалом шва и основным материалом. Если металл шва имеет более
отрицательный потенциал, чем основной материал, сварной шов сильно
разрушается, если более положительный - шов не разрушается, но
происходит разрушение металла вблизи шва.
Сварное соединение может также разрушаться от прокатной окалины и
последствий сварки, так как в этих случаях создается большая разность
потенциалов между металлом шва и основным материалом или окалиной.
Сократить действие коррозионного разъедания в этом случае можно путем
последующей термообработки или сварки по специальной технологии с
наложением отжигающих валиков.
Интенсивная электрохимическая коррозия в элементах набора корпуса судна
наблюдается в местах сопряжения из разных материалов и в первую очередь
стали и алюминиевых сплавов, ее ни не приняты специальные меры защиты. В
условиях эксплуатации судна наблюдаются большие разрушения палубного
настила в местах скопления воды и грязи, в труднодоступных участках, под
фундаментами палубных механизмов, на участках, подверженных
температурным воздействиям.
Из-за коррозионных разрушений морских судов возникают значительные
потери металла и, как следствие, большие экономические затраты на
ликвидацию этих разрушений. Проведенные исследования в СССР и за рубежом
показывают, что на долю работ по ликвидации коррозионных разрушений
приходится 20-30 % общих затрат на заводской ремонт судна. Кроме этого,
в процессе эксплуатации судна экипаж проводит большую работу по
ликвидации коррозионных разрушений, особенно в районах подводных бортов,
палуб и надстроек, что также относится к затратам из-за коррозии.
Доковый ремонт судна не менее чем на 60 % может быть отнесен к затратам
на работы по ликвидации коррозии.
Из-за коррозионных разрушений происходят частые поломки и связанные с
ними ремонты многих судовых трубопроводов, насосов и судовых
конструкций. Учитывая потери в материале, трудовые затраты по ликвидации
последствий коррозионных разрушений, необходимо иметь в виду, что
экономические убытки включают в себя еще и стоимость оборудования,
которое преждевременно выходит из строя или простаивает по причине
разрушения отдельных частей и деталей, поэтому необходимо постоянно
искать источники сокращения этих потерь.
