浅议海洋环境下航改燃气轮机腐蚀防护与控制

摘要：船舶轮机是船舶进行运行的原动力，对于船舶轮机的的防腐蚀措施以及控制具有重要的意义。本文通过对航改燃气轮机在海洋环境中的腐蚀形式以及机理进行分析，结合国内外先进的防腐蚀处理经验，从材料的选择以及涂层两个方面进行腐蚀防护的设计，构建航改燃气轮机防腐体系，促进船舶行业的发展。

关键词：航洋环境；航改燃气轮机；腐蚀防护；控制措施

船舶使用的燃气轮机主要是由航空发动机衍生的，因此，对航空发动机的先进技术进行利用，能够具有很好的继承性，不断的取得良好的研究成果逐渐实现系列化的发展，能够有效的缩短船舶用燃气轮机的研发时间，有效的减少研发的成本。航改燃气轮机已经成为船舶运行的主要动力装置，航改燃气轮机的工作环境已经非常的苛刻，而且航改燃气轮机需要在盐雾浓度比较高的海洋环境中进行作业需要更长的使用寿命和可靠性，零部件的腐蚀形式成为影响其寿命和可靠性的原因，构建合理的腐蚀方式体系，采取相应的手段对其进行控制，保证船舶的正常运行。

一、针对铝、镁合金零部件的腐蚀防护和控制

镁合金材料由于其耐腐性比较差，无法在海洋环境中进行作业，对航空发动机中附件机匣等镁合金制成的零部件，使用密度比较接近的铝合金进行代替。在海洋环境中，铝合金虽然很容易发生点蚀以及晶间腐蚀的现象，但是由于轴承衬套以及附件机匣壳都是静子件，和腐蚀的介质接触的很少，采取合理的防腐防护层后，能够提高其防腐蚀的性能。在表层喷涂一层H06-2锌黄环氧酯底漆或者B04-50聚氨酯磁漆，能够有一定力学性能、耐介质性能以及良好的耐候性能。在表层喷涂一层H61-1环氧有机硅耐热漆，此种漆的漆膜比较坚硬、耐久，具有很好的附着力和耐油性，三防性能能够符合要求，能够在三百摄氏度以下中长期的使用。在表面进行络酸阳极化处理，然后喷涂一层A13-90天蓝氨基醇酸水溶底漆或者喷涂两层A13-75酞箐蓝氨基醇酸水溶无光磁漆，土层比较坚韧，附着力好，防腐性能好，对矿物油、双酯油、盐雾、湿热以及温变具有良好的抵抗力。对表面进行微弧氧化，具有硬度高，耐磨性能好，耐腐蚀，能够承受5%盐雾试验的耐蚀能力在一千小时以上。这些涂层以及工艺已经应用比较普遍，能够满足航改燃气轮机的使用要求。

二、针对钢铁零部件的防腐蚀措施

奥氏体以及部分高铬马氏体不锈钢本身具有很好的抗盐雾腐蚀的能力，不用采取防护措施就能够直接用于航改燃气轮机中。从成本以及工艺角度出发，航改燃气轮机需要使用一些结构钢以及高碳低铬的马氏体不锈钢以及铸铁零件。这些零件的抗盐雾腐蚀的能力比较差，需要根据不同的使用情况采取不同的防护措施。如流道件以及接触烟雾比较多的零部件，可以使用六百摄氏度以下具有很好抗盐雾腐蚀性能的WZL系列无机盐中温铝涂层防护。其他的零件可以采取传统的土层工艺进行防护。根据不同的材料对其表面进行不同的处理，可以采取磷化以及吹砂磷化处理的方式，使用不同的类型的漆进行喷涂，能够有效地增加表面的耐腐蚀性，符合三防的要求。

三、针对钛合金零部件的防腐蚀措施

在航改燃气轮机风扇以及压气机中使用最为广泛的材料就是钛合金。钛合金在海洋环境中工作的过程中，材料上回出现盐粒的沉积，在一定的温度范围内会出现热盐应力腐蚀，但是目前，使用最多的钛合金多是a+b钛合金，在应力极限下进行使用，不会产生热盐应力腐蚀现象，而且具有很高的抗盐雾腐蚀的能力，目前不需要采取相应的防护措施。

四、针对高温合金零部件的防腐蚀措施

航空发动机在进行制造的过程中选用的高温合金有很多，除了GH907合金外，其他的均是含鉻量比较高的镍基、钴基以及铁基高温合金，本身具有很高的耐高温、抗腐蚀性能，因此不需要采取相应的防护措施。压气机后机匣、高压涡轮机匣等一些间隙控制的静子件一般情况下选用的是GH907合金制成。此种材料在650摄氏度以下使用是Ni-Co-Fe基低膨胀高温合金，而且A1含量比较少，Nb的含量比较多，在盐雾环境下的抗腐蚀性能比较差。因此，对GH907合金的零部件进行防腐涂层的防护非常重要，也是进行高温合金防护的重点和难点。根据零部件的具体结构以及使用的条件，可以使用TW-7水基耐高温涂料、SKNC-65纳米自修复涂层以及磷酸盐系列高温防腐涂层等，对航改燃气轮机进行很好的抗腐蚀防护。

五、针对涡轮叶片的防腐蚀措施

针对海洋环境下航改燃气轮机的设计中，综合加工的水平、成本以及相关的性能等，涡轮叶片应当选择抗热抗腐性能好的材料。镍基高温合金的蠕变强度高于钴镍基高温合金，但是后者有更高的抗高温氧化以及热腐蚀性能，因此，涡轮的动叶可以选择镍基高温合金，涡轮的静叶可以选择钴基高温合金。对镍基和钴基高温合金的铬含量进行适当的提高能够有效的提高其抗高温以及抗热腐蚀的能力。在镍基高温合金中加入少量的稀土元素，能够有效的减少合金中有害元素的含量，能够有效提高合金表层氧化膜的稳定性，增强其抗高温氧化以及抗热腐蚀的性能。对燃气轮机的进行装置进行改进，安装具有净化进气的装置，能够有效地减少在恶劣天气情况下爱进行燃气轮机气流通道的盐分，有效地减少热腐蚀。对轮机的涡轮叶片表层进行防护涂层的添加，能够有效的隔绝燃气，防止热腐蚀现象的发生。MCrAIY包裹涂层是现阶段使用最为广泛、放热效果比较好的涡轮叶片防护措施。此种涂层可以使用等离子喷涂、电子束物理气相沉淀等，较为常用的方式是后者。陶瓷热障涂层是一种防护效果更好的防护涂层，陶瓷层能够有效地提高涡轮叶片的工作温度，并且涂层的表面具有较低的粗糙度，能够有很好的抗高温氧化性能、抗高温燃气冲蚀性能以及抗热震性能。

六、结语

本文通过对航改燃气轮机中抗腐蚀措施进行材料选择以及涂层方面两个发面的阐述，能够有效地提高各个零部件的抗腐蚀性能，有效的提高航改燃气轮机的使用性能，增加其使用的寿命，保证其运行的稳定性和可靠性，促进船舶事业的发展。

（作者单位：江苏新扬子造船有限公司）

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