【文章內(nèi)容簡介】 這種腐蝕的起因是一定強度的局 部紊流清除了銅表面的氧化膜，并在不斷破壞重新形成的氧化膜。這種腐蝕可能受限 于一個局部點，并在較短的時間內(nèi)穿透管壁。如果增大機械作用力的話，比如提高水 的流速或者送入超過一定大小的含水氣泡，那么腐蝕的強度就會增大。這種形式的腐蝕往往很容易通過其外觀特征加以識別。在銅制品中，我們常常發(fā)現(xiàn)在 面對水流方向一側(cè)表面的下方被切出了很尖的坑洞。這些坑洞可能是成組的，也可能是單個的。在銅合金中，如黃銅中，這些坑洞可能是 馬蹄形狀的。我們發(fā)現(xiàn)，這種腐蝕坑常常發(fā)生在靠近法蘭、彎管和分離器等的局部地方。紊流腐蝕可以通過下列方法加以避免： 將水的流速降低到可以去除氧化膜的流速以下 盡量避免使用法蘭、彎管等腐蝕疲勞長期受到彎曲、扭曲或者振動等不同的機械作用，而同時可能發(fā)生腐蝕的金屬，在遭 受比通常的機械作用低很多的情況下就會發(fā)生斷裂。這被稱為腐蝕疲勞。在低于所謂 的疲勞極限的情況下，我們可以任意彎曲一根鋼線，但超過這一極限，鋼線就很容易 被折斷了。船只推進器上的大部分裂紋都是腐蝕疲勞造成的，而20世紀50年代英國彗星號飛機上 機翼與機身連接處的疲勞開裂所引發(fā)的問題至今仍然令人記憶猶新。腐蝕疲勞可能通過下列方式得到緩解：去除機械作用 加強構(gòu)件，使機械作用不超過疲勞極限 陰極保護表面處理對于“表面處理”，我們理解成為了油漆或涂料系統(tǒng)的施工而對金屬表面進行處理的所有 活動和方法。手頭的規(guī)格書或參考標準決定了處理的程度。對表面處理有相當多的方法 和設(shè)備，下面便是對相關(guān)方法與設(shè)備的討論。手工方法絕大多數(shù)人都曾經(jīng)通過使用鋼絲刷，刮刀或鶴嘴錘來除銹。但這些方法勞動強度大也很 累人，因此人們很快就厭倦了這些方法。這些方法效率低下，調(diào)查顯示： 一把鋼絲刷大約可以去除氧化鐵層的510% 一把鋼刮刀大約可以去除氧化鐵層的3035%，但需要30次的來回運動或者可能 是40~45次的單次運動?？偠灾竭_效果必須在鋼絲刷和刮刀上加上一定的壓力。在花費巨大的人力45次刮擦一塊很小的區(qū)域之后，總共還有6570%的氧化層未除盡， 顯然不是經(jīng)濟可行的辦法。用于手工表面處理方法的設(shè)備： 鋼絲刷鋼絲刷有多種類型，有2排，3排，4排或5排鋼絲型。單獨的直升手柄的鋼絲刷 比那些在刷身上延長出手柄的鋼絲刷耐用。 鋼刮刀鋼刮刀有許多不同的形式和外形，或有或沒有可變換刀片。最常用的鋼刮刀 包括角形刮刀，三角形刮刀，硬質(zhì)合金刮刀等。 鶴嘴錘 這些鐵錘的尾端都有一突出的尖點，用于撞擊易脆的氧化鐵層以便部分去除它。 砂紙或金剛砂紙這兩種砂紙都很有名，而且金剛砂紙的使用壽命比砂紙長，也更容易去除氧化 層。當處理現(xiàn)存油漆表面以備復(fù)涂時，砂紙和金剛砂紙用量極大因而成本很高?？紤]到單位時間內(nèi)表面處理生產(chǎn)量的有限性，上述的所有方法效率都很低而成本很高。 只有在不能使用其他方法以及小面積的表面處理時才會考慮使用人工處理方法。機械方法的效率也很低，從技術(shù)和經(jīng)濟的角度出發(fā)，這些方法也應(yīng)該盡量避免。機械方法對于使用者而言，這些方法和工具使得從基材上除去氧化物和雜質(zhì)（部分或全部）變得 更加便捷，因為不需要他們太多的體力與能量。這些方法和工具也和人工方法一樣有很 多的缺點，比如同樣不能完全有效地去除氧化層。盡管使用電力或者風力等外力驅(qū)動， 這些方法仍然效率很低。 氣錘這些氣錘既可像手工鶴嘴錘一樣使用，也可以旋轉(zhuǎn)使用。比較特殊的形式有旋 轉(zhuǎn)式懸?guī)А?撞針槍這是氣錘的一種變換，一些針替代了錘子，這些針通常有20~100支，扎成一捆。 這些針快速地撞擊表面以去除表面的氧化物和其他雜質(zhì)。使用合適的撞針槍清 理鋼鐵表面，適合施工無機物硅酸鋅也是可能的。 刮刀有一種可以模擬手動刮刀前后移動的機械運轉(zhuǎn)刮刀。 打磨機研磨機是旋轉(zhuǎn)型的工具，上面安裝了鋼絲刷、各種形狀和材料的研磨圓盤以及 砂輪。這些附加裝置能夠有效地去除氧化物，但是效率仍然很低?；鹧媲謇砟壳?，火焰除銹法已經(jīng)不常用，因為大多數(shù)的鋼材已經(jīng)由離心噴砂機進行過清理并且施 工過預(yù)制底漆（以前稱車間底漆）。火焰除銹可以達到如下目標： 去除鋼材表面的氧化皮 去除氧化物或把它們轉(zhuǎn)化為低害的狀態(tài)（從腐蝕的角度出發(fā)） 干燥鋼材表面 燃燒有機污染物如油類和脂類 在油漆施工之前加熱基材這種熱清理方法是通過在被清理表面上以一定的速度并保持一定的距離來移動火爐（火 焰）進行的。氧化皮和鋼鐵有不同的膨脹系數(shù)，這個方法便是利用了這個原理。由熱量引起的張力導(dǎo)致氧化皮開裂并從鋼鐵上剝落。表面溫度可達將近150度。在這個溫度下 鋼材并無結(jié)構(gòu)上的變化，然而火焰除銹法不適用于厚度低于5~6mm的鋼材。噴射清理因為在清理過程含有一些特殊的原理，雖然也是采用機械方法用于基材的清理，但噴射 清理卻獨立于機械方法。噴射清理是利用動能，然而上述的機械方法只是直接利用能量。噴射清理是在基材表面進行微粒投擲撞擊。無論是采用風動作用噴射清理還是離心力噴 射清理，在噴射清理過程中撞擊基材表面的微粒存儲著大量的能量，這些能量在與基材作用的過程中釋放出來。這種能量稱為動能。計算這種能量的公式如下： e = ? v2。該公式可用于計算在給定空氣壓力 下不同磨料（磨料不同，比重不同）的效率。除了質(zhì)量和速度外，微粒的外形以及噴砂嘴的長度和類型對不同的噴射過程的效率也有 一定的影響。噴射清理主要用于金屬表面的處理。但是，也用于金屬燒鑄模具的清理，家具表面油漆 的去除，玻璃、陶瓷、石頭以及混凝土的各種裝飾處理。對于高拉力的鋼材采用圓形鋼球進行噴射以降低鋼材表面過剩的張力，這個過程稱之為 噴丸沖擊法。這個系統(tǒng)的原理和過去采用的錘打的方法一樣，圓形微粒以高速度噴射到 待處理金屬部位的表面。微粒的沖擊引起表面呈放射狀地永久伸長并超越拉力臨界點引 起表面纖維的粘流。該部位的金屬比它下面的金屬要強硬。噴丸沖擊法可用于不規(guī)則的零部件，因為采用熱處理可能引起變形。噴丸沖擊法也可用 于經(jīng)過加工、熱處理或打磨處理的最后一道工藝，往往在這些處理之后是只能采用搪磨 或輕輕砂磨處理的。噴丸沖擊法的合理使用可延長各種機器零件的使用壽命。使用實例如下：處理后的零件：延長使用壽命：機軸900%板簧600%連桿1000%盤簧（圓彈簧）1370%齒輪1500%轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)475%搖桿1400%而且，磨料噴射廣泛用于飛行器零件和渦輪零件的清理。但是所使用的磨料是有機物如 碾碎的胡桃殼、櫻桃核。噴射設(shè)備通常使用的噴射設(shè)備有3種主要類型，我們根據(jù)它們不同的工作原理分類如下： 風動式在這些裝置中，磨料與來自磨料容器的高壓氣流通過混合閥和管路系統(tǒng)進行 混合。最后系統(tǒng)內(nèi)的磨料和空氣的混合物經(jīng)過噴嘴，磨料微粒噴射到待清理 金屬表面。 水噴射式在這些設(shè)備中水成為清理介質(zhì)，雖然磨料微?？梢约尤胨髦?。水流以 很高的壓力噴射到金屬表面。水噴射的分類如下：分類：噴嘴處水壓：低壓水清洗34 MPa （5,000 psi）高壓水清洗3470MPa （5,00010,000 psi）高壓水噴射70170MPa （10,00025,000 psi）超高壓水噴射170 MPa （25,000 psi）* = 在這類設(shè)備中多數(shù)工作壓力為200250 Mpa （30，00036，000 psi），然而存在壓力為 300 Mpa（45，000 psi）的超高壓水噴射設(shè)備?，F(xiàn)在水噴射設(shè)備領(lǐng)域有了很迅速的發(fā)展，更高水壓的泵將很快面世。而且設(shè)備中水的使用量也有了迅速的降低，以下列出2種主要類型的泵：泵類型噴嘴壓力水消耗量三元活塞泵200 MPa （30000 psi）20l/min線形二元活塞泵300 MPa （45000 psi）6l/min水消耗量的減少為水噴射的在航使用打開了大門，多數(shù)船上的蒸發(fā)器便能供應(yīng)足 夠的需水量。 離心式這種設(shè)備稱為輪式研磨器，使用離心力噴射磨料流至金屬表面。磨料是 通過軸加入快速旋轉(zhuǎn)的輪盤的，輪盤中的磨料通過一個開口噴射到處于密閉膛的基材。鋼材被轉(zhuǎn)運進入這個密閉膛，從而將所有的表面都暴露 于磨料“雨”，因為轉(zhuǎn)運器的上下（或兩側(cè)）都有離心輪盤。輪式研磨器和風動噴射都能去除基材上氧化物和（部分）其他雜質(zhì)。這種方法也 能產(chǎn)生表面粗糙度（美國人稱錨定模式anchor pattern）。高壓水噴射不能在金屬 表面造成任何的表面粗糙度，這也限制了其對已有所需要粗糙度的基材上舊油漆 的去除，或?qū)Ρ砻娲植诙扔幸蟮谋砻嫣幚矸矫娴膽?yīng)用。表面粗糙度定義為表面 構(gòu)造（surface configuration）更恰當，表面構(gòu)造不僅涵蓋了表面輪廓(surface profile)也包括了基材表面單位面積上存在的表面特征量。磨料9最早是采用天然砂子用于磨料噴射，在當時稱為噴砂。淡水砂被廣泛地應(yīng)用，在 美國以著名的渥太華砂子作為工業(yè)標準。在挪威，同樣出名的Wollstad砂也成為 工業(yè)的標準。將砂用作磨料已有幾十年的歷史，然而，砂子中含有大量的硅石能 夠引起硅肺病，操作人員完全暴露在沙土灰塵中的安全問題引起重視，所以含有 大量硅石的砂子已禁止使用或者慢慢淘汰。其他的噴射介質(zhì)也出現(xiàn)了，但是必須注意的是盡管它們不含大量硅石，灰塵的防 護仍然是必要的。有棱角的噴射磨料稱為砂(grit)而圓形的噴射磨料稱為丸(shot)。我們根據(jù)磨料的 種類、形狀、粒徑大小以及硬度進行分類。磨料供應(yīng)商按ISO 11124 – 11127標準 供貨。目前市場上有各種各樣的噴射介質(zhì)，下表是一些最為常見的磨料：種類：磨料名稱：礦石, 天然類： 硅石 橄欖石 石榴石 鋯石 金剛砂礦石, 人造類： 煤礦渣 硅酸鋁 鐵礦渣 銅礦渣 氧化鋁 陶瓷玻璃 碳化硅 鋼材（丸，砂和絲段）金屬類： 生鐵 （丸和砂） 鋁 青銅 （丸） 聚苯乙烯珠有機物： 尼龍珠 胡桃殼 （圓形） 櫻桃核 （圓形） 橄欖核 （圓形） 米殼（碾碎） 椰子殼 （圓形） 杏仁殼 （圓形） 玉米棒 （碾碎） 燕麥殼 （圓形） 水其他： 冰晶體 CO2干冰 發(fā)酵粉 包裹著的海綿 包裹著的鋅從上表不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在有各種各樣的噴射介質(zhì)，完全能滿足不同的需求。上述提到的一些磨料如鋼丸和鋼砂，經(jīng)過清洗和灰塵分離后可重復(fù)使用。然而， 多數(shù)磨料為消耗品，使用后不可再生。磨料噴射該術(shù)語通常都與風動噴射清理相聯(lián)系的。有兩種最主要的類型即干磨料噴射和濕磨料噴射。濕磨料噴射還可分為濕噴射和砂漿噴射。上述的兩種方法使用同樣的設(shè)備，包括以下幾類：壓縮空氣流能夠保證設(shè)備正常運行的足量的空氣供應(yīng)是必須的。若在現(xiàn)場有其他工 作設(shè)備連接到同一氣源時，顯然比噴射處理擁有獨立的氣源的要不利得 多，因為在一個大系統(tǒng)內(nèi)多用戶必然導(dǎo)致系統(tǒng)波動大得多。噴砂清理取 決于最小壓力和足夠體積的空氣穩(wěn)定供應(yīng)，而在一個大系統(tǒng)內(nèi)以上兩者 是無法保證的。壓縮的空氣通常進入一個膨脹箱，這樣才能保證壓力的穩(wěn)定。來自膨脹箱的壓縮空氣導(dǎo)入噴射罐，而噴射罐的漏斗部分的壓力與系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過漏斗和管路的空氣壓力一樣。干磨料由于重力的作用通過卸砂閥 落入主管道,然后由壓縮空氣帶入軟管和噴嘴。對壓縮空氣進行經(jīng)常的檢查以確認是否存在水或者油是十分必要。在壓縮機上常常有油水分離器。膨脹箱和噴射罐以及其他設(shè)備也必須檢查?？稍跉饬髑皯覓煲粡埡稚獍b紙用于檢查空氣中是否含有水或油。水 和油會在紙上顯示出微小的點。而水點很快便會干掉，但是油點卻不會。壓縮空氣的供應(yīng)是采用直徑足夠大的管路(或軟管)。通?？梢姷街睆讲?足的管路或者軟管被用于空氣的供應(yīng)。謹記使用空氣作為能量源的時候， 空氣的體積與保持有效的壓力一樣重要。噴砂罐罐本身的結(jié)構(gòu)相當簡單，其中有用于磨料的漏斗（容積大約80~100L）。 在壓縮氣體進口，管分為兩部分，其中一部分通過壓力計與磨料漏斗相 連而另一部分在漏斗底部與卸砂閥相連。管路使得磨料和空氣的混合物 進入軟管，頂部的漏斗裝滿磨料。當氣壓打開時，塞子關(guān)閉了漏斗頂部 的開