不锈钢舱化学品船制造不锈钢舱化学品船制造技术探讨技术探讨 前言 化学品运输船（简称化学品运输船（简称“ “化学品船化学品船” ”）是目前世界造船、）是目前世界造船、航运界公认的高技术、高附加值船型之一。能够建造化学航运界公认的高技术、高附加值船型之一。能够建造化学品船尤其是带有不锈钢液货舱的化学品船，不仅标志品船尤其是带有不锈钢液货舱的化学品船，不仅标志着该企业应有的技术水平，同时也显示出这个企业具备的着该企业应有的技术水平，同时也显示出这个企业具备的管理能力。管理能力。 随着化学工业的发展，尤其是石油化学工业的快速发随着化学工业的发展，尤其是石油化学工业的快速发展，它所需要的原料及其产品的运输量将日益增加，这就展，它所需要的原料及其产品的运输量将日益增加，这就为化学品船建造提供了广阔的空间。按照为化学品船建造提供了广阔的空间。按照IMOIMO关于关于“国际国际散装运输危险化学品船舶结构和设备规范散装运输危险化学品船舶结构和设备规范”（IBC CodeIBC Code）中的定义，化学品船主要是指运载除石油、成品油及气体中的定义，化学品船主要是指运载除石油、成品油及气体以外的液体货物的船舶，这种液体通常指在以外的液体货物的船舶，这种液体通常指在37.837.8的温度的温度时蒸汽压力不超过时蒸汽压力不超过0.28MPa0.28MPa的化学品的化学品 世界上第一艘化学品船是美国于世界上第一艘化学品船是美国于19491949年由一艘年由一艘T T2 2型型油船改装而成。经历了半个多世纪的发展，化学品船的设油船改装而成。经历了半个多世纪的发展，化学品船的设计、建造水平有了很大的提高，目前已发展至第五代。计、建造水平有了很大的提高，目前已发展至第五代。 初期建造的化学品船，其液舱广泛使用舱壁涂层以保初期建造的化学品船，其液舱广泛使用舱壁涂层以保护货舱结构材料，这种货舱的缺点在于不同涂层对不同的护货舱结构材料，这种货舱的缺点在于不同涂层对不同的液货适应性不同，故某种特定的涂层只能适应某几种液货，液货适应性不同，故某种特定的涂层只能适应某几种液货，因而限制了液货的种类。并且尚有硝酸胺溶液（因而限制了液货的种类。并且尚有硝酸胺溶液（Ammonium Ammonium natratenatrate solution solution）、）、聚硫酸铁溶液（聚硫酸铁溶液（PolyferricPolyferric sulphatesulphate solution solution）、）、甲酸（甲酸（Formic acidFormic acid）等化学品目等化学品目前还找不到合适的涂层而只能使用不锈钢液舱运输的化学前还找不到合适的涂层而只能使用不锈钢液舱运输的化学品。另外，涂层容易受损，需经常维修，费工费时，增加品。另外，涂层容易受损，需经常维修，费工费时，增加成本。由于以上原因，近年来设计建造的化学品船舶开始成本。由于以上原因，近年来设计建造的化学品船舶开始在部分液货舱采用不锈钢或不锈钢复合板作为结构材料，在部分液货舱采用不锈钢或不锈钢复合板作为结构材料，以及全部都是不锈钢液货舱的化学品船。以及全部都是不锈钢液货舱的化学品船。 大连造船重工自大连造船重工自19851985年建造年建造69,000t69,000t成品油化学品成品油化学品船以来，已先后建造了船以来，已先后建造了4040余艘化学品船（含成品油化学余艘化学品船（含成品油化学品船），目前已经成为我国建造与出口大型化学品船的主品船），目前已经成为我国建造与出口大型化学品船的主要造船企业之一。近年来，船厂接到过国外船东很多关于要造船企业之一。近年来，船厂接到过国外船东很多关于不锈钢化学品船的询价，至今尚未承接建造，其原因有多不锈钢化学品船的询价，至今尚未承接建造，其原因有多个方面。首先，在不锈钢舱的建造方面缺少足够的技术储个方面。首先，在不锈钢舱的建造方面缺少足够的技术储备；其次，还缺乏有效的管理方法支持。因此，需要我们备；其次，还缺乏有效的管理方法支持。因此，需要我们在这两方面同时进行深入细致的研究，学习国内外船厂的在这两方面同时进行深入细致的研究，学习国内外船厂的制造与管理经验，以便尽快进入高附加值的世界造船市场制造与管理经验，以便尽快进入高附加值的世界造船市场。 主要研讨内容主要研讨内容 不锈钢舱的设计与制造保障条件不锈钢舱的设计与制造保障条件不锈钢舱的设计与制造保障条件不锈钢舱的设计与制造保障条件化学品船设计与建造管理方法化学品船设计与建造管理方法化学品船设计与建造管理方法化学品船设计与建造管理方法不锈钢的焊接技术不锈钢的焊接技术不锈钢的焊接技术不锈钢的焊接技术不锈钢化学品船船体建造工艺流程不锈钢化学品船船体建造工艺流程不锈钢化学品船船体建造工艺流程不锈钢化学品船船体建造工艺流程 不锈钢液舱的表面处理技术研究不锈钢液舱的表面处理技术研究不锈钢液舱的表面处理技术研究不锈钢液舱的表面处理技术研究设计与制造保障条件 技术保障 是指设计人员对化学品船的掌握程度，开展不锈钢舱是指设计人员对化学品船的掌握程度，开展不锈钢舱的设计条件以及不锈钢材料的订货方式的设计条件以及不锈钢材料的订货方式。基础设施保障 是指不锈钢舱建造的场地要求、堆放方法是指不锈钢舱建造的场地要求、堆放方法、设备要求、设备要求、吊运要求吊运要求。不锈钢的防锈抗蚀能力主要依靠不锈钢材表不锈钢的防锈抗蚀能力主要依靠不锈钢材表面形成的氧化铬层面形成的氧化铬层，亦称之为亦称之为“钝化膜钝化膜”。保护好这层。保护好这层钝化膜是不锈钢在储存钝化膜是不锈钢在储存、搬运和保管中至关重要的问题。搬运和保管中至关重要的问题。 堆放不锈钢板时，必须在地面上铺以木质垫方，板与堆放不锈钢板时，必须在地面上铺以木质垫方，板与堆放不锈钢板时，必须在地面上铺以木质垫方，板与堆放不锈钢板时，必须在地面上铺以木质垫方，板与板之间应放入木质垫块板之间应放入木质垫块板之间应放入木质垫块板之间应放入木质垫块 ：人力保障是指各种施工与管理人员必须具备的能力与条件是指各种施工与管理人员必须具备的能力与条件。设计和计划管理的优化技术 根据建造不锈钢化学品船的特点，为了保证设计工作根据建造不锈钢化学品船的特点，为了保证设计工作的准确性和及时性，根据船舶设计工作流程，将所有设计的准确性和及时性，根据船舶设计工作流程，将所有设计图纸分专业在图纸分专业在Project98Project98建库，把每张图纸作为一项任务，建库，把每张图纸作为一项任务，研究并确定每项任务的输入和输出关系、每项任务的前置研究并确定每项任务的输入和输出关系、每项任务的前置任务、以及完成每项任务所需的工期和完成时间。在此基任务、以及完成每项任务所需的工期和完成时间。在此基础上，在础上，在Microsoft Project 98Microsoft Project 98上应用上应用Visual Basic Visual Basic for Applicationfor Application（VBAVBA）语言编程建立了船舶设计生产语言编程建立了船舶设计生产管理模板。管理模板。 该软件是以大连造船重工建造的该软件是以大连造船重工建造的4500045000吨化学品成品油轮的计划吨化学品成品油轮的计划管理为模板。系统主要包括两大模块，即：前处理模块和查询模块。管理为模板。系统主要包括两大模块，即：前处理模块和查询模块。其功能和使用方法如下：其功能和使用方法如下：前处理模块主要功能是对计划管理系统的任务进行操作，前处理模块主要功能是对计划管理系统的任务进行操作，前处理模块主要功能是对计划管理系统的任务进行操作，前处理模块主要功能是对计划管理系统的任务进行操作，主要包括：主要包括：主要包括：主要包括：任务的添加、删除；任务的添加、删除；对指定任务的前置任务进行添加、删除操作；对指定任务的前置任务进行添加、删除操作；任务查询对计划管理系统的所有任务按照给定的关键字进行查询。任务查询对计划管理系统的所有任务按照给定的关键字进行查询。查询模块功能主要包括：查询模块功能主要包括：查询在指定时间内所有需要完工的任务。查询在指定时间内所有需要完工的任务。时间与部门组合查询。时间与部门组合查询。设置时间零点。设置时间零点。调整剩余计划。调整剩余计划。图图4 4 前处理模块前处理模块图图4 4 前处理模块前处理模块图图5 5 剩余计划调整结果剩余计划调整结果该软件以化学品成品油船的设计为主线，贯穿建造直至交船全过程的任务管理，本着设计、工艺、生产、管理一体化的原则，按照现代造船管理模式，分阶段、按区域对设计项目和施工项目进行合理优化，取得了很好的效果。不锈钢的焊接技术不锈钢的焊接技术 化学品船不锈钢舱结构材料的特性化学品船不锈钢舱结构材料的特性化学品船不锈钢舱结构材料的特性化学品船不锈钢舱结构材料的特性不锈钢的组织与分类不锈钢的组织与分类不锈钢的组织与分类不锈钢的组织与分类有三种分类方法。通常是按金相组织进行分类，即：有三种分类方法。通常是按金相组织进行分类，即：铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体氏体- -铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢。不锈钢的物理性能与焊接变形不锈钢的物理性能与焊接变形不锈钢的物理性能与焊接变形不锈钢的物理性能与焊接变形不锈钢与碳钢在物理性能的很多方面存在较大的差异，不锈钢与碳钢在物理性能的很多方面存在较大的差异，在此需特别强调是与焊接变形密切相关的两个特点，即大在此需特别强调是与焊接变形密切相关的两个特点，即大的膨胀系数与低的热导率。其中奥氏体不锈钢的线膨胀系的膨胀系数与低的热导率。其中奥氏体不锈钢的线膨胀系数比碳钢大数比碳钢大40%40%，这使得奥氏体不锈钢的焊接变形远较碳，这使得奥氏体不锈钢的焊接变形远较碳钢为大。且由于奥氏体不锈钢的导热率约为碳钢的钢为大。且由于奥氏体不锈钢的导热率约为碳钢的1/31/3，在焊接过程中热量输入并聚集在焊缝周围，因而形成很陡在焊接过程中热量输入并聚集在焊缝周围，因而形成很陡的热梯度，使变形加重。的热梯度，使变形加重。在焊接奥氏体不锈钢时，应充分考虑变形问题。双相在焊接奥氏体不锈钢时，应充分考虑变形问题。双相钢的热膨胀系数和导热率介于奥氏体不锈钢与碳钢之间，钢的热膨胀系数和导热率介于奥氏体不锈钢与碳钢之间，其焊接变形低于奥氏体钢但高于普通碳钢。其焊接变形问其焊接变形低于奥氏体钢但高于普通碳钢。其焊接变形问题也不能忽视，如果产生超标的焊接变形，热矫形的方法题也不能忽视，如果产生超标的焊接变形，热矫形的方法可能会导致有害相的析出而无法采用。可能会导致有害相的析出而无法采用。不锈钢的耐腐蚀性能不锈钢的耐腐蚀性能a. 全面腐蚀全面腐蚀全面腐蚀又称均匀腐蚀，是指接触腐蚀介质全面腐蚀又称均匀腐蚀，是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。的金属表面全部产生腐蚀的现象。主要对策是增加主要对策是增加CrCr和和MoMo的含量，以增强钝化膜。的含量，以增强钝化膜。实际应用中，应根据腐蚀介质选择合适的钢种。实际应用中，应根据腐蚀介质选择合适的钢种。在确定板厚时还应考虑腐蚀的速率，这些工作属在确定板厚时还应考虑腐蚀的速率，这些工作属于设计的范畴。于设计的范畴。b. 点蚀点蚀 点蚀是指在金属表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分点蚀是指在金属表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生高度的局部腐蚀，常见蚀点的尺寸小于散发生高度的局部腐蚀，常见蚀点的尺寸小于1.0mm1.0mm，深深度往往大于表面孔径。度往往大于表面孔径。阻止不锈钢点蚀破坏最有效的方式是在不锈钢中加入阻止不锈钢点蚀破坏最有效的方式是在不锈钢中加入CrCr、MoMo、N N等合金元素，其效能常用耐点蚀当量来表示。等合金元素，其效能常用耐点蚀当量来表示。 耐点蚀当量耐点蚀当量PRE=%Cr+3.3%Mo+16%NPRE=%Cr+3.3%Mo+16%N其对策是根据介质选择合适的抗点蚀材料，在焊接及其它其对策是根据介质选择合适的抗点蚀材料，在焊接及其它施工时，加强对母材钢板的保护也是至关重要的。施工时，加强对母材钢板的保护也是至关重要的。c. 间隙腐蚀间隙腐蚀间隙腐蚀亦称缝隙腐蚀，常发生在垫圈等堆积的金间隙腐蚀亦称缝隙腐蚀，常发生在垫圈等堆积的金属片间或铆接、螺钉联接、搭接的焊接接头、带垫板对接属片间或铆接、螺钉联接、搭接的焊接接头、带垫板对接接头的缝隙处。接头的缝隙处。为了防止间隙腐蚀，除材料与介质因素外，不锈钢舱为了防止间隙腐蚀，除材料与介质因素外，不锈钢舱的设计应避免整体间隙，尤其在装配和建造过程中有效地的设计应避免整体间隙，尤其在装配和建造过程中有效地控制间隙是非常重要的。控制间隙是非常重要的。d. d. 晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀 钢材晶界发生的腐蚀破坏就是晶间腐蚀。由于晶间处碳化铬的沉钢材晶界发生的腐蚀破坏就是晶间腐蚀。由于晶间处碳化铬的沉淀导致晶粒边界形成贫铬区，贫铬区的抗蚀性很低，在酸性环境中就淀导致晶粒边界形成贫铬区，贫铬区的抗蚀性很低，在酸性环境中就会有选择性地发生腐蚀破坏，从而引起晶间腐蚀，如图会有选择性地发生腐蚀破坏，从而引起晶间腐蚀，如图6 6所示。所示。图图6 6 晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀与加热过程有关，而焊接就是一个加热过程。因此，晶晶间腐蚀与加热过程有关，而焊接就是一个加热过程。因此，晶间腐蚀是与焊接最为相关的一种腐蚀形态，也是不锈钢焊接性能中很间腐蚀是与焊接最为相关的一种腐蚀形态，也是不锈钢焊接性能中很重要的一个方面。重要的一个方面。 e. 应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂 这类腐蚀的特征是由于奥氏体钢暴露于氯化物中，受这类腐蚀的特征是由于奥氏体钢暴露于氯化物中，受材料内在或机械应力影响且温度升高而导致局部开裂，其材料内在或机械应力影响且温度升高而导致局部开裂，其形态如图形态如图7 7所示。所示。 应力腐蚀破坏应力腐蚀破坏 图图7 7 应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂f. 翼舱的电化学腐蚀翼舱的电化学腐蚀不同的材料处于电化接触或暴露于腐蚀介质中时，有可不同的材料处于电化接触或暴露于腐蚀介质中时，有可能发生电化腐蚀，在化学品船中，电化腐蚀发生在翼舱中碳能发生电化腐蚀，在化学品船中，电化腐蚀发生在翼舱中碳钢和不锈钢同时暴露的地方，如图钢和不锈钢同时暴露的地方，如图8 8所示所示。 图8 翼舱中的电化学腐蚀不锈钢的可焊性机理研究不锈钢的可焊性机理研究 奥氏体不锈钢的可焊性奥氏体不锈钢的可焊性奥氏体不锈钢的可焊性奥氏体不锈钢的可焊性a. a. 奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀在早期，晶间腐蚀问题曾经给焊接奥氏体钢带来很大在早期，晶间腐蚀问题曾经给焊接奥氏体钢带来很大困难，但随着科学技术的发展，该问题已得到很好的解决，困难，但随着科学技术的发展，该问题已得到很好的解决，但仍不容忽视。但仍不容忽视。 典型的典型的18-818-8型不锈钢（型不锈钢（304304、316316等）母材一般是在等）母材一般是在固溶处理状态下使用，在常温下于腐蚀介质中工作，通常固溶处理状态下使用，在常温下于腐蚀介质中工作，通常看不到晶间腐蚀现象。但如果再次加热到看不到晶间腐蚀现象。但如果再次加热到450-850450-850后或后或在此温度区域内工作，并且钢中含碳量超过在此温度区域内工作，并且钢中含碳量超过0.02-0.03%0.02-0.03%，同时又缺少同时又缺少TiTi、NbNb等能控制碳的元素，处于腐蚀介质中往等能控制碳的元素，处于腐蚀介质中往往就能见到晶间腐蚀现象。往就能见到晶间腐蚀现象。如图如图9 9所示，对于某一含碳量和加热条件（温度和时间）正处于曲所示，对于某一含碳量和加热条件（温度和时间）正处于曲线包围的影线区时，钢便出现晶间腐蚀倾向，若加热条件偏离曲线包线包围的影线区时，钢便出现晶间腐蚀倾向，若加热条件偏离曲线包围的影线区时，晶间腐蚀倾向很小，或根本不发生。围的影线区时，晶间腐蚀倾向很小，或根本不发生。图图9 18-89 18-8钢的晶间腐蚀敏感温度时间曲线钢的晶间腐蚀敏感温度时间曲线 为防止奥氏体钢焊接接头的晶间腐蚀，通常有如下几种对策：采用超低碳不锈钢及其焊接材料，或采用含稳定化采用超低碳不锈钢及其焊接材料，或采用含稳定化元素的不锈钢及其焊接材料。元素的不锈钢及其焊接材料。使焊缝组织存在少量的使焊缝组织存在少量的 铁素体相。铁素体相。所采用的焊接工艺应能减少热影响区处于敏化温度的所采用的焊接工艺应能减少热影响区处于敏化温度的时间。时间。b. 奥氏体不锈钢焊接接头的热裂纹奥氏体不锈钢焊接接头的热裂纹奥氏体钢焊接时在焊缝及近缝区均可见到热裂纹，但奥氏体钢焊接时在焊缝及近缝区均可见到热裂纹，但最常见的主要是焊缝凝固裂纹。最常见的主要是焊缝凝固裂纹。与一般结构钢相比，与一般结构钢相比，CrCrNiNi奥氏体钢焊接时有较大的奥氏体钢焊接时有较大的热裂倾向，主要与下列几个特点有关：热裂倾向，主要与下列几个特点有关：(1) (1) 奥氏体钢的导热系数小和线膨胀系数大，在焊接奥氏体钢的导热系数小和线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。的拉应力。(2) (2) 奥氏体钢容易形成方向性强的柱状晶，这导致有奥氏体钢容易形成方向性强的柱状晶，这导致有害杂质的偏析而促使形成晶间液态夹层，显然易于促使产害杂质的偏析而促使形成晶间液态夹层，显然易于促使产生焊缝凝固裂纹生焊缝凝固裂纹(3) (3) 奥氏体钢及其焊缝的合金组成较复杂，不仅奥氏体钢及其焊缝的合金组成较复杂，不仅S S、P P、SnSn、SbSb之类的杂质可形成易熔夹层，一些合金因溶解度之类的杂质可形成易熔夹层，一些合金因溶解度有限，也能形成有害的易熔夹层。其中有限，也能形成有害的易熔夹层。其中SiSi就很有代表性，就很有代表性，在在NiNi量高的条件下很易偏析而产生凝固裂纹。量高的条件下很易偏析而产生凝固裂纹。防止对策如下：防止对策如下：严格限制有害杂质。严格限制有害杂质。尽可能避免形成单相的奥氏体组织。尽可能避免形成单相的奥氏体组织。尽量减少焊缝过热。尽量减少焊缝过热。双相钢的可焊性双相钢的可焊性双相钢的可焊性双相钢的可焊性总的说来，双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性，机械性总的说来，双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性，机械性能和良好的可焊性，其双相的比例及分布状态决定其性能。能和良好的可焊性，其双相的比例及分布状态决定其性能。奥氏体型不锈钢或铁素体型不锈钢受热循环时，通奥氏体型不锈钢或铁素体型不锈钢受热循环时，通常没有激烈的组织变化，只是有可能析出少许的第二相，常没有激烈的组织变化，只是有可能析出少许的第二相，如碳化物、氮化物和如碳化物、氮化物和 相等。在某些非稳定奥氏体钢中可相等。在某些非稳定奥氏体钢中可能出现百分之几的铁素体相。奥氏体能出现百分之几的铁素体相。奥氏体- -铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢则不同，如图则不同，如图1010所示的相图表示，在所示的相图表示，在10001000以下平衡相以下平衡相比例比例50/5050/50左右的双相不锈钢，随着温度的升高，奥氏体左右的双相不锈钢，随着温度的升高，奥氏体逐步减少而铁素体逐步增多。被加热到逐步减少而铁素体逐步增多。被加热到13501350以上至固相以上至固相线温度区间，其平衡组织的体积分数为线温度区间，其平衡组织的体积分数为100%100%的铁素体。的铁素体。这样的物理冶金本质是分析研究双相不锈钢性的一个基本这样的物理冶金本质是分析研究双相不锈钢性的一个基本根据。根据。图图10 10 双相不锈钢相图双相不锈钢相图除了通过合金化达到一定的相比例之外，还要考虑焊除了通过合金化达到一定的相比例之外，还要考虑焊缝组织的粗细和其中两个相的相对分布情况。尽可能通过缝组织的粗细和其中两个相的相对分布情况。尽可能通过焊接工艺（例如小的热输入）来获取比较细小的一次结晶焊接工艺（例如小的热输入）来获取比较细小的一次结晶组织，形成奥氏体和铁素体相都比较细小、比较均匀的两组织，形成奥氏体和铁素体相都比较细小、比较均匀的两相混合组织，有利于提高焊缝多方面的性能相混合组织，有利于提高焊缝多方面的性能 不锈钢的焊接工艺试验不锈钢的焊接工艺试验 试验用材料试验用材料试验用材料试验用材料a. a. 不锈钢板不锈钢板不锈钢板不锈钢板不锈钢板为不锈钢板为AvestaAvesta Sheffield Sheffield公司制造的公司制造的316L316L钢，厚度钢，厚度t = 14mmt = 14mm，其化其化学成分、力学性能见表学成分、力学性能见表2 2。表表2 316L2 316L不锈钢板化学成分及力学性能不锈钢板化学成分及力学性能 化学成分%屈服强度M P a抗拉强度MPa延伸率%CMnSiSPCrNiMoN0.0221.310.420.0020.02417.1211.222.040.03126059252b. b. 焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料手工焊条的牌号、规格、熔敷金属的化学成分见手工焊条的牌号、规格、熔敷金属的化学成分见表表3 3。表表3 NC-36L3 NC-36L焊条熔敷金属的化学成分焊条熔敷金属的化学成分牌号焊条直径(mm)化学成分%CMnSiSPCrNiMoNNC-36L3.20.021.560.560.0060.02718.7012.232.220.12NC-36L4.00.021.550.540.0040.02218.9611.782.170.13NC-36L5.00.021.550.530.0040.02619.0411.942.260.12药芯焊丝的牌号、规格、熔敷金属的化学成分见药芯焊丝的牌号、规格、熔敷金属的化学成分见表表4 4。表表4 DW-316L4 DW-316L药芯焊丝熔敷金属的化学成分药芯焊丝熔敷金属的化学成分 牌号焊条直径mm化学成分%CMnSiSPCrNiMoCuDW-316L1.20.0291.680.590.0100.02019.4512.282.31埋弧焊丝和焊剂的牌号、规格、熔敷金属的化学埋弧焊丝和焊剂的牌号、规格、熔敷金属的化学成分及力学性能见表成分及力学性能见表5 5。 表表5 5 埋弧焊焊丝和焊剂之熔敷金属的化学成分埋弧焊焊丝和焊剂之熔敷金属的化学成分牌号焊丝直径（mm）化学成分%CMnSiSPCrNiMo焊丝US-316L焊剂PFS-14.00.0291.580.0610.0130.02118.8912.212.28焊丝US-316L焊剂PFS-1M4.00.0291.580.610.0130.02119.4512.212.28不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢SMAWSMAW工艺试验工艺试验工艺试验工艺试验a. a. 试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求 b. b. 焊接工艺参数焊接工艺参数焊接工艺参数焊接工艺参数试板的规格见图试板的规格见图1111，试板的焊接采用直流反接。试板，试板的焊接采用直流反接。试板的坡口形式见图的坡口形式见图1212，焊接参数见表，焊接参数见表6 6。 150150150150 350350 500 500 350350 （a a）对接试板对接试板 （b b）T T型接头型接头图图11 11 不锈钢焊接工艺试验的试板规格不锈钢焊接工艺试验的试板规格图图12 12 不锈钢不锈钢SMAWSMAW试板坡口型式试板坡口型式 6020-2试板编号：A20-24515试板编号：A36020-2试板编号：A402 45 试板编号：A50-245试板编号：A660 4-5试板编号：A7表表6 6 不锈钢不锈钢SMAWSMAW试板焊接参数试板焊接参数试板编号焊接位置焊材牌号焊道号焊条直径焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）A-2平焊NC-36L1-34.0150-16022-25150-2502-75.0175-18523-27250-3508-125.0175-18523-27250-350A-3横焊NC-36L1-44.0140-15023-24210-2505-144.0140-15023-24220-500A-4立焊NC-36L1-34.0140-15023-2460-804-74.0140-15023-2480-130A-5横焊NC-36L1-34.0140-15020-25160-36504-95.0170-18023-27190-40010-135.0175-18523-27220-350A-6立焊NC-36L1-34.0140-15020-2345-604-54.0140-15020-2365-105A-7平焊NC-36L15.0135-14024-26742-105.0160-18020-23180-360c. c. 试板的检验试板的检验试板的检验试板的检验 完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范认可试验的要求进行下述项目的检验。规范认可试验的要求进行下述项目的检验。 焊缝外观检验焊缝外观检验焊缝外观检验焊缝外观检验焊缝外观成型良好，过渡光顺。图焊缝外观成型良好，过渡光顺。图1313例示了其中试板例示了其中试板A A7 7（衬垫单衬垫单面焊）焊缝的背面成型。面焊）焊缝的背面成型。图图13 13 试板试板A A7 7焊缝外观（背面）焊缝外观（背面）对接试板的对接试板的对接试板的对接试板的X X光探伤检验光探伤检验光探伤检验光探伤检验 完成焊接的试板进行了完成焊接的试板进行了X X光探伤检验，所有试光探伤检验，所有试板的焊接质量符合板的焊接质量符合JISZ3104JISZ3104标准的标准的级水平。级水平。T T型全焊透接头的超声波探伤检验型全焊透接头的超声波探伤检验型全焊透接头的超声波探伤检验型全焊透接头的超声波探伤检验 完成焊接的完成焊接的T T型全焊透接头进行了超声波探伤型全焊透接头进行了超声波探伤检验，所有接头的焊接质量均符合检验，所有接头的焊接质量均符合JISZ3060JISZ3060标准标准的的级水平。级水平。 焊缝金属的化学成分分析焊缝金属的化学成分分析焊缝金属的化学成分分析焊缝金属的化学成分分析力学性能试验力学性能试验力学性能试验力学性能试验试样按图试样按图1414所示的位置从试板上截取，试板的力学性能结所示的位置从试板上截取，试板的力学性能结果见表果见表7 7。图图14 14 不锈钢试样截取位置不锈钢试样截取位置表表7 7 不锈钢不锈钢SMAWSMAW试板对接接头的机械性能结果试板对接接头的机械性能结果编号试板编号抗拉强度（MPa）弯曲试验d=4a,=1801A-2595好2A-3600好3A-4600好4A-7600好硬度试验硬度试验焊接接头的宏观检验焊接接头的宏观检验图图15 15 不锈钢不锈钢SMAWSMAW试板的宏观组织试板的宏观组织 不锈钢不锈钢FCAW工艺试验工艺试验不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢FCAWFCAW工艺试验工艺试验工艺试验工艺试验a a试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求试板焊接的技术要求保护气体为保护气体为CO2CO2，与，与SMAWSMAW相同的要求在此不再重述，其它应注意的相同的要求在此不再重述，其它应注意的问题有问题有：焊丝伸出长度，即导电嘴与母材间的距离为焊丝伸出长度，即导电嘴与母材间的距离为15 15 20mm20mm。气流量为气流量为202025L25Lminmin，风速超过风速超过1m1ms s时应采用上限并防风。时应采用上限并防风。b b焊接工艺参数焊接工艺参数焊接工艺参数焊接工艺参数FCAWFCAW工艺试验以衬垫单面焊为主，这种工艺省掉清根且背面成形良工艺试验以衬垫单面焊为主，这种工艺省掉清根且背面成形良好而大大提高焊接效率好而大大提高焊接效率，节省成本。试板坡口型式见图节省成本。试板坡口型式见图1616，焊接参，焊接参数略数略。图图16 16 不锈钢不锈钢FCAWFCAW试板坡口形式试板坡口形式7021-2试板编号：A87021-2试板编号：A9453-5225试板编号：A10701.53-5试板编号：A115-645试板编号：A12455-6试板编号：A13c. c. 试板检验试板检验试板检验试板检验 完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范认可试验的要求进行了检验，规范认可试验的要求进行了检验，检验项目及标准与检验项目及标准与SMAWSMAW试验相同。图试验相同。图1717图图1919例示了例示了部分试板的焊缝外观。部分试板的焊缝外观。 图图17 17 图图18 18 图图1919接头的宏观组织照片见图接头的宏观组织照片见图2020 A8A9A10A11A12A13不锈钢的不锈钢的SAW工艺试验工艺试验 a. a. 概述概述概述概述不锈钢的埋弧自动焊不锈钢的埋弧自动焊(SAW)(SAW)由于熔深大，熔敷速度快，焊道少由于熔深大，熔敷速度快，焊道少（特别在双面单道焊情况下），用于化学品船建造拼板焊接是很合适（特别在双面单道焊情况下），用于化学品船建造拼板焊接是很合适的。的。 b. b. 试板技术焊接要求试板技术焊接要求试板技术焊接要求试板技术焊接要求不清根情况下的坡口角度与钝边尺寸应与焊接规范很好地匹配不清根情况下的坡口角度与钝边尺寸应与焊接规范很好地匹配。 焊接电流不能过大，否则回引起晶粒长大，使热影响区的耐腐焊接电流不能过大，否则回引起晶粒长大，使热影响区的耐腐蚀性恶化，也因此而限定了双面单道焊的使用范围。蚀性恶化，也因此而限定了双面单道焊的使用范围。焊接电压过低会导致烧穿或两侧的熔合不良，而过高则可能熔焊接电压过低会导致烧穿或两侧的熔合不良，而过高则可能熔深不足导致未焊透。深不足导致未焊透。焊剂的散布覆盖量以不露电弧为好，不要过多。焊剂的散布覆盖量以不露电弧为好，不要过多。c. c. 试板的焊接参数试板的焊接参数试板的焊接参数试板的焊接参数焊接电流为交流。焊接电流为交流。双面单道焊参数见表双面单道焊参数见表8 8。多道焊的焊接参数见表。多道焊的焊接参数见表9 9。表表8 8 双面单道焊的焊接参数双面单道焊的焊接参数 坡口型式：9046904试板编号焊道焊材牌号焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(mm/min)A11US-316L/PFS-14.060034550焊道布置：122US-316L/PFS-14.065034400表表9 9 多道焊的焊接参数多道焊的焊接参数坡口型式：6040-1试板编号焊道焊 材牌 号焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(mm/min)A-1a1US-316L/PFS-14.0450326252US-316L/PFS-14.045032528焊道布置：32143US-316L/PFS-14.0450326004US-316L/PFS-14.0 45032433d. d. 试板检验试板检验试板检验试板检验 完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范认可试验的要求进行了检验，其检验项规范认可试验的要求进行了检验，其检验项目亦与目亦与SMAWSMAW试验相同。焊缝外观成型良好，过渡光顺。图试验相同。焊缝外观成型良好，过渡光顺。图2121例示试例示试板板A A1a1a的焊缝外观。的焊缝外观。图图21 A21 A1a1a的焊缝外观的焊缝外观 接头的宏观组织照片见图接头的宏观组织照片见图2222。 图图22 22 不锈钢不锈钢SAWSAW试板的接头宏观组织试板的接头宏观组织A1A1a不锈复合钢的焊接工艺试验不锈复合钢的焊接工艺试验不锈复合钢的焊接工艺试验不锈复合钢的焊接工艺试验试验用材料试验用材料试验用材料试验用材料a. a. 复合钢板复合钢板复合钢板复合钢板 不锈复合钢（以下简称为复合钢）板覆层为不锈复合钢（以下简称为复合钢）板覆层为AvestaAvesta SheffieldSheffield公司制造的公司制造的316L316L钢，其基体板为重庆钢铁公司生钢，其基体板为重庆钢铁公司生产的船用产的船用A A级板，由大连造船重工爆炸加工研究所将二者级板，由大连造船重工爆炸加工研究所将二者爆炸加工成爆炸加工成316L+A316L+A复合板。其等级、化学成分和力学性复合板。其等级、化学成分和力学性能见表能见表1010和表和表1111 表表10 316L+A10 316L+A复合钢化学成分复合钢化学成分表表11 316L+A11 316L+A复合钢力学性能复合钢力学性能名称等级化学成分%CMnSiSPCrNiNMo覆层316L0.0211.240.610.0010.02617.6011.100.0642.05基板A0.160.780.250.0150.022-名称屈服强度(Mpa)抗拉强度(Mpa)剪切强度(Mpa)延伸率%弯曲试验覆层348647-48-基板305455-25-复合板30047033026内弯d=2a180外弯d=2a180好好b. b. 焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料 基体所用的焊条为基体所用的焊条为BH507BH507，覆层焊条为覆层焊条为NC-36LNC-36L（参照参照表表2 2）。过渡层焊条为）。过渡层焊条为NCNC309MoL309MoL，其熔敷金属的化学其熔敷金属的化学成分见表成分见表1212，制造厂为日本神户制钢株氏会社，制造厂为日本神户制钢株氏会社。表表12 NC12 NC309MoL309MoL熔敷金属的化学成分熔敷金属的化学成分牌号焊条直径(mm)化学成分%C MnSiSPCrNiN MoNC-309MoL3.20.031.260.500.0060.02023.0412.620.122.03NC-309MoL4.00.031.240.400.0050.02123.4012.830.122.05基体所用的药芯焊丝为基体所用的药芯焊丝为DWDW100100，覆层为覆层为DWDW316L316L（参参照表照表3 3），过渡层所用药芯焊丝为），过渡层所用药芯焊丝为DWDW309MoL309MoL，其熔敷其熔敷金属的化学成分见表金属的化学成分见表1313。表表13 DW13 DW309MoL309MoL熔敷金属的化学成分熔敷金属的化学成分牌号焊丝直径(mm)化学成分%CMnSiSPCrNiMoCuDW-309MoL1.20.031.390.530.0160.02123.0712.572.100.04 复合钢的复合钢的复合钢的复合钢的SMAWSMAWSMAWSMAW工艺试验工艺试验工艺试验工艺试验 a.a.试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数 坡口形式见图坡口形式见图2323，焊道布置见图，焊道布置见图2424，焊接程序与参数见表，焊接程序与参数见表1414。 图图2323不锈复合钢不锈复合钢SMAWSMAW试板坡口型式试板坡口型式5020-2试板编号：B16020-2试板编号：B220-24525试板编号：B36020-2试板编号：B4453060-2试板编号：B5图图24 24 复合钢复合钢SMAWSMAW试板的焊道布置试板的焊道布置B1B2打磨打磨B3打磨B4碳弧气刨B5表表14 14 复合钢复合钢SMAWSMAW试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板编号焊接位置焊道号焊材牌号焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(mm/min)B1平焊1BH5074.0160-17023-282002-3BH5074.0170-18023-28260-4354-6NC-39MoL4.0135-14520-23505-7007-9NC-36L4.0135-14520-23510-54010-11BH5074.0160-17023-28265-425B2平焊1-5BH5074.0170-18023-28275-4606BH5074.0155-16521-253967-10NC-39MoL4.0140-15020-23590-75011-13NC-36L4.0140-15020-23530-645B3横焊1BH5074.0165-17522-242252-10BH5074.0165-17522-24330-66011-12NC-39MoL4.0135-14520-23400-58013-15NC-36L4.0135-14520-23430-660B4立焊1-3BH5074.0160-17021-23105-1804BH5073.2120-13021-233005NC-39MoL3.2100-11020-222356-7NC-36L3.2105-11521-23160-220B5横焊1BH5073.2120-13022-241672-7BH5074.0175-18523-25160-4908-13NC-39MoL4.0140-15021-24330-55014-18NC-36L4.0135-14523-24270-52019-22BH5074.0175-18524-28210-410图图25 B25 B1 1试板（覆层侧）的焊缝外观试板（覆层侧）的焊缝外观 b. b. 试板检验试板检验试板检验试板检验 完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范对焊接程序认可试验的要求规范对焊接程序认可试验的要求进行了下述项目的检验。进行了下述项目的检验。焊缝外观检验焊缝外观检验焊缝外观检验焊缝外观检验 焊缝外观成型良好，过渡光顺。图焊缝外观成型良好，过渡光顺。图2525例示其中例示其中B B1 1试试板（覆层侧）的焊缝外观板（覆层侧）的焊缝外观 对接试板的对接试板的X光探伤检验光探伤检验 完成焊接的试板进行了完成焊接的试板进行了X X光探伤检验，所有试板的焊接光探伤检验，所有试板的焊接质量均符合质量均符合JISZ3104JISZ3104标准标准级水平。级水平。T型全焊透接头的超声波探伤检验型全焊透接头的超声波探伤检验 完成焊接的完成焊接的T T型全焊透接头进行了超声波探伤检验，所型全焊透接头进行了超声波探伤检验，所有接头质量均符合有接头质量均符合JIS Z3060JIS Z3060标准标准级水平级水平 表表15 15 复合钢复合钢SMAWSMAW试板覆层焊缝金属的化学成分试板覆层焊缝金属的化学成分 试板编号化学成分%CMnSiSPCrNiMoB10.031.620.630.010.02619.2411.202.06B20.031.640.610.010.02519.3511.532.12B30.031.560.590.010.02619.1411.552.08B40.031.600.580.010.03018.9412.022.16焊缝金属的化学成分焊缝金属的化学成分焊缝金属的化学成分焊缝金属的化学成分 对试板的覆层焊缝金属化学成分分析结果见表对试板的覆层焊缝金属化学成分分析结果见表1515。 表表16 16 复合钢复合钢SMAWSMAW对接接头的力学性能结果对接接头的力学性能结果接头力学性能试验接头力学性能试验 对接试板接头的力学性能试验结果见表对接试板接头的力学性能试验结果见表1616。 试板编号抗拉强度(Mpa)弯曲试验d=4a=120冲击试验（J）常温焊缝中心熔合线B-1475好1472382087413466B-2465好2062122138712596B-3470好193166193556859B-4450好153136157174166136B-1 B-2B-1 B-2焊接接头的宏观检验焊接接头的宏观检验焊接接头的宏观检验焊接接头的宏观检验接头的宏观组织照片见图接头的宏观组织照片见图2626。B-3 B-4 B-5B-3 B-4 B-5图图26 26 复合钢复合钢SMAWSMAW试板接头宏观组织试板接头宏观组织图图27 27 复合钢复合钢FCAWFCAW试板的焊道布置试板的焊道布置硬度试验硬度试验 复合钢的复合钢的复合钢的复合钢的FCAWFCAW工艺试验工艺试验工艺试验工艺试验 试板焊接程序与参数试板焊接程序与参数试板焊接程序与参数试板焊接程序与参数 试板的焊道布置见图试板的焊道布置见图2727，试板的焊接程序与参数略，试板的焊接程序与参数略 打磨B6B7B8B9B10图图28 B28 B7 7试板试板( (覆层侧覆层侧) )焊缝外观焊缝外观b. b. 试板检验试板检验试板检验试板检验完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范对焊接程序认可试验的要求进行了检验，规范对焊接程序认可试验的要求进行了检验，检验项目及标准与复合钢的检验项目及标准与复合钢的SMAWSMAW试验相同。图试验相同。图28 28 3030示例了部分示例了部分试板（覆层侧）的焊缝外观。试板（覆层侧）的焊缝外观。图图29 B29 B8 8试板试板( (覆层侧覆层侧) )焊缝外观焊缝外观 图图30 B30 B9 9试板（覆层侧）焊缝外观试板（覆层侧）焊缝外观图图31 31 复合钢复合钢FCAWFCAW试板的接头宏观组织试板的接头宏观组织接头的宏观组织照片见图31。B6B7B8B9B10复合钢的复合钢的SAW工艺试验工艺试验a. 应用范围应用范围SAWSAW由于熔深大，稀释率高，通常难以单独完成复合钢的由于熔深大，稀释率高，通常难以单独完成复合钢的焊接。但应用于基体的焊接，再利用焊接。但应用于基体的焊接，再利用FCAWFCAW或或SMAWSMAW焊接焊接过渡层和覆层，这种组合方式非常适合于复合钢的拼板焊过渡层和覆层，这种组合方式非常适合于复合钢的拼板焊接。接。以下的试验研究中，采用埋弧自动焊分别与以下的试验研究中，采用埋弧自动焊分别与SMAWSMAW或或FCAWFCAW组合，完成试板的焊接。组合，完成试板的焊接。b. b. 试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板坡口型式与焊道布置见图试板坡口型式与焊道布置见图3232，试板的焊接程序与参数，试板的焊接程序与参数见表见表1717。表表17 17 复合钢复合钢SAWSAW试板的焊接程序与参数试板的焊接程序与参数试板编号焊道焊接方法焊材牌号焊材直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(mm/min)保护气体流量(L/min)B-111SAWJW-2/LT4314.865034-36650-2SAWJW-2/LT4314.878O34-36650-3-8SMAWNC-309MoL4.0140-15020-22530-735-9-14SMAWNC-36L4.0140-15020-22400-680-B-121SAWJW-2/LT4314.865034-36650-2SAWJW-2/LT4314.878034-36656-3-5FCAWDW-309MoL1.2135-15024-25410-700206-8FCAWDW-316L1.2140-16025-26380-70020图图32 32 复合钢复合钢SAWSAW试板的坡口与焊道布置试板的坡口与焊道布置44519080-1B11坡口44519080-1B12坡口B11焊道布置B12焊道布置图图33 B33 B1212试板（覆层侧）的焊缝外观试板（覆层侧）的焊缝外观 c. c. 试板的检验试板的检验试板的检验试板的检验 完成焊接的试板按完成焊接的试板按DNVDNV规范对焊接程序认可试验进行了下述项目的规范对焊接程序认可试验进行了下述项目的检验，检验的项目和标准与复合钢检验，检验的项目和标准与复合钢SMAWSMAW试验相同。图试验相同。图3333例示了例示了B B1212试板（侧覆层）的焊缝外观。试板（侧覆层）的焊缝外观。图图34 34 复合复合钢钢SAWSAW试板的接头宏观组织试板的接头宏观组织 接头的宏观组织照片见图34。B11B12焊接接头的进一步讨论及焊接试验小结焊接接头的进一步讨论及焊接试验小结焊接接头的晶间腐蚀试验焊接接头的晶间腐蚀试验焊接接头的晶间腐蚀试验焊接接头的晶间腐蚀试验 化学品船用液货舱结构材料及其焊接接头的耐化学介化学品船用液货舱结构材料及其焊接接头的耐化学介质腐蚀性能是化学品船安全服役的首要条件之一。其中焊质腐蚀性能是化学品船安全服役的首要条件之一。其中焊接接头的耐晶间腐蚀性能是评定接头使用性能的重要参考接接头的耐晶间腐蚀性能是评定接头使用性能的重要参考项目。项目。 本专题的试验研究按国家标准本专题的试验研究按国家标准GB4334.5GB4334.58484不锈钢不锈钢硫酸硫酸- -硫酸铜腐蚀试验方法硫酸铜腐蚀试验方法，每块焊接试板各取两件试，每块焊接试板各取两件试样进行晶间腐蚀试验，试验结果均为合格样进行晶间腐蚀试验，试验结果均为合格图图35 Delong35 Delong组织图组织图焊缝金属的铁素体含量的测定焊缝金属的铁素体含量的测定焊缝金属的铁素体含量的测定焊缝金属的铁素体含量的测定a. a. 采用采用采用采用DelongDelong图的测定结果图的测定结果图的测定结果图的测定结果 采用如图采用如图3535所示的所示的DelongDelong图。图。DelongDelong图与图与SchaefflerSchaeffler图的差别，图的差别，在于把在于把N N作为奥氏体化元素折算成镍当量，并在形状和斜率上均做了作为奥氏体化元素折算成镍当量，并在形状和斜率上均做了修改，与修改，与SchaefflerSchaeffler图相比，提高了图相比，提高了309309、316316、317317、318318型不锈钢对型不锈钢对铁素体予测的准确渡，这正适合于本专题的研究。铁素体予测的准确渡，这正适合于本专题的研究。 表表18 18 焊接接头铁素体含量测结果（焊接接头铁素体含量测结果（DelongDelong图法）图法）其测定结果见表其测定结果见表1818。b. b. 金属组织的点计数法金属组织的点计数法金属组织的点计数法金属组织的点计数法点计数的图象分析结果与点计数的图象分析结果与DelongDelong图法基本一致。图法基本一致。编号试板编号母材焊接方法焊接位置Cr当当量Ni当当量铁素体含量1A-1316LSAW平焊20.3812.637.8%2A2316LSMAW平焊20.6913.118.2%3A9316LFCAW平焊21.5913.449.1%4B1316L+ASMAW平焊22.2712.9112.8%5B2316L+ASMAW平焊22.3913.2512.4%6B3316L+ASMAW横焊22.1113.2312.8%7B4316L+ASMAW立焊21.9713.7210.6%8B6316L+AFCAW平焊22.5212.8114.1%9B7316L+AFCAW平焊22.4612.8313.8%10B8316L+AFCAW横焊22.3813.0712.9%11B9316L+AFCAW立焊23.0512.7912.9% 焊接技术的试验研究小结焊接技术的试验研究小结焊接技术的试验研究小结焊接技术的试验研究小结我们先后对不锈钢和不锈复合钢共完成了我们先后对不锈钢和不锈复合钢共完成了3535组不同的试板的焊接，获组不同的试板的焊接，获得了得了10001000余个试验数据，其研究结论如下：余个试验数据，其研究结论如下： 对对316L316L钢进行了手工电弧焊、药芯焊丝钢进行了手工电弧焊、药芯焊丝COCO2 2气体保护焊及埋弧焊气体保护焊及埋弧焊三种焊接方法的系列工艺试验，获得良好的操作性能、美观的焊缝成三种焊接方法的系列工艺试验，获得良好的操作性能、美观的焊缝成型与合格的接头使用性能，材料匹配合适，工艺上可行。型与合格的接头使用性能，材料匹配合适，工艺上可行。 对对316L+A316L+A复合钢进行了手工电弧焊、药芯焊丝复合钢进行了手工电弧焊、药芯焊丝COCO2 2气体保护焊及气体保护焊及埋弧焊三种焊接方法的系列工艺试验，获得良好的操作性能、美观的埋弧焊三种焊接方法的系列工艺试验，获得良好的操作性能、美观的焊缝成型与合格的接头使用性能，材料匹配合适，工艺上可行。焊缝成型与合格的接头使用性能，材料匹配合适，工艺上可行。 各工艺试板均通过各工艺试板均通过DNVDNV规范对焊接程序认可试验规定的各项检验规范对焊接程序认可试验规定的各项检验项目，表明上述工艺已完全达到项目，表明上述工艺已完全达到DNVDNV规范对程序认可试验的要求。规范对程序认可试验的要求。 上述试验说明，手工电弧焊、药芯焊丝上述试验说明，手工电弧焊、药芯焊丝COCO2 2气体保护焊和埋弧自动气体保护焊和埋弧自动焊均可以作为建造不锈钢（或不锈复合钢）液舱化学品船的主要焊接焊均可以作为建造不锈钢（或不锈复合钢）液舱化学品船的主要焊接方法，满足建造此类化学品船的要求。方法，满足建造此类化学品船的要求。 船体建造工艺流程船体建造工艺流程船体建造工艺流程船体建造工艺流程 与常规船型最大的区别是船体建造工艺流程的变化，与常规船型最大的区别是船体建造工艺流程的变化，其中主要有：不锈钢材料的订货方法、下料与加工方式、其中主要有：不锈钢材料的订货方法、下料与加工方式、特殊的组立与焊接要求、不锈钢舱的表面处理。生产技术特殊的组立与焊接要求、不锈钢舱的表面处理。生产技术准备和建造工艺流程要按图准备和建造工艺流程要按图3636所示进行。所示进行。不锈钢材料的订货不锈钢材料的订货 国外船厂制造化学品船不锈钢舱时，其号料与下料大国外船厂制造化学品船不锈钢舱时，其号料与下料大多委托不锈钢加工厂承担。多委托不锈钢加工厂承担。订货时应该遵循订货时应该遵循“定尺定货定尺定货”的原则，正确的作法是在详的原则，正确的作法是在详细设计图纸经船东、船检认可后，按生产设计的套料图细设计图纸经船东、船检认可后，按生产设计的套料图（切割软盘）订货。（切割软盘）订货。船体生产设计舾装对结构开孔要求套料图（切割软盘）材料订货划线与下料零件加工部件装配分段装配分段舾装船台合拢船台舾装密性试验不锈钢表面处理下水图图36 36 船体建造工艺流程船体建造工艺流程 另外，要注意生产不锈钢板厂家的供货条件。以著名另外，要注意生产不锈钢板厂家的供货条件。以著名的的AvestaAvesta Sheffield Sheffield公司为例，不锈钢板的供货尺寸精度见公司为例，不锈钢板的供货尺寸精度见表表1919。 表表19 19 不锈钢板供货尺寸精度不锈钢板供货尺寸精度 单位单位:mm:mm公称长度长度公差宽度公差 19992000 39994000 59996000 79998000 9999100000/100/200/300/350/400/4020002000 30000/100/100/100/150/150/200/150/150/150/200/200/25 从表从表1919可以着出，供货只允许正公差，这样，订货时可以着出，供货只允许正公差，这样，订货时每个边缘比套料尺寸大每个边缘比套料尺寸大5 5 10mm10mm就足够了。就足够了。 不锈钢舱的分段在生产设计时要考虑全方位无余量下不锈钢舱的分段在生产设计时要考虑全方位无余量下料、组装、合拢。这些零件必须保证无余量下料的尺寸精料、组装、合拢。这些零件必须保证无余量下料的尺寸精度。表度。表2020列出了欧洲通常采用的标准。列出了欧洲通常采用的标准。表表20 20 零件下料尺寸精度零件下料尺寸精度项目公差（mm）长度4m1.546m2.0614m3.0宽度0.20.8m1.00.83.2m1.5边缘坡口角度2.5坡口留根1直线度1槽型舱壁B=5H=5成型R=6070不锈钢板材的下料与加工不锈钢板材的下料与加工下料下料下料下料 下料的工作现场应洁净，没有碳钢粉尘及其它杂质。下料的工作现场应洁净，没有碳钢粉尘及其它杂质。施工人员不能随意践踏不锈钢板，最好使用耐磨的鞋套。施工人员不能随意践踏不锈钢板，最好使用耐磨的鞋套。 当采用手工下料方式时，不允许使用碳钢或含碳的工当采用手工下料方式时，不允许使用碳钢或含碳的工具（如弯尺、小锤、冲子、划线墨等）。具（如弯尺、小锤、冲子、划线墨等）。 尽量采用数控切割下料方式，焊接坡口与削斜采用尽量采用数控切割下料方式，焊接坡口与削斜采用铣床或刨床加工，以保证零件尺寸精度。铣床或刨床加工，以保证零件尺寸精度。切割切割切割切割 不锈钢材料不能用氧乙炔火焰切割，只能采用等离不锈钢材料不能用氧乙炔火焰切割，只能采用等离子设备切割。另外，不锈钢板材也可用剪板机剪切。不锈子设备切割。另外，不锈钢板材也可用剪板机剪切。不锈钢复合板可以采用一般的氧乙炔气割设备进行切割，气钢复合板可以采用一般的氧乙炔气割设备进行切割，气割从基板的一面进行。对于厚度在割从基板的一面进行。对于厚度在12mm12mm以下的不锈钢复以下的不锈钢复合板，可用剪板机剪切，其剪切方向与气割方向相反。合板，可用剪板机剪切，其剪切方向与气割方向相反。冷加工冷加工 对不锈钢结构通常只能进行冷加工，并在冷加对不锈钢结构通常只能进行冷加工，并在冷加工时留出焊接收缩量和模具压制的回弹量。在加工时留出焊接收缩量和模具压制的回弹量。在加工过程中，要始终注意保护不锈钢的钝化膜不被工过程中，要始终注意保护不锈钢的钝化膜不被破坏。冷加工时还要考虑不同材质的不锈钢板常破坏。冷加工时还要考虑不同材质的不锈钢板常温下的机械性能对冷加工的影响。目前，化学品温下的机械性能对冷加工的影响。目前，化学品船不锈钢舱最常用的材料牌号为船不锈钢舱最常用的材料牌号为316L 316L 、316LN316LN和和S31803S31803。由于由于S31803S31803的机械强度高但韧性低，的机械强度高但韧性低，所以冷加工的难度要大一些。所以冷加工的难度要大一些。 部件组立部件组立部件组立部件组立 按照我们设定的装配流程，不锈钢舱的形成应先进行按照我们设定的装配流程，不锈钢舱的形成应先进行拼板和框架组立，然后进入到分段组装，最后上船台合拢。拼板和框架组立，然后进入到分段组装，最后上船台合拢。对于较小的组立件应在不锈钢平台上装焊。平面拼板只能对于较小的组立件应在不锈钢平台上装焊。平面拼板只能在碳钢模板或支柱上装焊不锈钢条的平台上进行。在碳钢模板或支柱上装焊不锈钢条的平台上进行。 在拼装过程中如发现拼板间隙不符合要求，要用砂轮在拼装过程中如发现拼板间隙不符合要求，要用砂轮进行局部边缘打磨，并且该砂轮不得与碳钢混用。钢板拼进行局部边缘打磨，并且该砂轮不得与碳钢混用。钢板拼接一般不准用接一般不准用“ “压马压马” ”之类的夹具。板缝齐平对准后即可之类的夹具。板缝齐平对准后即可点焊定位。点焊定位。 大面积拼板的板缝采用双面自动埋弧焊，装配间隙小大面积拼板的板缝采用双面自动埋弧焊，装配间隙小于于1mm1mm。若需清根处理时，可采用两种方法：一种是碳弧若需清根处理时，可采用两种方法：一种是碳弧气刨清根处理；另一种是采用砂轮清根处理。气刨清根处理；另一种是采用砂轮清根处理。 拼板后，应进行结构划线，然后装焊纵骨（球扁钢、拼板后，应进行结构划线，然后装焊纵骨（球扁钢、角钢或角钢或T T型材），装配时应注意尽量少用型材），装配时应注意尽量少用“ “压马压马” ”。 分段装配分段装配带有不锈钢舱的化学品船都是双壳体结构，即舱内结构为带有不锈钢舱的化学品船都是双壳体结构，即舱内结构为不锈钢，其余外部结构均为碳钢。不锈钢，其余外部结构均为碳钢。 带有不锈钢舱的化学品船的船体制造是一项复杂的系统带有不锈钢舱的化学品船的船体制造是一项复杂的系统工程，其中立体分段的划分至关重要。不锈钢的特殊性，工程，其中立体分段的划分至关重要。不锈钢的特殊性，决定了分段要按照有利于不锈钢分段制造及有利于减少不决定了分段要按照有利于不锈钢分段制造及有利于减少不锈舱分段船台合拢缝的形式划分。不锈钢舱基本可分为底锈舱分段船台合拢缝的形式划分。不锈钢舱基本可分为底部分段，舷侧分段，甲板分段，纵、横壁分段几大块。每部分段，舷侧分段，甲板分段，纵、横壁分段几大块。每个分段又可分为不锈钢结构组和碳钢结构组分别建造，其个分段又可分为不锈钢结构组和碳钢结构组分别建造，其装配顺序为：碳钢结构组装装配顺序为：碳钢结构组装 内部舾装内部舾装 不锈钢结构不锈钢结构组装。组装。胎架形式胎架形式 胎架形式基本上与碳钢分段胎架形式相同，只不过当分段基面是胎架形式基本上与碳钢分段胎架形式相同，只不过当分段基面是不锈钢时，胎架的表面也必须是不锈钢材料。因此，分段建造基面应不锈钢时，胎架的表面也必须是不锈钢材料。因此，分段建造基面应尽量回避不锈钢。当不可避免地选择不锈钢材料作为分段建造基面时，尽量回避不锈钢。当不可避免地选择不锈钢材料作为分段建造基面时，宜采用以下几种比较经济的胎架形式（见图宜采用以下几种比较经济的胎架形式（见图3838）。）。(a) (a) 适合组装平直立体分段适合组装平直立体分段 （b b）适合组装线型曲率小且适合组装线型曲率小且 重量不大的分段重量不大的分段（c c）适合与（适合与（a a）胎架胎架 形式混用形式混用 （d d）适合组装槽型舱壁适合组装槽型舱壁图图38 38 适合组装不锈钢分段的四种胎架形式适合组装不锈钢分段的四种胎架形式 底部分段装配程序底部分段装配程序为了使不锈钢结构尽量完整，宜将底部分段分为为了使不锈钢结构尽量完整，宜将底部分段分为6 6组组装，组组装，如图如图3939所示。其中所示。其中A A、B B、C C组为碳钢结构，组为碳钢结构，D D、E E、F F组含组含有不锈钢结构，建造时以碳钢的外底板为基面正造，主要有不锈钢结构，建造时以碳钢的外底板为基面正造，主要步骤如下：步骤如下：在碳钢胎架上完成在碳钢胎架上完成A A、B B、C C子分段的组装和焊接；子分段的组装和焊接；安装分段内部的舾装件；安装分段内部的舾装件；装配在部件装配阶段形成的装配在部件装配阶段形成的D D、E E、F F不锈钢子分段；不锈钢子分段；完成分段的全部装焊工作；完成分段的全部装焊工作；装焊内底板上的管支架、特涂脚手架焊接座等舾装件；装焊内底板上的管支架、特涂脚手架焊接座等舾装件；装焊供船台合拢使用的吊环装焊供船台合拢使用的吊环 图图39 39 底部分段装配程序底部分段装配程序舷侧分段装配程序舷侧分段装配程序根据舷侧分段的结构特点，也应分成根据舷侧分段的结构特点，也应分成6 6组组装，如图组组装，如图4040所所示。其中示。其中A A、B B组为碳钢结构，组为碳钢结构，C C、D D、E E、F F组含有不锈钢结组含有不锈钢结构，建造时以碳钢的舷侧外板为基面卧造，主要步骤如下：构，建造时以碳钢的舷侧外板为基面卧造，主要步骤如下：在碳钢胎架上完成在碳钢胎架上完成A A、B B子分段的组装与焊接；子分段的组装与焊接；安装分段内部的舾装件；安装分段内部的舾装件；装配在部件装配阶段形成的装配在部件装配阶段形成的C C、D D、E E、F F子分段；子分段；完成分段的全部焊接工作；完成分段的全部焊接工作；装焊供船台合拢使用的吊环。装焊供船台合拢使用的吊环。图图40 40 舷侧分段装配程序舷侧分段装配程序纵、横舱壁分段装配要点纵、横舱壁分段装配要点 纵横舱壁分段都应以不锈钢壁板为基面卧造，纵横舱壁分段都应以不锈钢壁板为基面卧造，胎架应选择图胎架应选择图3838中的（中的（a a）和（和（d d）的组合，以适的组合，以适合壁墩和槽形舱壁的组装。合壁墩和槽形舱壁的组装。甲板分段装配要点甲板分段装配要点 甲板分段适合以不锈钢甲板为基面正造，胎架形式可甲板分段适合以不锈钢甲板为基面正造，胎架形式可以选择图以选择图3838中的（中的（a a）或（或（c c）。）。需要指出的是：含有不锈需要指出的是：含有不锈钢材料的底部、舷侧、纵横舱壁、甲板分段等，由于焊接钢材料的底部、舷侧、纵横舱壁、甲板分段等，由于焊接变形比全部是碳钢材料的分段大一些，因此，在生产设计变形比全部是碳钢材料的分段大一些，因此，在生产设计时要考虑反变形措施，并将反变形补偿值计入到下料和胎时要考虑反变形措施，并将反变形补偿值计入到下料和胎架制作中去。架制作中去。 同样，在部件组立时提到的施工要注意的问题，应在同样，在部件组立时提到的施工要注意的问题，应在分段装配时继续贯彻。分段装配时继续贯彻。船台合拢船台合拢准备工作准备工作与常规船舶不同，当液舱为不锈钢材料的分段在船台合拢与常规船舶不同，当液舱为不锈钢材料的分段在船台合拢前要准备好下列物品：前要准备好下列物品：用不锈钢材料制成的花篮螺丝（俗称用不锈钢材料制成的花篮螺丝（俗称“ “平三套平三套” ”）和撬杠；）和撬杠；用不锈钢板切割的装配用不锈钢板切割的装配“ “马板马板” ”和大锤等不锈钢工具；和大锤等不锈钢工具；便携式等离子切割机和砂轮机；便携式等离子切割机和砂轮机；铺设在内底板上用于保护不锈钢表面的木板或其它不含碳铺设在内底板上用于保护不锈钢表面的木板或其它不含碳的保护材料；的保护材料；吊装分段时采用的不锈钢卡环及包覆过的吊索；吊装分段时采用的不锈钢卡环及包覆过的吊索；与正式焊接相同的焊丝或焊条。与正式焊接相同的焊丝或焊条。船台合拢顺序船台合拢顺序船台合拢顺序船台合拢顺序按照塔式建造法的合拢顺序应为：按照塔式建造法的合拢顺序应为： 连续吊装连续吊装3 3 5 5个底部分段，使其在船台形成个底部分段，使其在船台形成“ “平台平台” ”； 在底部分段上竖起纵壁分段和横壁分段；在底部分段上竖起纵壁分段和横壁分段； 同时吊装左、右舷侧分段；同时吊装左、右舷侧分段； 吊装甲板分段使液舱封闭。吊装甲板分段使液舱封闭。不锈钢液舱的表面处理技术不锈钢液舱的表面处理技术不锈钢的钝化机理研究不锈钢的钝化机理研究不锈钢的钝化机理研究不锈钢的钝化机理研究目前，有两种主要的钝化理论或机理，即：吸附理论和薄膜理论。目前，有两种主要的钝化理论或机理，即：吸附理论和薄膜理论。吸附理论吸附理论吸附理论吸附理论 该理论认为，引起金属钝化的主要因素并不是金属表面形成的成该理论认为，引起金属钝化的主要因素并不是金属表面形成的成相膜，而是由于在金属整个表面或部分表面上产生了氧或含氧粒子的相膜，而是由于在金属整个表面或部分表面上产生了氧或含氧粒子的吸附层。吸附理论认为金属的钝化是由于金属表面产生吸附层之后，吸附层。吸附理论认为金属的钝化是由于金属表面产生吸附层之后，使得金属本身的反应能力显著降低而不是什么膜的机械隔离作用。使得金属本身的反应能力显著降低而不是什么膜的机械隔离作用。薄膜理论（成相膜理论）薄膜理论（成相膜理论）薄膜理论（成相膜理论）薄膜理论（成相膜理论） 该理论认为，钝化状态是由于金属和介质作用时在金属表面上生该理论认为，钝化状态是由于金属和介质作用时在金属表面上生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的保护膜（厚度为几十埃），成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的保护膜（厚度为几十埃），这层保护膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。这层保护膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。图图41 41 有钝性的金属的阳极极化曲线（恒电位法）示意图有钝性的金属的阳极极化曲线（恒电位法）示意图有钝化作用的极化曲线有钝化作用的极化曲线有钝化作用的极化曲线有钝化作用的极化曲线 EcorrEcorrEcorrEcorr A A A A EcpEcpEcpEcp B B B B EfEfEfEf C C C C EbEbEbEb F F F F G G G G Et H Et H Et H Et H Eo02 D Eo02 D Eo02 D Eo02 D K K K K E E E E ipipipip icpicpicpicp 钝化金属的恒电位阳极极化曲线如图钝化金属的恒电位阳极极化曲线如图4141。A A点为自腐点为自腐蚀电位蚀电位EcorrEcorr，以此作为起始电位开始外加电流阳极极化，以此作为起始电位开始外加电流阳极极化，电位升高时电流亦增加。金属处于活化溶解状态。当电位电位升高时电流亦增加。金属处于活化溶解状态。当电位升到升到EcpEcp，曲线到达曲线到达B B点。再升高电位时电流已不再增加，点。再升高电位时电流已不再增加，开始钝化。开始钝化。 当电位升高到超过当电位升高到超过C C点所示电位时，进入稳定钝化状点所示电位时，进入稳定钝化状态，电流稳定在很小的态，电流稳定在很小的iPiP水平上。水平上。B B点电位点电位EcpEcp称为钝化临称为钝化临界电位，简称致钝电位。当不锈钢电位达到界电位，简称致钝电位。当不锈钢电位达到H H点以后钝态点以后钝态开始破坏，曲线沿开始破坏，曲线沿HKHK变化。这种现象就叫过钝化。过钝变化。这种现象就叫过钝化。过钝化状态下，金属以较高的腐蚀速率发生全面腐蚀。化状态下，金属以较高的腐蚀速率发生全面腐蚀。 不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理通常的表面处理方法有三种：打磨、喷沙、酸洗钝化通常的表面处理方法有三种：打磨、喷沙、酸洗钝化不锈钢酸洗钝化技术的试验研究不锈钢酸洗钝化技术的试验研究不锈钢酸洗钝化技术的试验研究不锈钢酸洗钝化技术的试验研究对不锈钢液舱的表面修补与钝化处理应按照下述程序进行：对不锈钢液舱的表面修补与钝化处理应按照下述程序进行：用钢丝刷、打磨或喷砂等工艺清除所有焊渣，如果焊接轮廓不够平滑，用钢丝刷、打磨或喷砂等工艺清除所有焊渣，如果焊接轮廓不够平滑，将其打磨成平滑的轮廓；将其打磨成平滑的轮廓；用研磨式不锈钢丝团、酸洗材料或局部蘸酸洗液擦拭等方法来消除焊用研磨式不锈钢丝团、酸洗材料或局部蘸酸洗液擦拭等方法来消除焊接变色；接变色；用强力清洗剂来刷洗液舱以除去油脂、铁屑、涂料污染、油污等，将用强力清洗剂来刷洗液舱以除去油脂、铁屑、涂料污染、油污等，将舱内加热有助于提高处理效果；舱内加热有助于提高处理效果；用酸洗钝化溶液或酸洗钝化膏处理液舱表面，反复进行直至所有可见用酸洗钝化溶液或酸洗钝化膏处理液舱表面，反复进行直至所有可见的杂质被除掉；的杂质被除掉；水洗可彻底除去舱内保留的酸迹。水洗可彻底除去舱内保留的酸迹。根据上述程序，我们采用淋洗法和喷涂酸洗钝化膏法分别进行模拟试根据上述程序，我们采用淋洗法和喷涂酸洗钝化膏法分别进行模拟试验。验。淋洗法试验淋洗法试验淋洗法试验淋洗法试验 淋洗法是针对不锈钢舱的整体处理而言，在进行除油及打磨等处淋洗法是针对不锈钢舱的整体处理而言，在进行除油及打磨等处理后，配置合适的酸洗钝化液，采用专用的喷淋设备来进行，清洗时理后，配置合适的酸洗钝化液，采用专用的喷淋设备来进行，清洗时应保持足够的喷淋时间，以确保表面处理效果。应保持足够的喷淋时间，以确保表面处理效果。 淋洗试验装置：由淋洗试验装置：由316L316L不锈钢模拟试验舱、不锈钢样片若干、耐不锈钢模拟试验舱、不锈钢样片若干、耐蚀泵、蚀泵、JZP-40AJZP-40A洗罐器等组成（见图洗罐器等组成（见图4242）。）。 溶液的选择：采用我厂现用的溶液的选择：采用我厂现用的JLCJLC特种除油剂进行除油处理，钝特种除油剂进行除油处理，钝化液为大连摩西公司生产的不锈钢酸洗钝化液。化液为大连摩西公司生产的不锈钢酸洗钝化液。试验程序如下：试验程序如下： 用未经铁污染的不锈钢刷或砂轮打磨焊缝和焊接飞溅物等。用未经铁污染的不锈钢刷或砂轮打磨焊缝和焊接飞溅物等。 采用采用JLCJLC特种除油剂喷淋除油，保持除油时间为特种除油剂喷淋除油，保持除油时间为2 2小时，表面应小时，表面应无油脂、油污。然后进行彻底水洗，直至整个不锈钢模拟舱表面呈中无油脂、油污。然后进行彻底水洗，直至整个不锈钢模拟舱表面呈中性。性。 将不锈钢酸洗钝化液用耐蚀泵通过洗罐器喷射到不锈钢模拟舱舱将不锈钢酸洗钝化液用耐蚀泵通过洗罐器喷射到不锈钢模拟舱舱壁上，通过洗罐器喷射角度的转换，保证整个舱体表面都被处理到，壁上，通过洗罐器喷射角度的转换，保证整个舱体表面都被处理到，无任何死角存在，整体处理时间为无任何死角存在，整体处理时间为5 5小时（保证酸洗钝化液在表面累小时（保证酸洗钝化液在表面累积时间为积时间为6060分钟）。分钟）。 酸洗钝化后彻底水洗，除去整个不锈钢舱壁上的残留酸液。取出酸洗钝化后彻底水洗，除去整个不锈钢舱壁上的残留酸液。取出不锈钢样片进行检测。不锈钢样片进行检测。 图图42 42 淋装置淋装置喷涂酸洗钝化膏法试验喷涂酸洗钝化膏法试验 与淋洗法表面处理的前期工作相同，经过打与淋洗法表面处理的前期工作相同，经过打磨和除油剂除油后，在液舱表面喷涂酸洗钝化膏磨和除油剂除油后，在液舱表面喷涂酸洗钝化膏（大连富田化工有限公司），厚度为（大连富田化工有限公司），厚度为23mm23mm，并使并使钝化膏在其表面保留钝化膏在其表面保留6060分钟。最后彻底水洗，避分钟。最后彻底水洗，避免残留酸污染，然后通过悬挂样片来检验酸洗钝免残留酸污染，然后通过悬挂样片来检验酸洗钝化效果。化效果。不锈钢表面处理效果检测不锈钢表面处理效果检测a. a. 电化学性能测试（电化学性能测试（ASTMG75-78ASTMG75-78）通过电化学方法研究通过电化学方法研究316L316L不锈钢经过酸洗钝化后的电化学不锈钢经过酸洗钝化后的电化学行为，通过阳极极化曲线验证其酸洗钝化效果。行为，通过阳极极化曲线验证其酸洗钝化效果。测试条件测试条件测试介质：测试介质： 0.5M 0.5M NaClNaCl温度：温度：2020 C C状态：静态敞开体系状态：静态敞开体系参比电极：饱和甘汞电极（参比电极：饱和甘汞电极（SCESCE）辅助电极：辅助电极：Pt Pt 测试方法测试方法采用动电位扫描的方法，采用动电位扫描的方法，EbEb为为i = 100i = 100 v/cm2v/cm2所对应的电所对应的电位值。位值。扫描速度：扫描速度：30mv30mvminmin。测试结果测试结果测试结果测试结果测试结果见表测试结果见表2121。 表表21 21 吊挂在模拟舱内各处试验样片测试结果吊挂在模拟舱内各处试验样片测试结果试验方法试验编号钝化时间（累积）测试结果（mv）EbEcEp淋洗法160+720+331+10260+811+268-30360+757-209+40喷涂钝化膏法460+740-142+102560+763-114-17660+739+358+470各试验样片的极化曲线例示于图各试验样片的极化曲线例示于图4343（a a）、）、（b b）。）。 图图4343（a a） 图图4343（b b）图图43 43 试验样片极化曲线试验样片极化曲线b. b. 孔隙率试验（蓝点试验）孔隙率试验（蓝点试验）孔隙率试验（蓝点试验）孔隙率试验（蓝点试验） 自由铁的孔隙率试验是一种高灵敏度试验，用于检测不锈钢上的铁污染，自由铁的孔隙率试验是一种高灵敏度试验，用于检测不锈钢上的铁污染，铁痕迹，酸洗钝化溶液的残留铁盐、焊缝中的铁沉积物、嵌入的铁或铁的氧铁痕迹，酸洗钝化溶液的残留铁盐、焊缝中的铁沉积物、嵌入的铁或铁的氧化物等，这种试验是检测不锈钢表面处理后的清洁状态及是否处于钝化状态化物等，这种试验是检测不锈钢表面处理后的清洁状态及是否处于钝化状态的依据，具体如下：的依据，具体如下： 配置溶液应首先在蒸馏水中加入硝酸，然后加入铁氰化钾，配置溶液应首先在蒸馏水中加入硝酸，然后加入铁氰化钾，其比例如下：其比例如下：蒸馏水蒸馏水 94% 1000cm394% 1000cm3 硝酸硝酸 3% 20cm33% 20cm3 铁氰化钾铁氰化钾 3% 30g3% 30g 用铝、塑料、玻璃等不含有铁或金属部件的橡胶喷嘴或试纸将溶液涂用铝、塑料、玻璃等不含有铁或金属部件的橡胶喷嘴或试纸将溶液涂于模拟舱表面，如在于模拟舱表面，如在1515秒内有蓝色污点出现，表明酸洗钝化后的表面存在铁秒内有蓝色污点出现，表明酸洗钝化后的表面存在铁污物、钝化效果不好。在经过淋洗法或喷涂钝化膏法处理后的不锈钢表面进污物、钝化效果不好。在经过淋洗法或喷涂钝化膏法处理后的不锈钢表面进行试验，行试验，15s15s内，钝化样片表面均无蓝色污点出现，表明钝化膜较致密。内，钝化样片表面均无蓝色污点出现，表明钝化膜较致密。 蓝点试验后应用水（必要时用醋或蓝点试验后应用水（必要时用醋或5%20%5%20%的醋酸溶液）的醋酸溶液）使用丝刷擦拭，并用水反复冲洗。使用丝刷擦拭，并用水反复冲洗。 c. c. 盐雾试验（盐雾试验（盐雾试验（盐雾试验（GB10125-88GB10125-88） 通过通过316L316L不锈钢供货状态和钝化状态盐雾试验结果的不锈钢供货状态和钝化状态盐雾试验结果的对比对比( (见表见表22)22)，观察不锈钢钝化后耐蚀性能提高效果。，观察不锈钢钝化后耐蚀性能提高效果。表表22 316L22 316L不锈钢裸露态和钝化态试样片中性盐雾试验对比不锈钢裸露态和钝化态试样片中性盐雾试验对比表面状态样片规格试验时间结果观察保护等级备注供货状态50*801000h有少许点蚀斑9表面点蚀斑极浅钝化后50*801000h无任何变化10 通过以上三种检测手段通过以上三种检测手段极化曲线测试、蓝点试验极化曲线测试、蓝点试验和盐雾试验测试后，发现经过淋洗法或喷涂酸洗钝化膏法和盐雾试验测试后，发现经过淋洗法或喷涂酸洗钝化膏法处理后的处理后的316L316L不锈钢表面的耐腐蚀性能得到了大幅度的提不锈钢表面的耐腐蚀性能得到了大幅度的提高，证明此两种试验方法对整个不锈钢舱的大面积表面处高，证明此两种试验方法对整个不锈钢舱的大面积表面处理是完全可行的。从综合效益分析，由于不锈钢酸洗钝化理是完全可行的。从综合效益分析，由于不锈钢酸洗钝化膏的价格较高，且不能进行循环使用。但出于降低成本的膏的价格较高，且不能进行循环使用。但出于降低成本的考虑，不适于大面积使用，而只适合用于修补。相比之下，考虑，不适于大面积使用，而只适合用于修补。相比之下，淋洗法更适合对不锈钢舱进行大面积表面处理，且有处理淋洗法更适合对不锈钢舱进行大面积表面处理，且有处理效果好，表面处理完整性高、酸洗钝化液可重复利用、节效果好，表面处理完整性高、酸洗钝化液可重复利用、节约成本等优点。约成本等优点。 以上是我们在以上是我们在20012001年对不锈钢舱化学品船建造技术的年对不锈钢舱化学品船建造技术的研讨，由于没有经过实践检验，许多方面可能存在谬误，研讨，由于没有经过实践检验，许多方面可能存在谬误，欢迎各位同行给与纠正。欢迎各位同行给与纠正。谢谢！谢谢！ 大连造船重工有限责任公司大连造船重工有限责任公司 刘善德刘善德 20052005年年3 3月月9 9日日