1 耐蝕(shi)設計(ji)方案

　　在原油槽底(di)板用耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)的(de)(de)開(kai)發中(zhong)，充分考慮(lv)了SR242查明(ming)的(de)(de)2個腐(fu)蝕(shi)(shi)因(yin)子（單質硫和低pH的(de)(de)氯化物(wu)溶(rong)液）而(er)進行(xing)了有(you)效的(de)(de)成分設(she)計(ji)。研究表明(ming)，腐(fu)蝕(shi)(shi)因(yin)子之一的(de)(de)單質硫從(cong)COT內(nei)的(de)(de)氣(qi)相(xiang)部析出于甲板里層，混入(ru)淤泥和油膜中(zhong)而(er)存在于鋼(gang)材(cai)(cai)近旁(pang)，從(cong)而(er)在油膜缺陷部促(cu)進了底(di)板的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)。利用電化學試驗確(que)認因(yin)單質硫和鋼(gang)材(cai)(cai)直(zhi)接接觸(chu)，顯(xian)著促(cu)進了腐(fu)蝕(shi)(shi)反(fan)(fan)應。在開(kai)發鋼(gang)的(de)(de)成分設(she)計(ji)中(zhong)，是以能在鋼(gang)材(cai)(cai)表面生成穩(wen)定保護膜的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)，防止(zhi)單質硫與(yu)鋼(gang)材(cai)(cai)接觸(chu)而(er)抑制(zhi)腐(fu)蝕(shi)(shi)反(fan)(fan)應的(de)(de)方案為基礎進行(xing)的(de)(de)。

　　另外(wai)，通過實船(chuan)調(diao)查(cha)查(cha)明在(zai)底板點蝕(shi)內(nei)部(bu)(bu)，存在(zai)pH值（為2～4）比外(wai)部(bu)(bu)的(de)(de)pH值（為4～8）更低(di)（即酸(suan)性更強）的(de)(de)氯化物(wu)溶(rong)液。由于低(di)pH值溶(rong)液的(de)(de)存在(zai)，促(cu)進了(le)氫發生(sheng)反應。在(zai)開發鋼(gang)上利用有效的(de)(de)合(he)金成分抑(yi)(yi)制(zhi)了(le)氫的(de)(de)發生(sheng)反應； 而且在(zai)合(he)金元(yuan)素溶(rong)解的(de)(de)條件下(xia)能(neng)提高點蝕(shi)內(nei)溶(rong)液的(de)(de)pH值，從而可以(yi)明顯地抑(yi)(yi)制(zhi)鋼(gang)的(de)(de)腐蝕(shi)反應。

　　即使在(zai)上述的腐蝕(shi)因子同時作(zuo)用的場合，開(kai)發鋼也生(sheng)成(cheng)了(le)穩定(ding)的保護膜，并獲得(de)了(le)pH值的緩和效果(guo)，故有(you)效地(di)抑(yi)制了(le)鋼的腐蝕(shi)反應(ying)。

　　2 實驗方法

　　以(yi)(yi)上述COT底板的(de)腐蝕(shi)(shi)機(ji)理為基礎，確立了以(yi)(yi)下試驗方法來評價(jia)鋼的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。

　　在試(shi)(shi)驗(yan)A中(zhong)，采用混合了特級試(shi)(shi)劑（純度≥99.5％）的硫粉的NaCl作為(wei)點蝕內部的模擬(ni)溶液，根據浸(jin)漬(zi)試(shi)(shi)樣的腐蝕速(su)度評價(jia)了點蝕生長速(su)度。另外，在實船(chuan)調查中(zhong)，被認為(wei)是淤泥（塵泥）的單質硫的濃(nong)度為(wei)百分之幾。本試(shi)(shi)驗(yan)是在將單質硫濃(nong)度控制得(de)比實船(chuan)更(geng)高的苛刻環境條(tiao)件下評價(jia)了試(shi)(shi)樣的耐(nai)蝕性。

　　試(shi)(shi)驗B則(ze)是(shi)利用低pH值氯化物溶液(ye)(ye)評價對于腐蝕(shi)(shi)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。作為試(shi)(shi)樣上的(de)點蝕(shi)(shi)內部模擬溶液(ye)(ye)，滴(di)下的(de)是(shi)將pH值調整到1.0（即強酸性）的(de)FeCl3+NaCl溶液(ye)(ye)，保持恒(heng)溫恒(heng)濕(shi)（即333K和(he)95％RH-相對濕(shi)度），根據試(shi)(shi)樣的(de)腐蝕(shi)(shi)速度評價了(le)(le)點蝕(shi)(shi)生長速度。較之實船(chuan)(chuan)條(tiao)件，試(shi)(shi)驗B提高了(le)(le)溫度、降低了(le)(le)pH值、促進了(le)(le)腐蝕(shi)(shi)，從而(er)可以(yi)在比(bi)實船(chuan)(chuan)環境更苛(ke)刻的(de)條(tiao)件下評價鋼的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。

　　3 實驗結果

　　為了評價對于單(dan)質(zhi)硫(liu)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)而(er)進行了實驗室促進試驗A。結果查明，開(kai)(kai)發(fa)(fa)鋼的(de)(de)(de)(de)點蝕(shi)生(sheng)長速(su)度降至(zhi)原來鋼的(de)(de)(de)(de)1/4。經試驗后的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)鋼表面形成了比(bi)原來鋼更(geng)(geng)致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物。因前者(zhe)更(geng)(geng)能阻(zu)止(zhi)氯離子(zi)從(cong)環(huan)境側向(xiang)腐(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)物的(de)(de)(de)(de)侵入(ru)，推測其環(huan)境遮斷(duan)性(xing)更(geng)(geng)高，故能抑制單(dan)質(zhi)硫(liu)對鋼基(ji)體的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)度。

　　如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)，本開發(fa)鋼對于單質硫(liu)和低pH值（即酸性(xing)(xing)較強）氯化(hua)物溶液兩種腐(fu)蝕因子的(de)耐蝕性(xing)(xing)都高，能(neng)有效抑制COT底板上(shang)點蝕的(de)生長(chang)。

　　這(zhe)里(li)，點(dian)(dian)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長(chang)速(su)度(du)(du)表示概(gai)率論的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)動，按照是最(zui)大(da)值分布點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)Gumbel分布。這(zhe)就(jiu)意(yi)味著使用面積越大(da)，就(jiu)會越有(you)深的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕生(sheng)(sheng)成。從小面積的(de)(de)(de)(de)(de)實驗室試驗結果(guo)，預測大(da)面積的(de)(de)(de)(de)(de)實際點(dian)(dian)蝕生(sheng)(sheng)長(chang)試驗一直在油氣管線和石油貯罐上(shang)得到(dao)較多(duo)應用。即使在油船COT底板上(shang)，也通過(guo)實船的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕調查(cha)，確認了點(dian)(dian)蝕生(sheng)(sheng)長(chang)速(su)度(du)(du)遵(zun)循上(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)Gumbel分布。這(zhe)表明概(gai)率論的(de)(de)(de)(de)(de)手段對于(yu)評價實船的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)點(dian)(dian)蝕生(sheng)(sheng)長(chang)速(su)度(du)(du)非常有(you)效。關于(yu)本開發鋼，也利用了Gumbel分布的(de)(de)(de)(de)(de)極值解析評價了實船相當面積的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性（即最(zui)大(da)點(dian)(dian)蝕生(sheng)(sheng)長(chang)速(su)度(du)(du)）。

　　通(tong)過比(bi)較開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和原來鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)試(shi)(shi)驗A和B中所(suo)得到的(de)(de)(de)最大點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)生(sheng)長(chang)(chang)速(su)度(du)表明，兩試(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)最大點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)生(sheng)長(chang)(chang)速(su)度(du)都(dou)(dou)很(hen)好地遵(zun)循了Gumbel分布(bu)，能(neng)再現和實(shi)船相同概率分布(bu)的(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)生(sheng)長(chang)(chang)，從而(er)表現了試(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)妥當性。并(bing)且，無論是哪個(ge)試(shi)(shi)驗結果，都(dou)(dou)是開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)Gumbel分布(bu)的(de)(de)(de)斜度(du)比(bi)原來鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)更大，說明開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)(gang)上沒有發生(sheng)生(sheng)長(chang)(chang)速(su)度(du)大的(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)，即(ji)對開(kai)(kai)發鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)成(cheng)分設計是有效的(de)(de)(de)。

　　這(zhe)里在VLCC（原油運輸(shu)船(chuan)(chuan)）實(shi)船(chuan)(chuan)上查明(ming)的(de)平均點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)直徑為10mm、設定個(ge)數為2000個(ge)，在試(shi)驗A和B上的(de)再現周期(qi)T分別為65.4和174時(shi)，其點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)生長速度(du)(du)(du)(du)相當于實(shi)船(chuan)(chuan)的(de)最大(da)生長速度(du)(du)(du)(du)。無論是在哪個(ge)試(shi)驗中(zhong)，與實(shi)船(chuan)(chuan)相當面(mian)(mian)積(ji)(ji)的(de)開發鋼最大(da)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)生長速度(du)(du)(du)(du)都是每年(nian)1.2mm，約為原來鋼的(de)大(da)約1/4，即(ji)在2.5年(nian)間的(de)干船(chuan)(chuan)塢檢修時(shi)，點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)最大(da)深度(du)(du)(du)(du)為1.2mm/年(nian)×2.5年(nian)=3mm，說明(ming)完全可以(yi)(yi)將檢修標(biao)準深度(du)(du)(du)(du)控制在4mm以(yi)(yi)下(xia)。這(zhe)就表明(ming)，即(ji)使在實(shi)船(chuan)(chuan)相當面(mian)(mian)積(ji)(ji)的(de)條件下(xia)，開發鋼也顯示了優良(liang)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性。

　　油船每(mei)隔2.5年在(zai)干船塢檢(jian)查時，能確認的COT底(di)板(ban)最(zui)(zui)大點蝕(shi)(shi)(shi)深(shen)度(du)的預測值，在(zai)原(yuan)來(lai)鋼上(shang)的深(shen)度(du)達10mm，通常深(shen)度(du)>4mm者涂(tu)漆，>7mm者進行堆焊修(xiu)(xiu)補(bu)(bu)。SR242的調(diao)查表明，油船繩經干船塢檢(jian)修(xiu)(xiu)過的，COT底(di)板(ban)上(shang)的點蝕(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)長就(jiu)停止了(le)(le)。其(qi)原(yuan)因(yin)(yin)是在(zai)檢(jian)修(xiu)(xiu)時，在(zai)除去了(le)(le)腐蝕(shi)(shi)(shi)性生(sheng)(sheng)成(cheng)物(wu)的點蝕(shi)(shi)(shi)上(shang)，較之一般部位再生(sheng)(sheng)成(cheng)了(le)(le)更(geng)厚的油膜(mo)，故防(fang)蝕(shi)(shi)(shi)性更(geng)好。因(yin)(yin)此，在(zai)COT底(di)板(ban)使(shi)用本開發鋼時，若設定的最(zui)(zui)大點蝕(shi)(shi)(shi)深(shen)度(du)≯4mm，則就(jiu)可以在(zai)油船COT的使(shi)用期間無需修(xiu)(xiu)補(bu)(bu)。

　　開發(fa)鋼(gang)的強度(du)和韌性(xing)(xing)都(dou)達到了原來鋼(gang)同等以(yi)上的水平，滿足了船級規格（AH32）的要求；并(bing)且(qie)在采(cai)(cai)用(yong)(yong)一般(ban)焊接(jie)材料(liao)、輸入熱量為130kJ/cm條件下(xia)制作的FCB焊縫的韌性(xing)(xing)也達到了原來鋼(gang)同等以(yi)上的水平，滿足且(qie)大大超過了AH32規格的要求，故(gu)對開發(fa)鋼(gang)可以(yi)完全采(cai)(cai)用(yong)(yong)與原來鋼(gang)相同的焊接(jie)方法。