1、第三章船機零件的腐蝕金屬與周圍介質發生化學，電化學作用或物理溶解產生變質和破壞的現象稱為腐蝕。金屬腐蝕破壞發生在零件表面，逐漸向內部擴展或同時向四周蔓延。腐蝕破壞是船機零件的故障模式之一。腐蝕是現代工業中極為有害的破壞因素。不僅造成機器、零部件的失效，且造成大最金屬材料的浪費和巨大的經濟損失。例如，全世界每年因腐蝕浪費的鋼鐵約占當年鋼鐵產量的10%。此外，腐蝕破壞還帶來安全性和資源保護等問題，導致機器設備的突然破壞，嚴重危及人身安全和使地球上有限資源日漸枯竭，使人類生存受到威脅。船機設備的破壞也很普遍。例如，船體鋼板和管路的腐蝕，柴油機氣缸蓋、氣缸套和活塞冷卻水腔的電化學腐蝕，活塞頂部和排氣閥

2、的高溫化學腐蝕，氣缸套外表面和螺旋槳槳葉上的穴蝕等。腐蝕的后果，輕者使零件的尺寸和幾何形狀精度破壞，表面損壞；重者造成零件裂紋、穿孔和斷裂。輪機員學習金屬腐蝕有關知識的目的在于增強防止腐蝕的觀念，加強日常的維護保養工作，減少和防止腐蝕，保證船舶機器的正常運轉和延長其使用壽命。金屬腐蝕一、金屬腐蝕過程自然界中大多數金屬是以金屬化合物的形式存在于礦石中，例如鐵以Fe2O3形式存于赤鐵礦石中，而Fe2O3也是鐵的腐蝕產物鐵銹的成分。冶煉金屬是消耗能量把礦石中的化合物轉變成金屬，所以金屬比其化合物具有更高的自由能。金屬腐蝕是使金屬恢復自然狀態，金屬釋放出能量回到熱力學更穩定的自然存在形式化合物狀態，既

3、金屬從金屬狀態自發的變成離子狀態，生成氧化物、硫化物等。所以腐蝕過程是金屬釋放出能量使自身穩定的自發過程，也是冶金的逆過程。金屬釋放的能量就是腐蝕的動力，而其他破壞形式，如磨損、裂紋等則要消耗有用功。1腐蝕傾向的熱力學判據自然界中一切自發過程都是有方向性的，都有從自由高能向自由低能的狀態轉變的趨勢。因此，物質變化過程能否自發進行，在化學熱力學中采用自由能變化量G0時，表示過程不能自發進行，處于熱力學穩定狀態。例如，在大氣條件下只有金、鉑、鈀、銥是熱力學穩定的金屬，其厶G0，在自然界中以單質存在，稱為貴金屬；銅、汞、銀在無氧的情況下，離子反應時G0，在自然界主要以硫化物形式存在，稱為半貴金屬；除

4、上述金屬外其他金屬在離子反應時自由能變化量均為負值，既G0，在熱力學上不穩定金屬，稱為賤金屬，在自然界中一般都是以氧化物或鹽類存在于礦石中。在熱力學上不穩定的金屬中，如鋁、鎂、鉻等在適當的條件下能發生鈍化而變的穩定，既耐腐蝕。鋁、鎂、鉻在大氣中腐蝕傾向大于鐵，但腐蝕開始時在表面上就已生成一層保護膜而使腐蝕幾乎停止。而鐵表面生成的腐蝕產物疏松，不具保護作用時，腐蝕就會較快。還有些熱力學上不穩定金屬在腐蝕過程中生成致密的保護性腐蝕產物膜而耐蝕，例如鉛在硫酸溶液中、鐵在磷酸溶液中、鋅在大氣中等都會生成耐蝕的保護膜。所以，腐蝕雖可自發進行，但可使腐蝕進展很緩慢，甚至無害。由此看來，腐蝕過程不僅僅是取決

5、于腐蝕反應中自由能的變化量，還應考慮腐蝕介質的性質、腐蝕產物在該介質中的穩定性。通過G只能了解金屬腐蝕的傾向，而不能得知腐蝕速度，而在實際生產中腐蝕速度能更好的反映腐蝕情況。2金屬的電極電位金屬與介質接觸時，將發生自發腐蝕（自溶解）的傾向，也就是金屬變成離子進入介質。所失去的電子留在金屬表面。金屬離子化程度越大，留在金屬表面的電子也越多，使金屬表面呈負電并吸引溶液中的正離子靠近金屬表面，形成雙電層，在界面上產生電位差。所以，金屬和溶液界面的電位差稱為金屬的電極電位。金屬的電極電位越負，表示金屬越容易離子化，既不耐腐蝕；電極電位越正，金屬越耐蝕。二、金屬腐蝕的分類依金屬腐蝕過程的特點分為：化學腐

6、蝕、電化學腐蝕。依腐蝕表面的特征分為：全面腐蝕、局部腐蝕。全面腐蝕是機件整個表面上發生的腐蝕，一般多為全面不均勻腐蝕。局部腐蝕是機件表面上局部發生的腐蝕，而表面上其它部分幾乎不發生腐蝕。局部腐蝕較多，危害有比全面腐蝕嚴重，往往會發生突然破壞，以致造成機件的損壞，甚至惡性事故。三、金屬腐蝕速度金屬零件被腐蝕后，其重量、尺寸和形狀、金相組織和機械能都會發生變化。這些物理和力學性能的變化可以反映金屬被腐蝕的程度。通常利用其不同破壞形式的變化率表示金屬腐蝕的速度。在均勻腐蝕條件下，采用重量指標、深度指標、容量指標和電阻變化率等表示腐蝕速度。重量指標重量指標是把金屬零件因腐蝕造成的重量變化換算成相當于金

7、屬零件表面在單位時間的質量變化值。零件因腐蝕使其質量在腐蝕前后不等，其差值為腐蝕前與清除腐蝕產物后的質量之差。當腐蝕產物牢固地沉積在零件表面上時，其差值仍為腐蝕前后質量之差，只不過前者為矢量，后者為增重。式中：V-、V+分別為失重腐蝕速度和增重腐蝕速度，g/（m2。h）;WO零件腐蝕前重量，g;W1清除腐蝕產物后的零件重量，g;W2帶有腐蝕產物的零件重量，g;S腐蝕面積，m2；t腐蝕時間，h。深度指標深度指標是把零件因腐蝕造成的厚度減少量以線形單位表示，并換算成相當于單位時間的值。工程上多用構件的腐蝕深度或減薄的程度來衡量其壽命。此法非常適用于衡量密度的各種金屬的腐蝕程度。利用失重重量指標進行

8、換算：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 計7365x108.757-=alOOgp式中：VL深度腐蝕速度，mm/a;p金屬的密度，g/cm3。電阻性能指標用零件腐蝕前后的電阻變化率表示腐蝕速度VR。此法特點是測量電阻時不需要清除腐蝕產物，對零件金屬無影響，適用于薄和細的零件。7.=AzAxlOO%&式中：RO腐蝕前的電阻；R1腐蝕后的電阻。第一節化學腐蝕一、化學腐蝕金屬與周圍介質(非電解質)直接發生化學作用引起的破壞稱為化學腐蝕。腐蝕過程中不產生電流。化學腐蝕分為氣體腐蝕和有機介質腐蝕。氣體腐蝕是指金屬在干燥氣體中或高溫氣體中的腐蝕。金屬與介質中的氧化劑直

9、接作用后在金屬表面生成一層氧化物薄膜，即腐蝕產物。金屬能否繼續被腐蝕取決于膜的結構及與基體的結合強度。碳鋼零件在560C以下被氧化，生成Fe2O3或Fe3O4的結構致密、基體結合牢固的穩定膜，可阻止氧原子的擴散，保護金屬不再被氧化。在560C以上氧化生成FeO的結構疏松、與基體結合不牢的膜，氧原子易于穿過使金屬繼續氧化，膜的厚度增加，當達到一定厚度時脫落。金屬的高溫氧化曾被視為典型的化學腐蝕。近代研究認為：在高溫氣體中金屬最初的氧化屬于化學反應，但氧化膜的成長過程則屬于電化學機理。因為金屬表面的介質已由氣相變為既能電子導電又能離子導電的氧化膜。所以，金屬的高溫氧化不再是單純的化學腐蝕。金屬在有

10、機介質中的腐蝕，有機介質為不導電的非電解質介質，例如有機酸、鹵代化合物和含硫的化合物等。實際生產中純化學腐蝕的現象較少，例如鋁在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中；鎂或鐵在甲醇中；金屬鈉在氯化氫氣體中的腐蝕都屬于化學腐蝕。但實際上這些介質中都含有少量水分而使有機介質不純，使化學腐蝕變為電化學腐蝕。二、柴油機零件的化學腐蝕柴油機運轉時，燃燒室中的高溫高壓燃氣直接與燃燒室組成零件一一氣缸蓋及其上的閥件、氣缸套和活塞組件接觸，燃氣中某些低熔點灰分熔化并附著在零件金屬表面上，在高溫下發生化學作用使零件表面受到破壞的化學腐蝕，稱為高溫腐蝕或釩腐蝕。重油燃燒后產生灰分，灰分是一些氧化物、無機鹽和低共熔混合物。重油

11、中含有釩、鈉、硫的化合物，燃燒后生成這些元素的氧化物或硫酸鹽，如V2O4、V2O5、Na2O和Na2SO4等以及低熔混合物。這些物質的熔點較低，例如V2O5的熔點為675C,Na2OV2O5、5Na2OA/2O4IIV2O5和60%Na2SO4十40%V2O5的熔點分別為640C、535C和330Co高溫下鋼鐵零件上附著熔化或軟化的釩鈉化合物后，由于V2O5是酸性氧化物，直接與金屬接觸使其表面上的氧化膜被溶解，裸露的基體金屬不斷被氧化而形成腐蝕麻點或凹坑。如排氣閥盤面上的孔洞。零件金屬溫度越高，腐蝕速度越快，后果越嚴重。柴油機燃用重油為發生高溫腐蝕提供了條件，但并非燃用重油就必然發生高溫腐蝕，

12、還必須具備：零件冷卻不良，溫度在550C以上時，足以使釩、鈉化合物處于熔化狀態附著于零件表面；灰分的成分影響腐蝕速度。當灰分中V2O5/Na203時，軟化溫度由600C降至400C,灰分非常易熔，所以腐蝕速度急劇增加；而V2O5/Na20在1左右時，腐蝕速度最小，因為軟化溫度高于零件溫度而不會發生腐蝕。三、防止化學腐蝕的措施根據化學腐蝕的機理，可在零件表面上覆蓋一層保護膜，如鍍錫、鍍鋅、發藍處理等。排氣閥等的高溫腐蝕，可選用含釩、鈉、硫少的燃油，控制其成分；加強燃燒室零件的冷卻，使零件溫度在550C以下等。此外，還應注意零件材料的選擇，對腐蝕環境下工作的零件應選用耐腐蝕性強的材料。第二節電化學

13、腐蝕金屬表面與離子導電的電解介質溶液發生電化學作用產生的破壞稱為電化學腐蝕。電化學腐蝕過程中產生電流。電化學腐蝕是自然界和生產中最普遍和最常見的腐蝕，破壞作用也顯著。金屬在大氣、濕空氣、海水、土壤及酸、堿、鹽溶液中都能發生電化學腐蝕。在船上，船體和船機發生電化學腐蝕的部位和零部件較多。一、電化學腐蝕原理電池作用原理可以充分說明金屬在電解質溶液中的腐蝕過程。圖3-l的Fe-Cu電池示意圖中，鐵板和銅板分別為陽極和陰極，同裝于盛有電解質溶液（如稀硫酸）的容器中，并用導線連接兩極。電池反應發生后導線中有電流通過。電池反應：陽極氧化反應后鐵被溶解Fe2OFe+陰極還原反應后放出氫氣2H+十2OfH2f

14、所以，電池作用使陽極鐵板不斷地被腐蝕，溶液中氫離子不斷地從陰極獲得電子變成氫氣逸出。電化學腐蝕中，腐蝕電池起著重要作用。依電池中電極大小分為宏觀電池與微觀電池。1宏觀腐蝕電池宏觀腐蝕電池是肉眼可見電極構成的宏觀大電池，引起局部宏觀腐蝕。主要有：1）異金屬接觸電池兩種具有不同電位的金屬或合金相互接觸（直接接觸或用導線連接），并處于同一電解質溶液中時，會使電位低的金屬不斷地被腐蝕，這種電池稱為異金屬接觸電池。兩種金屬的電位差越大，腐蝕也越嚴重。例如，Fe-Cu電池、海水中船的碳鋼尾軸與銅質螺旋槳等也構成這種電池。2）濃差電池同一金屬的不同部位與濃度（含氧量或含鹽量）或溫度不同的介質接觸構成的電池稱

15、濃差電池。最常見的有氧濃差電池、鹽濃差電池和溫差電池等。金屬與含氧量不同的介質接觸，在氧濃度低處金屬的電位較低；氧濃度較高處金屬的電位較高。例如鐵棒埋于土壤中，因土壤深度不同含氧量不同，氧的濃度不同，則氧的分壓不同。濃度越高分壓越大，鐵棒的電位越高，否則電位越低，于是構成氧濃差電池，使深埋于土壤中的鐵棒端腐蝕最嚴重。同樣，分別插入濃、稀硫酸銅溶液中的銅棒兩端電位不同，稀硫酸銅溶液中的棒端電位低，另一端電位高，構成鹽濃差電池。浸于電解質溶液中的金屬當不同部位的溫度不同時構成溫差電池。例如，換熱器的高溫端比低溫端腐蝕嚴重。2微觀電池微觀電池是指金屬表面由于電化學不均勻性構成無數微小電極的電池，又稱

16、微電池。零件金屬表面電化學不均勻性是由于金屬表面的微觀不均勻性引起的，主要有：（1）化學成分不均勻性工業用的金屬材料不同程度含有雜質、或有偏析，使金屬表面化學成分不均勻。金屬、雜質、非金屬夾雜物的電極電位不同，當有電解質溶液時就會構成無數微小電池，如圖3-2（a）。（2）金屬組織不均勻性零件金屬材料中不同的金相組織和晶體缺陷具有不同的電極電位，在有電解質溶液的情況下就會構成微電池，如圖3-2(b)所示。(3)物理性質或狀態的不均勻性金屬材料冷、熱加工后材料各部分的受力和變形不同或物理性質不均勻，在有電解質溶液的情況下構成微電池，如圖3-2(c)中變形大的1處電位較低，易被腐蝕。(4)金屬表面膜

17、不完整金屬表面都有一層氧化膜，當膜破裂、有孔等不完整時，破裂處和有孔處電位較低，易構成微電池的陽極，如圖3-2(d)所示。二、船上常見的電化學腐蝕電偶腐蝕船上的機器零部件或船體構件只要構成異金屬接觸電池就會發生電偶腐蝕，且較為普遍。例如，螺旋槳與尾軸、離心泵的葉輪與軸等。氧濃差腐蝕金屬浸入含氧溶液中形成氧電極產生氧濃差腐蝕。例如，工程上連接件的結合面縫隙處、氣缸套與氣缸體下部密封圈的縫隙處，因充氣不足或冷卻水的停滯使氧濃度低。此處金屬為陽極與附近氧濃度高處金屬，即陰極構成氧濃差電池，發生氧濃差腐蝕。選擇性腐蝕是由微觀電池引起的電化學腐蝕。例如黃銅制件的脫鋅黃銅在酸性或鹽溶液中構成無數微電池使鋅

18、被腐蝕；又如鑄鐵氣缸套外圓表面在冷卻水中發生鐵素體被腐蝕的(僅剩下石墨)微觀電化學腐蝕。應力腐蝕碳鋼、不銹鋼、黃銅等工程材料的加工制件均會由于加工引起的內應力較大而發生微觀電化學腐蝕。例如黃銅制件的季裂就是這種應力腐蝕。海水腐蝕海水是唯一含鹽濃度高的電解質溶液，是腐蝕性最強的天然腐蝕劑之一。船舶常年航行在海上，在海水與海洋大氣包圍之中，船體、甲板機械和與海水接觸的零部件等受到嚴重的腐蝕。如船體鋼板、螺旋槳、尾軸、舵及甲板機械起貨機、起錨機、絞纜機等。此外，柴油機的空冷器、冷卻器、冷凝器、空氣壓縮機的機體、各種海水管等都與海水接觸，均會受到海水腐蝕。海水由于含鹽高而成為腐蝕介質，鹽分總量為3.5

19、%3.7%，在世界大洋中海水的成分和總鹽度恒定，內海則因地而異。海水中的鹽類主要是氯化物(NaCl、MgCl2)，其次是硫酸鹽(MgS04、CaS04)。由于海水能離解鹽類，所以海水是一種導電性很強的電解質溶液。海水中的大量氯離子，能使零件金屬表面的氧化膜遭到破壞，因而海水對大多數金屬有很強的腐蝕作用。腐蝕可能是微觀電池作用，也可能是宏觀電池作用。鋼鐵在海水中的腐蝕速度為0.13mm/a。如果海水流速增加、海水溫度升高等還會加速海水腐蝕。此外，海水中的含氧量、pH值、海洋生物等物理、化學因素都會影響海水腐蝕速度。三、防止電化學腐蝕的措施根據電化學腐蝕原理可知，只要破壞產生電化學腐蝕的條件之一，

20、就能有效地阻止腐蝕的發生，這是防止電化學腐蝕的基本原則。另外，由于電化學腐蝕破壞的形式較多，每種破壞形式都有其產生的具體原因和條件，所以防止腐蝕的方法也是多種多樣的，根據不同情況選用不同方法。生產中主要有以下幾種：(1)合理選材根據介質和機器的使用條件，零件的材料盡量選用相同材料或電位相近的材料或其他耐腐蝕的材料。(2)陰極保護利用電化學腐蝕原理使被保護零件成為陰極則可防止腐蝕，一種方法是將被保護零件與外加直流電源的負極相連，用外加陰極電流使陰極電位向負的方向變化，阻止腐蝕過程的進行。另一種方法是犧牲陰極保護法，即在被保護零件上安裝電位更低的金屬使之成為陽極，被保護零件成為陰極而不被腐蝕。例如

21、，在船體鋼板上、氣缸套外表面上安裝鋅塊。(3)陽極保護將被保護零件與外加直流電源的正極相連，用外加電流使陽極電位向正的方向變化，腐蝕速度迅速降低并保持一定的穩定低電位，使陽極鈍化降低腐蝕。(4)介質處理除去介質中促進腐蝕的有害成分。例如，鍋爐給水的除氧處理；調節介質的pH值和改變介質的濕度；在介質中添加阻止和減緩腐蝕的物質，例如常在柴油機冷卻水中添加鉻酸鹽、亞硝酸鹽等無機緩蝕劑，使在零件金屬表面上形成鈍化膜，抑制陽極腐蝕。此外，還可在冷卻水中添加乳化防銹油。（5）表面覆蓋保護膜在零件表面上覆蓋一層金屬或非金屬保護膜，使與腐蝕介質隔開防止腐蝕，如采用電鍍、電刷鍍、噴涂或磷化、氧化處理等工藝在零件

22、表面上形成金屬膜或非金屬膜。（6）加強維護和管理輪機員應對船上容易發生腐蝕的零部件加強維護管理，防止或減少腐蝕。船舶動力裝置中凡與海、淡水和濕空氣接觸的零件、構件和管系均有發生電化學腐蝕的可能，故應：定期進行柴油機冷卻水處理；適時更換船體鋼板上和缸套冷卻側上的防腐鋅塊；選用低硫燃油，若燃用含硫高的燃油時采用與之匹配的堿性氣缸油；加強柴油機和尾軸潤滑油的定期檢驗；機件經堿洗后，一定用清水徹底清洗和涂油保護。第三節穴蝕穴蝕是水力機械或機件與液體相對高速運動時在機件表面上產生的一種破壞。穴蝕又稱空泡腐蝕，或氣蝕。穴蝕也是一種局部腐蝕。穴蝕的特征是機件金屬表面上聚集著小孔群，呈蜂窩狀或呈分散狀的孔穴。

23、孔穴表面清潔無腐蝕產物附著，孔穴直徑一般在1mm以上。例如，柴油機氣缸套外表面上穴蝕小孔直徑為I5mm，最大可達30mm，孔深可達23mm，嚴重時穿透缸壁。船機零件發生穴蝕破壞的除柴油機氣缸套外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機件穴蝕破壞日益引起人們的關注，尤其是缸套穴蝕已是船用發電柴油機的重要問題，引起國內外的重視與研究。一、柴油機氣缸套的穴蝕氣缸套穴蝕是船用中、高速柴油機普遍存在的嚴重問題。隨著柴油機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油機正常運轉的首要問題，嚴重地影響柴油機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。一般說來，船用中速和高速筒狀活塞式柴油

24、機，特別是高速、輕型大功率柴油機，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。例如，12V180型、6150型等高速柴油機，6300型、6250型、8NVD48A-2U型等中速柴油機。有的柴油機投入運轉不久（僅幾十小時）就會在氣缸套外圓表面上出現穴蝕小孔，甚至柴油機運轉不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油機氣缸套基本不發生穴蝕破壞。1穴蝕部位缸套穴蝕發生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在柴油機的左右側方向，特別是承受側推力最大一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。穴蝕小孔呈蜂窩狀或呈分散狀，如

25、圖3-3所示。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水（海水或淡水）的水質、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。氣缸套穴蝕機理1）一般穴蝕機理迄今為止，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內氣體

26、迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。2）氣缸套穴蝕機理柴油機氣缸套外圓表面與氣缸體（或機體）構成冷卻水空間，在狹小的環形通道中流動著淡水或海水。柴油機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，使氣缸套產生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產生渦漩使冷卻

27、水通道內壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到沖擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。灰口鑄鐵氣缸套，在高達1GPa沖擊力作用下，缸套表面微小局部金屬發生塑性變形，不斷地作用使金屬疲勞而剝落。此外，缸套振動能量的轉化、液體間摩擦和氣泡破裂時產生大量的熱，缸套表面局部產生高溫使金屬達到熔化狀態，高壓作用下更易造成金屬破壞，剝落后形成針孔，沖擊波的繼續作用和電化學腐蝕使孔穴增多、增大。3影響缸套穴蝕的因素生產中并非所有的筒狀活塞式柴油機氣缸套都發生穴蝕破壞，即使是發生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油機的機型、結構、爆發壓力、冷卻水腔和冷卻介

28、質、柴油機的工藝參數等有關。1）缸套振動柴油機運轉中氣缸套高頻振動是產生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙活塞在氣缸中運動時，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強。（2）缸套剛度缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，缸壁厚度增加

29、，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體（機體）之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油機缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結構冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產生空泡。柴油機設計時要求冷卻水腔內水流速度應小于2m/s，水腔寬度t為14%D（D為氣缸套內徑）或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區和渦流區，有利于降低缸套穴蝕。4115型柴油機把冷卻水腔最窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。2）冷卻水溫度與壓力冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為5060oC時穴蝕嚴重，隨著

30、水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發揮柴油機的效能和降低腐蝕、穴蝕出發，冷卻水腔淡水溫度在8090oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。4防止缸套穴蝕的措施除從材料和結構上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對船用中、高速柴油機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：（1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。例如l2V180型柴油機缸套外表面鍍鎘，8300型柴油機機體冷卻水腔表面涂環氧樹脂，防腐蝕和防穴蝕效果較好。（2）在冷卻水腔內安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕例如6300型、8300型柴油機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。（3）在冷卻水中加入緩蝕劑例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結構和產生穴蝕的原因而定，以取得良好